Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние годы энергетики многих стран усилили внимание к исследованию автоматического противоаварийного управления. Автоматическая частотная разгрузка (АЧР) является основным средством предотвращения опасного развития аварий, сопровождающихся возникновением значительного дефицита генерации и глубоким снижением частоты.
Современные энергосистемы характеризуются концентрацией огромных мощностей на отдельных станциях, передачей энергии на большие расстояния, параллельной работой многих станций на общую нагрузку. Потребители предъявляют высокие требования к электроэнергии. Такие качественые показатели электроэнергии, как частота и напряжение, должны поддерживаться на строго заданном уровне. На электростанциях и линиях передачи возможны различные повреждения, которые влияют на нормальную работу. Аварии в энергосистеме, сопровождающиеся возникновением дефицита генерации и глубоким снижением частоты, имеют, как правило, наиболее тяжелые последствия. Снижение частоты, происходящее в результате отключения источников генерации, аварийного разделения энергосистемы на части, отключения питающих энергорайон линий электропередачи, приводит прежде всего к нарушению нормальной работы собственных нужд электростанций или снижению их производительности. Нарушается нормальная работа потребителей, так как их призводительность зависит от частоты. При снижении частоты возможно также отключение некоторых блочных агрегатов электростанций технологическими защитами. Вследствие такого снижения генерации в энергосистеме увеличивается первоначальный дефицит мощности и происходит еще более глубокое снижение частоты. В этой ситуации может возникать так называемая лавина частоты, приводящая к развалу энергосистемы, полной
остановке электростанций и отключению всех потребителей. Аварии с лавиной частоты являются самыми тяжелыми по своим последствиям и связаны с большим экономическим ущербом.
Автоматическая частотная разгрузка является вынужденным мероприятием по отключению ряда потребителей с целью поддержания частоты энергосистемы, близкой к нормальной.
Исследование действия АЧР и переходных процессов в энергосистеме при больших дефицитах генерации является актуальной задачей, имеющей большое теоретическое и практическое значение.
Цель и задачи работы. Основной целью настоящей работы является разработка глубокого теорети-ческого исследования по изучению переходных процессов в энергосистеме при больших дефицитах генерации с учетом действия автоматической частотной разгрузки.
В режиме дефицита генерации частота энергосистемы снижается. При большом дефиците снижение частоты может быть значительным и недопустимым как для потребителей, так и самой энергосистемы. Исследование изменения частоты в данных случаях имеет важное значение. В связи с этим для достижения главной цели в работе решается ряд задач: разработка математической модели энергосистемы с учетом главных параметров, влияющих на переходный процесс; разработка модели энергосистемы при действии АЧР, изучение влияния основных параметров автоматики на переходный процесс; разработка новой методики для расчета динамики изменения частоты при больших дефицитах мощности и действии АЧР; разработка математической модели энергосистемы с учетом вращающегося резерва; создание программы для расчета-изменения частоты при различных ситуациях на модели, анализ влияния вращающегося резерва в системе и запаздывания в канале АЧР на процесс изменения частоты при дефиците генерации и действии АЧР; исследование влияния плотности разгрузки на динамику изменения частоты.
Научная новизна работы.
- Разработка модели энергосистемы при действии
АЧР, изучение влияния основных параметров автоматики
на переходный процесс.
Разработка новой методики расчета динамики снижения частоты в энергосистеме при действии АЧР.
Создание программы исследования переходного процесса при действии АЧР в разных случаях.
Исследование влияния плотности разгрузки на изменение частоты.
- Анализ влияния вращающегося резерва в системе
и запаздывания в канале АЧР на динамику изменения
частоты при дефиците генерации.
Использование новой методики расчета переходного процесса.
- Получена оценка для использования АЧР.
Практическая ценность состоит в том, что результаты работы позволяют более обоснованно выбрать рациональную автоматическую частотную разгрузку в энергосистеме, обеспечить ликвидацию аварийной ситуации с дефицитом генерации и подъем частоты до уровня, дающего возможность автоматически быстро восстановить нормальную работу энергосистемы.
Публикации. По' диссертационному материалу была написана статья: "Частотная разгрузка энергетических систем." Труды СПбГТУ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Работа изложена на ,96 листах машинописного текста, содержит.^рисункрь и^таблицы. Список литературы включаете наименований.