2.2. Построение характеристики мощности электропередачи. Определение предела передаваемой мощности и запаса устойчивости

При передаче больших мощностей от крупных электростанций и в ряде других случаев возникает необходимость специального исследования устойчивости энергосистем с целью определения предельных по устойчивости режимов.

При выполнении этих расчетов нагрузка в схемах замещения электрических систем упрощенно представляется неизменными сопротивлениями и . Значения этих сопротивлений при последовательном их соединении определяются по расчетной мощности (2.8) и напряжению в узле :

. (2.14)

Емкостные сопротивления и определяются как величины, обратно пропорциональные емкостным проводимостям и :

, (2.15)

При замещении нагрузки в виде последовательно соединенных активного и индуктивного сопротивлений расчетная схема замещения (рис.2.3) будет иметь вид, изображенный на рис.2.5.

Рис.2.5. Схема замещения сети при представлении нагрузки

неизмененными сопротивлениями и

Выражение для характеристики мощности генераторной станции имеет вид:

, (2.16)

где собственные и взаимные проводимости соответственно;

собственные и взаимные углы потерь.

Определение собственных и взаимных проводимостей производится методом единичного тока, либо методом преобразования схемы замещения, либо с помощью ЭВМ по специально разработанным программам, например, TKZ-3.

Метод единичного тока предполагает расчет режима схемы замещения сети при действии только одного источника питания. С целью определения проводимостей и углов потерь методом единичного тока для схемы замещения, представленной на рис.2.5, напряжение узла С принимают равным нулю - , а ток, подтекающий к узлу С, равным единице - . Преобразованная схема замещения представлена на рис.2.6. Затем определяют напряжение , которое должен поддерживать источник напряжения в схеме в таком режиме и ток в ветви этого источника .

Рис.2.6. Схема замещения сети, преобразованная для расчета

проводимостей методом единичного тока

Найденные напряжения источников питания и токи в ветвях позволяют вычислить проводимости по выражениям:

, (2.17)

. (2.18)

Собственные и взаимные углы потерь определяются как углы, дополняющие до 90⁰ углы

;

.

Максимальная мощность, которую можно передать от генераторной станции, определяется как амплитуда угловой характеристики (2.16) и равна:

. (2.19)

Предельный угол электропередачи определяется из условия:

,

откуда .

Условием обеспечения статической устойчивости системы является условие

. (2.20)

Режим работы при передаче максимальной мощности является критическим с точки зрения устойчивости.

Анализ статической устойчивости по критерию (2.20) сводится к определению максимальной мощности (предела передаваемой мощности) генераторов станции электрической системы и сравнению этих пределов с планируемой нагрузкой . Если выполняется условие , то режим электрической системы при передаче мощности следует считать устойчивым. При этом запас статической устойчивости генераторной станции оценивается по коэффициенту запаса устойчивости по активной мощности

. (2.21)

Согласно [5] коэффициент запаса устойчивости электропередачи по активной мощности должен быть не менее 20 % в нормальном режиме и не менее 8 % в вынужденном (послеаварийном) режиме.