Научная статья на тему 'Способы представления нагрузки, включая асинхронные двигатели, при расчётах динамической устойчивости'

Способы представления нагрузки, включая асинхронные двигатели, при расчётах динамической устойчивости Текст научной статьи по специальности «Электротехника»

CC BY
13
0
Поделиться
Журнал
Academy
Область наук
Ключевые слова
РАСЧЁТ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ / НАГРУЗКА / СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ / ВЛИЯНИЕ

Аннотация научной статьи по электротехнике, автор научной работы — Аверьянов Данила Андреевич, Головин Евгений Викторович, Зуев Александр Игоревич

В статье представлен обзор способов представления нагрузки, включая асинхронные двигатели, при расчёте динамической устойчивости.

Похожие темы научных работ по электротехнике , автор научной работы — Аверьянов Данила Андреевич, Головин Евгений Викторович, Зуев Александр Игоревич,

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Способы представления нагрузки, включая асинхронные двигатели, при расчётах динамической устойчивости»

СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ НАГРУЗКИ, ВКЛЮЧАЯ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ, ПРИ РАСЧЁТАХ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ

1 2 3

Аверьянов Д.А. , Головин Е.В. , Зуев А.И.

1Аверьянов Данила Андреевич - студент; 2Головин Евгений Викторович - студент;

3Зуев Александр Игоревич - студент, кафедра электроэнергетических систем, Национальный исследовательский университет Московский энергетический институт, г. Москва

Аннотация: в статье представлен обзор способов представления нагрузки, включая асинхронные двигатели, при расчёте динамической устойчивости. Ключевые слова: расчёт динамической устойчивости, нагрузка, способы представления, влияние.

В сложных протяжённых электроэнергетических системах (ЭЭС), какими являются современные электроэнергетические объединения, происходит огромное количество возмущений ежегодно. Вместе с этим каждый год ЭЭС развиваются и усложняются. Учитывая, что появление новых элементов не способствует исчезновению данной проблемы, а скорее, наоборот, усугубляет ее, изучение электромеханических переходных процессов (ЭМ1 II I) и расчёты, связанные с ними, сохраняют свою актуальность. В расчётах ЭМПП есть множество важных деталей, без которых он не возможен. Одной из них являются параметры нагрузки, так как их представление сильно влияет на переходный процесс. Их влияние возрастает при:

- увеличении величины нагрузки,

- увеличении глубины снижения напряжения на шинах потребителей,

- увеличении в нагрузке доли двигателей,

- снижении устойчивости двигателей,

- уменьшении объёма разгрузки, вызванной провалом напряжения. Представление нагрузки заключается в подготовке исходного режима для расчёта

(получения желаемых параметров режима). При расчёте динамики не нужно задание СХН, потому что влияние нагрузки на переходной процесс заключается в кратковременных набросах активной и реактивной нагрузки, которая соответствует прохождению скольжений через определённые критические значения. В тех случаях, когда используется СХН, эту особенность воспроизвести невозможно. При расчёте применимы упрощённые модели:

— Рн = const и ÇH = const

— Рн = const иХн = const

— RH = const иХн = const

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

В расчётах также необходимо моделировать асинхронную нагрузку. Правильное отображение зависимости тока и вращательного электромагнитного момента от скольжения важно при проведении расчётов самозапусков.

Отображение зависимости затухания напряжения U(t) требует учёта электромагнитных процессов в роторе АД. Однако, зависимости I(s) и M(s) проще реализуются, если электромагнитные переходные процессы не учитываются. В наше время существуют лишь две модели для представления АД: 1) без учёта электромагнитных переходных процессов и с правильным отображением зависимостей I(s) и M(s), но без возможности получения U(t).

2) с учётом электромагнитных переходных процессов в роторе и с правильным отображением зависимости U(t), но без возможности моделировать зависимости I(s) и M(s) в большом диапазоне изменения скольжений [1].

Наиболее востребованной моделью является первая модель. Вторая же нужна только в тех случаях, когда требуется отображать скорость затухания напряжения отключённого АД.

При описании динамической модели нагрузки необходимо использовать конкретные параметры электрической сети. Можно использовать конкретные параметры ДМН или воспользоваться их известными приближенными значениями.

К числу наиболее значимых параметров ДМН относятся:

1) доля СД в суммарной нагрузке узла;

2) доля АД в суммарной нагрузке узла;

3) факторы, определяющие изменение количества включённых электроприемников при переходном процессе ( например, самоотключения электроприемников из-за провала напряжения) [1].

В данный список не входят параметры АД, так как расчётные возмущения при проверке устойчивости большой энергосистемы не приводят к значительному торможению АД. В зоне малых скольжений (10-20%) различия в асинхронных характеристиках различных типов АД несущественны. Нарушение устойчивости двигателей происходит, когда устойчивость энергетической системы уже нарушена. Влияние параметров АД на данном этапе расчёта не бывает большим.

В крупных энергосистемах нагрузку в узлах представляют в виде обобщенной динамической модели крупного узла нагрузки. В случаях, когда состав электроприёмников не известен даже ориентировочно, принимают долю всех двигателей равной 50%. Если в узле нагрузки имеются крупные промышленные предприятия, то доля двигателей в нагрузке принимается равной 70%. В обратном случае - 20%.

Параметры АД, для крупных узлов нагрузки, не являются параметрами, полученными в результате усреднения или эквивалентирования параметров некоторого числа двигателей, подключённых к узлу.

ь

Рис. 1. Отображение крупного узла нагрузки: (а) общее представление; (б) отображение только наиболее существенных элементов; (в) результат эквивалентирования схемы (б)

Если АД подключены к разным шинам и имеют разное электрическое удаление от узла нагрузки, то можно заменить одним эквивалентным АД (ЭАД), так чтобы пределы динамической устойчивости ЭАД (рис. 1в) были приблизительно такими же, как у исходной группы АД (рис 1б), при среднестатистических значениях сопротивлений сети [1].

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Условия самозапуска АД, изображённых на рис. 1б, хуже, нежели если они были непосредственно подключены к узлу нагрузки, так как их пусковые токи создают в

15

сопротивлении сети значительные потери напряжения. По этой причине эквивалентному АД приходится приписывать параметры, значительно менее благоприятные, нежели у исходных АД (меньшие коэффициенты мощности и штах) [1].

Набор параметров, которыми задаётся АД, может отличаться не от различий самой модели, а от состава параметров, принимаемых за исходные.

Список литературы

1. Применение математических моделей электрической нагрузки в расчётах устойчивости энергосистем и надёжности электроснабжения промышленных потребителей. Ю.Е. Гуревич, Л.Е. Либова. М.: ЭЛЕКС-КМ, 2008. 248 с.

ВЛИЯНИЕ ДОЛИ АСИНХРОННОЙ НАГРУЗКИ, ПРЕДСТАВЛЕННОЙ РАЗЛИЧНЫМИ СПОСОБАМИ, НА ПРЕДЕЛ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ

1 2 3

Аверьянов Д.А. , Головин Е.В. , Зуев А.И.

1Аверьянов Данила Андреевич - студент; 2Головин Евгений Викторович - студент;

3Зуев Александр Игоревич - студент, кафедра электроэнергетических систем, Национальный исследовательский университет Московский энергетический институт, г. Москва

Аннотация: в статье представлено исследование влияния доли асинхронной нагрузки на предел динамической устойчивости сети.

Ключевые слова: предел динамической устойчивости, доля асинхронной нагрузки, способы представления нагрузки, влияние.

В данном исследовании мы будем определять влияние доли асинхронной нагрузки на предел динамической устойчивости сети и сопоставлять способы представления нагрузки при расчётах динамической устойчивости. Для этого мы прибегнем к двум расчётным моделям:

1) модель без ЭАД, представленная на рисунке 1.

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Рис. 1. Схема расчётной модели 16