3. Баланс мощности в системе при изменении частоты

^p«(f>

При рассмотрении вопросов, связанных с изменением частоты и ба­лансов мощности в системе, используются зависимости, аналогичные рассмотренным выше, в которых все величины следует брать для систе­мы в целом. Электроэнергетическую систему при этом можно предста­вить так, как показано на рис. 7.4.

Tv./ )	■* НС 1	я (/)	1	1 ,
^ 1	1		1	1

0.

Рис. 7.4. Модель электроэнергетической системы

Баланс мощности при произвольном значении частоты в системе будет выглядеть так:

^то ^— ^т ном Ь_Тр А/ = -Р_нсо (l + bp А/") , (7-4)

, _ Кр^РъО ⁺ К^по . _{D D}

р ~ р ’ нсО ^— нО ^ 0 '

^нсО

Здесь Р_т0, Р_н0,7Г₀ - суммарная генерация в системе, сумма мощностей

нагрузок и потери мощности в сети в исходном режиме соответственно; Р_{т ном} - сумма номинальных мощностей включённых генераторов; Ь_тр

• результирующий коэффициент усиления регуляторов скорости;

b_Hp, b_n - регулирующие эффекты по частоте суммарной нагрузки и по­терь мощности.

Величины Ь_тр, Ь_нр определяются как средневзвешенные значения соответствующих элементов системы:

т ном /'

ъ

т ном i

Здесь индексы i и j пробегают, соответственно, по всем включён­ным генерирующим блокам и нагрузкам системы.

Из уравнения баланса мощностей (7.4) можно определить величину небаланса мощности в системе при новом значении частоты либо найти новое установившееся значение частоты в системе после изменения суммарной нагрузки или генерации в системе. Следует отметить, что наличие зависимости мощности нагрузки от частоты при подключении дополнительных потребителей приводит к меньшему снижению частоты в системе.

4. Неустойчивость частоты (лавина частоты)

Совместное рассмотрение статических характеристик мощности нагрузочных и генерирующих узлов по частоте позволяет выявить при­чины такого опасного явления, как лавина частоты. Это происходит при отсутствии резерва генерирующей мощности в системе.

С ростом нагрузки частота в системе будет снижаться (рис. 7.5). В зоне регулирования, от Р_{т мин} до Р_{т ном}, снижение частоты при значи­тельном росте нагрузки (от Р® до Р_н') будет сравнительно малым. После того, как будет исчерпан диапазон регулирования, т. е. введена в работу вся включённая в данный момент генерирующая мощность, да­же небольшое увеличение нагрузки от Р^ до Р² приведёт к значи­

тельному снижению частоты. Дальнейший рост нагрузки приводит к ла­вине частоты - быстрому снижению её из-за останова турбин. Как уже отмечалось, при снижении частоты процесс усугубляется снижением производительности собственных нужд тепловых блоков.

Рис. 7.5. Увеличение мощности нагрузки системы, приводящее к лавине частоты

Лавина частоты развивается в течение нескольких секунд. В такое короткое время правильная оценка положения и проведение необходи­мых мероприятий оперативным персоналом практически невозможно.

Понижение частоты до опасных пределов может быть предотвра­щено либо созданием в системе достаточно большого вращающегося ре­зерва мощности (увеличение диапазона регулирования), либо отключе­нием части нагрузки.