Введение к работе
Актуальность темы. Обеспечение устойчивости является одной из главных задач проектирования и эксплуатации электроэнергетических систем (ЭЭС) Нарушение устойчивости параллельной работы генераторов и появление в ЭЭС длительного асинхронного хода может приводить к нарушению электропитания большого количества электропотрсбителеи и даже к полному развалу ЭЭС Поэтому, проблема обеспечения устойчивости ЭЭС становится все более острой при объединении энергосистем и увеличении их мощностей, так как устойчивость довольно часто нарушается именно по слабым связям, соединяющим отдельные энергосистемы в их объединении
При нарушении динамической устойчивости и возникновении асинхронного режима предусматривается работа автоматики ликвидации асинхронного режима (АЛАР) В зависимости от складывающейся ситуации в электроэнергетических системах ликвидация асинхронного режима этой автоматикой производится осуществтением соответствующих управляющих воздействий на синхронные генераторы и на нагрузку ЭЭС, чтобы создать необходимые условия для ресинхронизации, или делением ЭЭС на несинхронно работающие части (подсистемы)
Формируемые с помощью АЛАР управляющие воздействия для устранения асинхронного режима в ЭЭС могут оказаться не достаточно эффективным, особенно в ЭЭС с малым резервом установленной генераторной мощности и при наличии слабых связей
Для осуществления ресинхронизации применяемые в ЭЭС устройства АЛАР формируют управляющие воздействия, направленные на изменение генераторной мощности электростанций вплоть до отключения отдельных генераторов или на отключение части электрической нагрузки Если этого оказывается недостаточно, то после нескольких циклов асинхронного хода или по истечении определенного времени при отсутствии ресинхронизации АЛАР срабатывает на деление ЭЭС на несинхронно работающие подсистемы и вводится запрет автоматическое повторное включение (АПВ) Такое деление является крайне нежелательным, особенно если ЭЭС имеет малый резерв установленной генераторной мощности в энергодефицитной подсистеме, так как такая подсистема при делении ЭЭС утрагивает мощность, передававшуюся по межсистемной связи Поэтому становится необходимым отключать примерно такую же мощность электропотребителей, какая передавалась по межсистемной связи в исходном режиме
В связи с этим возникает необходимость в поиске новых подходов к решению проблемы повышения результирующей устойчивости ЭЭС, в разработке алгоритмов управления асинхронным ходом, обеспечивающих сокращение продолжительности асинхронного хода и успешную ресинхронизацию подсистем В качестве объекта исследования в диссертации рассматривается объединенная энергосистема (ОЭС) Вьетнама, представляющая собой две подсистемы, связанные между собой межсистемной связью с двумя линиями электропередачи 500 кВ
Целью работы является разработка алгоритма дискретного управления асинхронным ходом в двухподсистемнои энергосистеме воздействием на выключатели линий электропередачи межсистемнои связи для повышения ее результирующей устойчивости и исследование его эффективности применительно к простой и объединенной энергосистеме Вьетнама
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи
проведение теоретических исследований в направлении поиска научной основы для разработки нового подхода к формированию алгоритмов управления асинхронным ходом в ЭЭС и обеспечения сохранения ее результирующей устойчивости,
научное обоснование возможности и целесообразности применения дискретного управления потоком мощности по линиям электропередачи в составе межсистемной связи двух подсистем в объединенной энергосистеме,
разработка критериев, позволяющих с использованием параметров режима, замеряемых непосредственно на подстанции с установленными управляющими устройствами, определять в реальном времени моменты циклов отключения и включения выключателей линий электропередачи для управления асинхронным ходом по межсистемной связи,
формирование алгоритмов управления асинхронным ходом с использованием разработанных критериев,
исследование эффективности управления асинхронным ходом в ОЭС Вьетнама с использованием разработанных ачгоритмов управления
Научная новизна работы.
-
Разработан новый подход к формированию алгоритмов управления асинхронным ходом в ЭЭС, схема замещения которой может быть представлена двумя подсистемами и межсистемной связью
-
Разработаны критерии определения моментов отключения и включения выключателей линий электропередачи межсистемной связи при асинхронном ходе по ней с целью создания наилучших условий для ресинхронизации
-
Разработан алгоритм дискретного управления асинхронным ходом по межсистемной связи в ЭЭС с целью обеспечения сохранения ее результирующей устойчивости
-
Проведенными исследованиями доказана эффективность и целесообразность применения разработанного алгоритма дискретного управления выключателем линии электропередачи в составе межсистемной связи при асинхронном ходе в энергообъединении Вьетнама
Методы исследования. При решении поставленных задач использованы основные положения теории электромеханических переходных процессов в электроэнергетических системах, методы математического моделирования и
анализа устойчивости, а также критерии оценки качества переходных процессов в ЭЭС при больших возмущениях
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается применением современных методов исследования режимных свойств ЭЭС при асинхронном ходе, использованием проверенных на практике математических и цифровых моделей ЭЭС и подтверждается результатами выполненных расчетов с использованием современных вычислительных машин, а также сопоставлением переходных процессов, полученных без учета и с учетом разработанного алгоритма дискретного управления применительно к объединенной энергосистеме Вьетнама
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Разработанные технически реализуемые алгоритмы дискретного управления асинхронным ходом в энергосистемах могут найти применения как в обычных, так и в современных микропроцессорных устройствах автоматики ликвидации асинхронных режимов для установки на системообразующих и межсистемных связях в сложных и объединенных энергосистемах
Результаты диссертационной работы могут быть использованы российскими научно-исследовательными и производственными организациями, занимающимися решением задач управления асинхронными режимами в электроэнергетических системах и повышением эффективности управления их результирующей устойчивостью, они могут быть использованы соответствующими организациями во Вьетнаме
Апробация диссертационной работы. Основные положения и результаты диссертации дочожены и обсуждены на XI и XIV международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиотехника, электротехника и энергетика» в 2005 и 2008 годах (г Москва), а также на заседании кафедры «Электроэнергетические системы» МЭИ (ТУ)
Публикации. По результатам исследований опубликованы одна статья в журнале «Вестник МЭИ» и тезисы трех докладов на конференциях
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы и приложения Объем работы включает в себя 156 страниц основного текста, 94 рисунка, 2 табчицы и 82 единицы списка литературы
