7. Определяем площадки ускорения и возможного торможения, вычисляем коэффициент запаса динамической устойчивости

• При сохранении динамической устойчивости:

• При нахождении энергосистемы на границе динамической устойчивости;

• При нарушении динамической устойчивости

Из полученных результатов коэффициента запаса динамической устойчивости можно сделать вывод о том, что чем выше его значение, тем сильнее энергосистема стремится к сохранению динамической устойчивости.

Равенство коэффициента значению 1 соответствует границе динамической устойчивости, при величине коэффициента меньше единицы, система выходит из динамического равновесия: площадка ускорения становится больше площадки возможного торможения.

Также при снижении значения угла отключения система более устойчива к динамическим возмущениям, площадка ускорения уменьшается.

8. Выбираем управляющее воздействие, которое обеспечивает устойчивость динамического процесса в случае выхода системы из динамического равновесия.

Чтобы привести систему обратно к устойчивому режиму, необходимо отключать генераторы (ОГ), тем самым уменьшаем мощность турбины.

При выборе УВ необходимо учитывать задержку времени, с которой технически осуществляется ОГ. В данной работе это время задается добавочным углом , который примем больше на 5 градусов, тем самым уменьшая площадку возможного торможения.

При еще не отключенных генераторах система находится в более неустойчивом режиме, о чем свидетельствует величина коэффициента запаса динамической устойчивости.

Рисунок 10 – Переходный процесс в случае нарушения динамической устойчивости с уменьшенной площадкой торможения

Количество отключенных генераторов должно обеспечивать возвращение системы в динамическое равновесие. Примем такое количество равное n=3.

9. Строим зависимости после выбора ув.

В виду изменения работающих генераторов изменились сопротивления некоторых элементов.

Момент исполнения УВ происходит при достижении системы угла , который соответствует предельному углу отключения с приращением добавочного угла , что приводит к изменению величин площадок ускорения и возможного ускорения и к стремлению их к равенству.

Пересчитаем некоторые величины для нормального, аварийного и послеаварийного режимов поле отключения трех генераторов. Схемы замещения имеют такой же вид, что и до исполнения УВ.

1. Нормальный режим

2. Аварийный режим

3. Послеаварийный установившийся режим

Критический и предельный углы также изменятся по причине изменения механической и электромагнитной мощности эквивалентного генератора.

Рисунок 11 – Переходный процесс после выбора управляющего воздействия

Рисунок 12 – Угловые характеристики мощности в нормальном, аварийном и послеаварийном режиме при ОГ

Вывод:

В ходе выполнения лабораторной работы были построены характеристики зависимости мощности эквивалентного генератора от угла. Это было необходимо для оценки динамической устойчивости системы. Определены начальный угол исходя из начальных параметров системы (мощность турбины, напряжение генератора и системы и т.д.), критический угол исходя из параметров системы в послеаварийном режиме и предельный угол отключения, исходя из условия равенства площадок ускорения и возможного торможения.

Рассмотрено три случая динамической устойчивости системы: система устойчива к динамическим возмущениям; система находится на границе динамической устойчивости; нарушение динамической устойчивости системы. Для этих случаев использовали добавочные углы , которые вычитаются (в первом случае) и прибавляются (в третьем случае), что приводит к увеличению площадки возможного торможения (в первом случае) и увеличению площадки ускорения (в третьем случае).

Изменение предельного угла отключения позволяет оценить находится ли система в динамическом равновесии, то есть устойчива ли она к динамическим возмущениям. Коэффициент запаса динамической устойчивости системы отражает, насколько система стремится к сохранению динамической устойчивости через свою величину: чем выше значение этого коэффициента, тем больше система устойчива (площадка ускорения меньше площадки возможного торможения); равенство коэффициента значению 1 говорит о том, что система находится на границе динамической устойчивости (равенство площадок ускорения и возможного торможения), а значение меньше единицы говорит о том, что система вышла за пределы динамической устойчивости (площадка ускорения больше площадки возможного равновесия)

Для возвращения системы к динамически устойчивому режиму необходимо провести мероприятия по сохранению динамической устойчивости. Необходимо выбрать управляющее воздействие. Оно осуществляется посредством отключения части генераторов, чтобы добиться снижения механической мощности турбины, снижение демпферного коэффициента, снижения постоянной инерции и уравновешивания площадок ускорения и возможного торможения. Количество отключенных генераторов в системе достигло трех. При выборе УВ необходимо учитывать задержку времени, с которой технически осуществляется ОГ. В данной работе это время задается добавочным углом , который примем больше на 5 градусов. Он обеспечивает отключение генераторов после отключения поврежденных линий. С помощью этого угла можно изменить соотношение площадок ускорения и возможного торможения. Также по графику (рисунок 11) можно отследить возвращение системы к динамической устойчивости.

Параметры элементов системы изменится при отключении генераторов, а именно сопротивления генераторов, начальный, предельный и критический углы. После пересчета этих параметров можно убедиться в снижении мех. мощности турбины и снижении мощностей в трех режимах работы. Обратим внимание на предельный угол отключения, который увеличится практически на 60 градусов с учетом приращения добавочного угла. Именно он определяет площадь площадок ускорения и возможного торможения. После построения характеристик мощности при нормальном, аварийном и послеаварийном режимах при ОГ рассчитали площадки ускорения и возможного торможения. Система сохраняет динамическую устойчивость к возмущениям, хотя и находится на ее границе из-за равенства этих двух площадок.