Содержание к диссертации
Введение
1 Проблема синтеза алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов и пути ее решения
1.1 Проблема повышения эффективности управления переходными электромеханическими процессами в электроэнергетической системе и пути ее решения с применением автоматических регуляторов возбуждения на синхронных генераторах электростанций
1.2 Краткий обзор публикаций по решению проблемы повышения эффективности управления возбуждением синхронных генераторов в электроэнергетических системах 1.3 Анализ эффективности и оценка перспектив применения новых подходов к синтезу адаптивных алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов
1.4 Выводы по главе 54
2 Синтез алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов в электроэнергетической системе
2.1 Постановка задачи 55
2.2 Математическая основа метода синтеза алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов
2.3 Определение диссипативных сил в электроэнергетической системе
2.4 Математическая основа для синтеза алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов.
2.5 Частные случаи формирования упрощенных алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов
2.6 Выводы по главе 96
3 Исследование эффективности управления переходными процессами в электроэнергетической системе с применением разработанных алгоритмов для регуляторов возбуждения
3.1 Постановка задачи 97
3.2 Исследование эффективности алгоритма управления возбуждением синхронного генератора в условиях простой электроэнергетической системы
3.3 Исследование эффективности алгоритма управления возбуждением синхронного генератора в условиях сложной электроэнергетической системы
3.4 Выводы по главе 153
Заключение 154
Список литературы
- Краткий обзор публикаций по решению проблемы повышения эффективности управления возбуждением синхронных генераторов в электроэнергетических системах
- Анализ эффективности и оценка перспектив применения новых подходов к синтезу адаптивных алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов
- Математическая основа метода синтеза алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов
- Исследование эффективности алгоритма управления возбуждением синхронного генератора в условиях простой электроэнергетической системы
Введение к работе
В России и за рубежом в течение многих лет повышенный интерес проявляется к проблеме управления электромеханическими переходными процессами при больших возмущениях в электроэнергетических системах (ЭЭС) и к использованию для ее решения синхронных генераторов на электростанциях, что нашло отражение в многочисленных публикациях как молодых, так и известных ученых нашей страны. Высокое быстродействие современных автоматических регуляторов возбуждения (АРВ), и тем более выполняемых на микропроцессорной основе, позволяет достаточно эффективно демпфировать электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах, обусловленные взаимными качаниями роторов синхронных генераторов даже после больших возмущений в системе, включая и наиболее тяжелые короткие замыкания.
Отечественный и мировой опыт эксплуатации показывает, что требуемая высокая эффективность действия АРВ не во всех возможных режимных ситуациях гарантирована. Более того, в зависимости от степени загрузки энергоагрегатов в исходном режиме и от наличия значительной местной нагрузки на электростанциях, а также при работе на выделенный район ЭЭС, содержащей собственные источники генерации активной мощности, могут возникать слабозатухающие качания роторов генераторов и даже их раскачивание с выходом синхронных генераторов из синхронизма.
Для предотвращения таких опасных для ЭЭС явлений, как слабозатухающие качания роторов, приходится вводить ограничения на осуществимость ряда эксплуатационных режимов, в частности ограничивать перетоки мощности по межсистемным связям, более строго регламентировать вывод в ремонт электротехнического оборудования, применять более совершенные АРВ и тиристорные системы возбуждения.
Как известно, для улучшения качества электромеханических переходных процессов в ЭЭС и обеспечения устойчивости работы синхронных генераторов довольно успешно применяются АРВ сильного действия. Их основу составляет автоматический регулятор напряжения с законом регулирования по отклонению напряжения статора генератора, а также корректирующие звенья стабилизации, получившие название в зарубежной терминологии системный стабилизатор PSS, обеспечивающие создание дополнительных электромагнитных демпферных моментов в генераторе, улучшающих условия затухания качаний его ротора при возмущениях в ЭЭС.
Появление цифровых АРВ второго поколения, создаваемых с применением микропроцессорной техники управления, предопределяет актуальность и целесообразность более обоснованного решения проблемы синтеза алгоритмов управления переходными процессами в ЭЭС с помощью АРВ.
В связи с этим в данной диссертационной работе дается развитие нового подхода к синтезу алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов в ЭЭС.
Целью работы является разработка метода синтеза алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов для демпфирования качаний их роторов при больших возмущениях в электроэнергетической системе с ориентацией на использование синтезируемых алгоритмов в АРВ сильного действия, создаваемых на базе микропроцессорной технологии.
Для достижения поставленной цели определены следующие основные задачи:
- проведение теоретических исследований в направлении поиска и разработки нового подхода к синтезу алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов в сложной многоагрегатной электроэнергетической системе;
- разработка математической модели ЭЭС в виде, позволяющем осуществлять синтез алгоритмов управления в общей аналитической форме;
- формирование упрощенных алгоритмов управления, исходя из общего решения задачи синтеза для сложной многоагрегатной ЭЭС;
- анализ эффективности разработанных алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов при больших возмущениях в электроэнергетической системе.
Научная новизна работы состоит в следующем:
1. Разработан новый подход к синтезу алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов с использованием метода структурной аналогии, в основу которого положено условие соответствия диссипативным силам сил, создаваемых формируемыми управляющими воздействиями.
2. Разработано математическое и алгоритмическое обеспечение для проведения необходимых исследований и выявления новых режимных возможностей синхронных генераторов при использовании в их АРВ синтезированных алгоритмов управления.
3. Исходя из общего решения задачи синтеза разработаны упрощенные структуры алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов и исследована их эффективность при использовании их в АРВ генераторов в условиях возникновения больших качаний роторов генераторов в простой и многоагрегатной электроэнергетической системе.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались основные положения теории электромеханических переходных процессов в электроэнергетических системах, аналитические методы анализа колебательных переходных процессов, методы математического моделирования и теории оптимального управления, а также методы синтеза алгоритмов управления для автоматических регуляторов сложных систем.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается научно-обоснованной постановкой задачи и применением современных методов исследования переходных процессов в управляемых электроэнергетических системах и подтверждается результатами выполненных расчетов с использованием современных вычислительных машин, а также сопоставлением процессов, получаемых без учета и с учетом разработанных алгоритмов управления.
Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработанные технически реализуемые алгоритмы управления возбуждением синхронных генераторов могут найти применение в регуляторах возбуждения на микропроцессорной основе (АРВ-М) как на существующих, так и на вновь изготавливаемых генераторах для строящихся электростанций.
Результаты диссертационной работы могут быть использованы научно-исследовательскими и производственными организациями, занимающимися решением задач управления переходными процессами в электроэнергетических системах и повышением эффективности управления возбуждением синхронных генераторов.
Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы.
Во введении обосновывается актуальность работы, формулируется ее цель и основные задачи, характеризуется научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.
В первой главе дается характеристика проблемы синтеза алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов в электроэнергетической системе и рассматриваются пути ее решения с ориентацией на обеспечение демпфирования переходных электромеханических процессов после больших возмущений. Дается краткий обзор публикаций по решению проблемы повышения эффективности управления возбуждением синхронных генераторов с помощью автоматических регуляторов возбуждения. Проводится анализ эффективности и дается оценка перспектив применения новых подходов к синтезу адаптивных алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов.
Во второй главе решается задача синтеза алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов в многоагрегатной ЭЭС. Формируется математическая модель электроэнергетической системы в виде, позволяющем осуществлять синтез алгоритмов управления в общей аналитической форме. На основе полученного общего решения задачи синтеза для сложной многоагрегатной системы сформированы упрощенные алгоритмы управления возбуждением в форме, удобной для реализации в автоматических регуляторах возбуждения.
В третьей главе проводится исследование эффективности управления переходными процессами в электроэнергетической системе с применением разработанных алгоритмов для регуляторов возбуждения. Исследования проводятся применительно к простой и сложной многоагрегатной электроэнергетическим системам, что позволяет не только оценить эффективность разработанных алгоритмов, но и сделать рекомендации о целесообразности использования в автоматических регуляторах каждого из них.
В Заключении приводятся основные результаты выполненной работы.
Краткий обзор публикаций по решению проблемы повышения эффективности управления возбуждением синхронных генераторов в электроэнергетических системах
Характерной тенденцией в развитии электроэнергетических систем (ЭЭС) многих стран мира является увеличение мощности энергоблоков электростанций, сооружение новых и расширение уже находящихся в эксплуатации электростанций, удаленных на сотни и тысячи километров друг от друга [1-4]. Последствием этого является увеличение протяженности линий электропередачи и обусловленное этим утяжеление условий сохранения устойчивости работы электростанций в ЭЭС, а также ухудшение качества переходных процессов после резких возмущений в системе, так как возникающие взаимные качания роторов синхронных генераторов, особенно если эти качания становятся длительными, неблагоприятно отражаются на работе ЭЭС в целом [5-Ю]. В первую очередь это сказывается на работе электропотребителей, так как качания роторов генераторов сопровождаются колебаниями напряжения в узлах нагрузки ЭЭС и непосредственно у электропотребителей.
Независимо от причин возникновения длительные колебательные процессы являются нежелательными для ЭЭС и поэтому их необходимо заранее предотвращать и при их возникновении устранять. Так, в одной из ЭЭС западноевропейских стран при нормальной эксплуатации несколько раз в течение ряда лет возникали длительные, в течение нескольких минут, низкочастотные, с частотой около полугерца, электромеханические колебания, для устранения которых оперативный персонал был вынужден ограничивать переток мощности по одной из линий электропередачи межсистемной связи.
Проблема демпфирования электромеханических колебаний, обусловленных качаниями роторов генераторов, рассматривалась как одна из актуальных при решении вопроса объединения ЭЭС скандинавских стран с помощью слабых межсистемных связей. Так, например, в энергосистемах Финляндии, Швеции, Норвегии и Дании после их объединения в ОЭС NORDEL возникли низкочастотные электромеханические колебания, и для их устранения пришлось ввести в эксплуатацию новые линии электропередачи как внутри отдельных стран, так и на межсистемных связях в целях усиления этих связей. На некоторых гидростанциях пришлось установить автоматические регуляторы возбуждения сильного действия (АРВсд)[6].
В режимах малых нагрузок в ЭЭС Болгарии и Восточной Германии (бывшей ГДР) в основном систематически возникали длительные электромеханические колебания с частотой менее одного Гц, и особенно в таких режимах, когда генераторы атомных электростанций с обычными АРВ пропорционального действия работали с номинальной активной мощностью, потребляя избыточную реактивную мощность из электрической сети, то есть в режимах недовозбуждения. Для их устранения также были применены АРВ сильного действия.
Незатухающие и слабозатухающие электромеханические колебания наблюдались и в ЭЭС Советского Союза, в частности в Киевэнерго, в ОЭС Сибири, по межсистемной связи между ЕЭС России и ЭЭС Болгарии, по линиям связи с ОЭС Рязанской, Сургутской ГРЭС и на других электростанциях, причем в ряде случаев возникали глубокие незатухающие синхронные качания, которые охватывали всю энергосистему и приводили к срабатыванию делительной автоматики, отделению энергосистем от ОЭС и потере значительной части генерирующих мощностей в ней. Также имели место и такие случаи, когда колебания с большой амплитудой продолжались в течение нескольких минут и были ликвидированы диспетчерским персоналом путем разгрузки электростанций по активной мощности на длительный промежуток времени.
Исследования, проведенные в России и за рубежом, позволили выделить виды потребителей электроэнергии, наиболее чувствительных к колебаниям напряжения и частоты. В результате исследований было выявлено, что такими потребителями являются осветительные приборы, электронные аппараты, электролизные установки, синхронные двигатели, а также сами резкопеременные нагрузки.
При колебаниях напряжения в электрической сети возникают "мигания" ламп осветительных приборов, вызывающие раздражение глаз человека, что приводит к быстрой утомляемости и снижению производительности труда. Неблагоприятное воздействие оказывают колебания напряжения с частотой от одного до десяти Гц. Более того, колебания напряжения снижают срок службы ламп и осветительной аппаратуры. И особенно чувствительна к колебаниям напряжения электронная аппаратура.
Экспериментальные исследования показывают, что основной причиной качаний роторов синхронных двигателей со спокойной нагрузкой на валу являются колебания фазы напряжения в узлах электрической сети, обусловленные колебательным переходным процессом в ЭЭС. При колебаниях модуля и фазы напряжения в тиристорных электроприводах возникают трудности в отношении поддержания скорости вращения роторов электрических машин, причем в электродуговых сталеплавильных печах увеличивается время плавки металла. В сварочных аппаратах возникают колебания температурного режима электрической дуги, в ряде случаев приводящие к выпуску бракованной продукции, либо к ухудшению ее качества.
Для отдельных установок с резкопеременным характером нагрузки, например в электрических сетях металлургических заводов с прокатными станами, допускаются колебания напряжения до полутора процентов от номинального напряжения при неограниченном значении частоты переменного тока.
Анализ эффективности и оценка перспектив применения новых подходов к синтезу адаптивных алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов
Проведенные исследования показали, что число публикаций по решению рассматриваемой проблемы столь велико, что не представляется возможным все их упомянуть в данной работе. Представляется целесообразным выделить лишь те из них, которые способствовали поиску новых решений по рассматриваемой проблеме и выполнению теоретических и прикладных исследований, результаты которых положены в основу данной диссертации.
Безусловно полезным оказалось ознакомление с результатами, которые способствовали поиску новых подходов к совершенствованию системы управления возбуждением синхронных генераторов в ЭЭС, а также и с такими, которые показывали бесперспективность проведения дальнейших исследований в направлениях, технически нереализуемых на практике.
Достаточно полный обзор публикаций в свое время был дан в [12]. В него, в первую очередь, включены работы, в которых приводились результаты исследований по созданию АРВ сильного действия (АРВсд). В связи с этим здесь уместно особо выделить фундаментальные работы наших отечественных ученых Лебедева С.А., Горева А.А., Жданова С.А., Веникова В.А., которые внесли неоценимый вклад в развитие теории электроэнергетических систем и управление ими [13-16].
В [12] отмечается, что разработанное в Советском Союзе сильное регулирование возбуждения генераторов и синхронных компенсаторов возникло и получило свое развитие в связи с необходимостью улучшения устойчивости дальних линий передачи и стремлением к обеспечению поддержания требуемого качества напряжения в электрической системе.
Однако в дальнейшем сильному регулированию, имеющему большие коэффициенты усиления, реагирующему на отклонение параметров режима и их производные, обладающему большим быстродействием, были поставлены новые задачи по повышению устойчивости и стабилизации режимов всей ЭЭС. Регуляторы сильного действия стали рассматриваться как первый шаг на пути создания комплексного и, как ожидалось, кибернетического управления режимами ЭЭС.
В общем случае под сильным регулированием принято понимать всю сумму интенсивных воздействий на объект регулирования, при которых работа системы регулирования становится неотъемлемой частью работы системы в целом. Теория и практика применения таких регуляторов получили свое развитие также и за рубежом, но позже, чем в нашей стране. Тем не менее, на английском языке появились аналогичные термины: «super excitation», «super regulation», «strong regulator», «boost regulation».
Действие сильного регулирования оказалось эквивалентно уменьшению или даже устранению влияния на параметры режима системы реактивного сопротивления генераторов и даже трансформаторов на соответствующих электростанциях.
При резких нарушениях режима, например при коротких замыканиях, и сильное регулирование улучшает динамическую устойчивость, вызывая быстрое повышение напряжения на кольцах ротора генератора. Увеличивая или уменьшая возбуждение, то есть форсируя и расфорсируя его сильное регулирование, осуществляемое АРВсд, обеспечивает быстрое демпфирование качаний ротора.
Сильное регулирование не только расширяет возможности по стабилизации напряжения и по улучшению статической и динамической устойчивости ЭЭС, но и повышает эффективность функционирования всей ЭЭС в целом.
Выбор параметров режима, по которым в тех или иных условиях становится необходимым применять сильное регулирование, представляет собой сложную задачу, которую приходится решать при конструировании регуляторов.
На основе проведенных исследований было выявлено, что для электростанций, значительно удаленных от основной части ЭЭС, целесообразно осуществлять регулирование возбуждения по отклонению угла А8, его производным 8,5 и по отклонению напряжения AU в начале передачи. Именно такой характер и носили первые предложения по устройствам АРВсд. Но отсутствие надежных средств передачи информации на большие расстояния и невозможность в большинстве практических случаев определить, где находятся у приемной системы шины с неизменным напряжением, которые дают «координату» для отсчета угла, заставили искать другие комбинации параметров, на которые должен реагировать регулятор. Предпринимались попытки при надлежащем подборе коэффициентов усиления параметров регулирования, а также и их комбинаций получить эффект регулирования, равноценный получаемому при регулировании по углу и его производной.
Проведенные в этом направлении исследования позволили создать для генераторов Волжской ГЭС регуляторы возбуждения, работающие без применения телепередачи и реагирующие на изменение напряжения, тока, первую производную напряжения, первую и вторую производные тока, то есть создать АРВ, близкие по своей эффективности к регулятору, реагирующему на изменение угла.
Математическая основа метода синтеза алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов
Как уже отмечалось, в России и за рубежом в течение многих лет особое внимание уделяется проблеме управления электромеханическими переходными процессами при больших возмущениях в электроэнергетических системах, а также к использованию для ее решения синхронных генераторов на электростанциях. Достаточно высокое быстродействие современных автоматических регуляторов возбуждения, и тем более выполняемых на микропроцессорной основе, позволяет достаточно эффективно демпфировать электромеханические переходные процессы в ЭЭС, обусловленные взаимными качаниями роторов синхронных генераторов даже после больших возмущений в системе, включая и наиболее тяжелые короткие замыкания.
Однако требуемая высокая эффективность действия АРВ, как показывает мировой опыт их эксплуатации, не во всех возможных режимных ситуациях гарантирована. В зависимости от степени загрузки энергоагрегатов в исходном режиме и от наличия значительной местной нагрузки на электростанциях, а также при работе на выделенный район ЭЭС, содержащей собственные источники генерации активной мощности, могут возникать слабозатухающие качания роторов генераторов и даже их раскачивание с выходом синхронных генераторов из синхронизма.
Так, например, в последние годы в ОЭС Северо-Запада неоднократно в течение нескольких минут наблюдались незатухающие электромеханические колебания, но после изменения загрузки энергоагрегатов и снижения перетоков мощности по межсистемным связям эти колебания исчезали. Известны и такие случаи, когда возникновение электромеханических колебаний не было вызвано какими-либо коммутационными воздействиями в электрической сети или резким изменением режима и через несколько минут без каких-либо дополнительных мероприятий со стороны диспетчерского управления эти колебания полностью прекращались.
Для предотвращения таких опасных для ЭЭС явлений, как слабозатухающие качания роторов, приходится вводить ограничения на осуществимость ряда эксплуатационных режимов, в частности ограничивать перетоки мощности по межсистемным связям, более строго регламентировать вывод в ремонт электротехнического оборудования, применять более совершенные АРВ и тиристорные системы возбуждения.
Как известно, для улучшения качества электромеханических переходных процессов в ЭЭС и обеспечения устойчивости работы синхронных генераторов довольно успешно применяются АРВ сильного действия. Их основу составляет автоматический регулятор напряжения с законом регулирования по отклонению напряжения статора синхронного генератора: AUr=UT0-Ur, где /го и Uy - соответственно заданное и текущее значения напряжения на выводах статора.
Применяются также и корректирующие звенья стабилизации, совокупность которых получила название системный стабилизатор. В зарубежной терминологии это AVR в сочетании с системным стабилизатором мощности (Power System Stabilizer), сокращенно PSS.
В стабилизаторе PSS обеспечивается формирование дополнительного сигнала к получаемому от AVR. И затем оба эти сигнала преобразуются в напряжение возбуждения U t и подводятся к обмотке ротора синхронного генератора.
Системным стабилизатором обеспечивается создание дополнительных электромагнитных демпферных моментов в генераторе, улучшающих условия затухания качаний его ротора при возмущениях в ЭЭС. Интенсивность такого затухания зависит от выбранных величин коэффициентов усиления по отдельным каналам регулирования АРВ и реализуемых алгоритмов управления или еще принято говорить законов регулирования.
Отличительной особенностью отечественных АРВсд является то, что в системном стабилизаторе формируется выходной сигнал в функции от отклонения частоты А/ц статорного напряжения и ее производной dAf I dt, а также от производной по напряжению статора генератора dUyldt и производной тока возбуждения синхронного генератора.
В зарубежных аналогах АРВсд в системном стабилизаторе PSS чаще всего используются сигналы по отклонению и по интегралу от активной мощности синхронного генератора, либо по отклонению скорости вращения и ускорению ротора генератора.
В связи с этим уместно обратить внимание на то, что формирование алгоритмов управления для отечественных и зарубежных АРВ долгое время осуществлялось, исходя из условия их практической реализации применительно к тому уровню развития элементной базы измерительных и силовых устройств, которыми до последнего времени располагала электроэнергетика.
Появление цифровых АРВ второго поколения, создаваемых с применением микропроцессорной техники управления, предопределяет актуальность и целесообразность решения проблемы синтеза более обоснованных алгоритмов управления переходными процессами в ЭЭС.
Возникает необходимость в разработке и развитии новых научнообоснованных подходов к синтезу алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов, исходя из условия их работы как при малых, так и при больших возмущениях в ЭЭС.
Исследование эффективности алгоритма управления возбуждением синхронного генератора в условиях простой электроэнергетической системы
Проведенный обзор публикаций показывает, что основные усилия специалистов направлены не только на определение оптимальной настройки регуляторов возбуждения при выбранной структуре алгоритма управления, но и на поиск самой структуры, позволяющей обеспечить наибольшую адаптацию АРВ к изменяющимся условиям работы ЭЭС.
Разработаны нового типа алгоритмы управления возбуждением генераторов на основе теории нечеткой логики, синергетики, принципов построения систем распознавания образов и с элементами искусственного интеллекта, требующие измерения и передачи к АРВ из разных точек электрической сети измерений и другого вида информации, что усложняет систему управления и, естественно, надежность ее работы.
Однако в основе всех адаптивных АРВ остается алгоритм АРВсд.
Адаптация осуществляется за счет настройки, то есть корректировки задаваемых коэффициентов усиления по отдельным каналам регулирования АРВ.
Другими словами, адаптация АРВ к изменяющимся схемно-режимным условиям работы ЭЭС осуществляется по аналогии с тем, как это делается в самонастраивающихся системах автоматического управления.
Адаптивные АРВ, в том числе с искусственной нейронной сетью, могут быть и с переменной структурой основного алгоритма управления или, как принято называть в теории управления, алгоритма основного управляющего устройства (ОУУ), однако остается неясным, на какой другой алгоритм целесообразно его заменить и чем другой будет лучше.
Поэтому возникает необходимость в разработке новых подходов к синтезу алгоритмов управления, позволяющих синтезировать более эффективные алгоритмы управления.
Как было показано выше, разработанный метод структурной аналогии позволяет получить алгоритмы управления с новыми структурами. Их эффективность необходимо проверить расчетами применительно к простой и сложной ЭЭС, что и рассматривается в данной работе.
Как уже отмечалось, эффективность влияния АРВ на качество затухания качаний роторов синхронных генераторов после больших возмущений в ЭЭС в значительной мере зависит от выбранных законов управления АРВ. Интенсивность затухания переходных процессов может быть обеспечена также и оптимальным выбором настроечных коэффициентов по каналам стабилизации АРВ.
В этой связи в первую очередь исследуем действие рассматриваемых алгоритмов управления возбуждением синхронных генераторов, синтезированных на основе метода структурной аналогии и представленных в таблице 3.1, применительно к частному случаю, когда синхронный генератор работает через линию электропередачи на «шины бесконечной мощности». Это позволит исследовать эффективность разработанных алгоритмов управления в условиях простой электроэнергетической системы.
Исследования проводятся при резком возмущении режима в виде трехфазного короткого замыкания на одной из цепей двухцепной линии электропередачи ЛІ в точке К вблизи шин электростанции и подключеной к ним нагрузки.
Принципиальная схема исследуемой ЭЭС представлена на рис. 3.1.
Длительность короткого замыкания принята такой, чтобы обеспечивался при расчетах большой угол выбега ротора синхронного генератора на первом цикле качаний. 100 Наибольший интерес представляет исследование эффективности при введении в АРВ алгоритма 1. Ниже приводятся результаты расчетов переходных процессов, выполненных для этого случая.
При равенстве нулю демпферных моментов и при нулевом значении коэффициента усиления к& АРВ на всех генераторах ЭЭС, как показывают расчеты, происходит затухание качаний ротора синхронного генератора в простейшей схеме при заданном виде КЗ, но в слабой форме. Соответствующая характеристика изменения взаимного угла б ) для этого случая представлена на рис. 3.2.
При расчетах принималось 7 0 = 3 с, что учитывало наличие обратной связи по току ротора. На рис. 3.3 в виде $\2у) отражено изменение угла сдвига ротора при качаниях относительно вектора напряжения шин бесконечной мощности. На рис. 3.4 представлена характеристика изменения электрической мощности эл(0 Изменение относительной угловой скорости Асо(ґ) отражено на рис. 3.5, а изменение управляющего воздействия uytj, изменение вынужденной ЭДС Eqe(t) и изменение переходной ЭДС Е ytj, отражены соответственно на рис. 3.6, рис. 3.7 и рис.
Приведенные характеристики получены в результате расчета при настроечным коэффициентом АРВ к& = 70 и коэффициентом к = 2.
Анализ приведенных характеристик показывает, что введение настроечных коэффициентов АРВ при отсутствии естественных демпферных моментов повышает интенсивность затухания переходного процесса, т.е. управление с использованием рассматриваемого алгоритма обеспечивает хорошее затухание переходного процесса в исследуемой ЭЭС.
