10 сем (станции+реле) / Экзамен / Режимы работы 10 сем

Затем отклонение частоты вращения возрастает, вследствие чего меняются нагрузки потребителей и мощность турбины. Это обстоятельство учитывается коэффициентом

демпфирования D. В новом установившемся режиме ( = 0) величина отклонения частоты определяется выражением = − .

Для поддержания частоты вращения на заданном уровне необходимо постоянно сохранять баланс мощностей турбины и генератора (нагрузки).

Для нескольких агрегатов, работающих на параллельную нагрузку:

Описанное выше справедливо и для нескольких агрегатов, работающих на параллельную нагрузку.

Так, для энергосистемы, состоящей из большого числа турбо− и гидрогенераторов,

впервый момент изменения нагрузки (при неизменном открытии регулирующих органов) последняя покрывается за счёт кинетической энергии всех вращающихся масс системы. При увеличении нагрузки кинетическая энергия и частота вращения агрегатов снижается. Снижение нагрузки приводит к увеличению частоты вращения и, следовательно, к увеличению кинетической энергии вращающихся масс системы.

Так как нагрузка системы непрерывно меняется, то для поддержания постоянной частоты вращения агрегатов системы необходимо менять мощности, развиваемые турбинами, постоянно сохраняя при этом баланс вырабатываемой и потребляемой мощностей. Такое непрерывное наблюдение за сохранением баланса мощностей генерации и потребления в энергосистеме выполняется автоматически регуляторами частоты вращения паровых, гидравлических и газовых турбин.

Задача регулирования:

Вэнергосистеме, помимо сохранения баланса мощностей, возникает задача распределения нагрузок между отдельными агрегатами, которая решается с помощью дополнительных регуляторов − регуляторов частоты и мощности.

Таким образом, проблема регулирования частоты и активной мощности заключается

вуправлении выработкой заданного значения мощности с

распределением её между параллельно работающими генераторами энергосистемы в текущий момент времени.

2.Классификация режимов работы ЭЭС.

1.Стационарные (малый диапазон колебаний при возмущениях)

Установившиеся нормальные режимы (установившиеся расчётные режимы или УРР)

Режимы текущего планирования

Режимы с поддержанием системных электрических параметров на дополнительном уровне

2.Нестационарные (большой диапазон колебаний при возмущениях)

Аварийные режимы

Аномальные режимы

Стационарные

Характерны малые колебании параметров режима при возмущениях  Установившиеся нормальные режимы Подчиняются уравнению баланса мощностей

, − собственная и взаимные проводимости узлов

( ), – амплитуда и фаза напряжения в узлах

Режимы текущего планирования Составление уравнений установившихся режимов для возможных нагрузок в

будущем  Режимы с поддержанием системных электрических параметров на дополнительном уровне

Особые режимы, при которых поддерживаются определённые уровни режимных параметров

Нестационарные

Характерны большие колебании параметров режима при возмущениях

Аварийные режимы

1.Короткие замыкания

2.Схлёстывание проводов

3.Обрыв проводов

4.Разрушение оборудования

5.Электрическая дуга и др.

Аномальные режимы Неполнофазный режим, Асинхронный режим и др.

Параметры режима

Системные электрические параметры – параметры, от величины которых зависит успешная работа ЭЭС

■ U - (вопросы регулирования поддержания U на заданном уровне)

■- частота напряжения (вопросы регулирования частоты).

■P - активная мощность (вопросы регулирования частоты и мощности, а также межсистемных перетоков)

3. Качественный анализ переходных процессов в ЭЭС при регулировании частоты.

Честно, так и не придумал, что сюда написать

Качественный анализ переходных процессов в электроэнергетических системах (ЭЭС) при регулировании частоты помогает понять, как система реагирует на изменения в производстве и потреблении электроэнергии. Вот некоторые основные аспекты, которые могут быть учтены при анализе переходных процессов:

1.Изменение частоты: при регулировании частоты в ЭЭС могут происходить переходные процессы, связанные с изменением частоты. Если производство электроэнергии превышает потребление, частота системы повышается, а если потребление превышает производство, частота снижается. Переходные процессы могут проявляться в изменении скорости изменения частоты, времени установления на новом уровне и колебаниях до достижения установившегося состояния.

2.Влияние на стабильность системы: Переходные процессы при регулировании частоты могут повлиять на стабильность работы ЭЭС. Например, резкие изменения нагрузки или неадекватное регулирование мощности генераторов могут вызывать колебания частоты и напряжения, что может привести к перебоям в электроснабжении или даже к аварийным ситуациям.

Моделирование объединённой энергосистемы для исследования регулирования частоты и мощности

• При параллельной работе с энергосистемой и ОЭС, структурная схема САР значительно усложняется из-за необходимости представления энергосистемы, межсистемных связей, регулирования агрегатов в функциях частоты и мощности.

• При этом аналитическое исследования влияния параметров САР на переходный процесс с использованием частотных методов становится затруднительным.

• Для решения поставленной задачи можно воспользоваться методом моделирования.

• Существует два метода моделирования: физический и математический

• Физический метод основан на изучении явлений на моделях одной природы с оригиналом, тогда физическая модель энергосистемы представляет собой миниатюрную копию энергосистемы

• Математическое моделирование основывается на идентичности дифференциальных уравнений, описывающих явление в оригинале и модели.

1 = 1 ном( ном)1

В эту группу входят металлообрабатывающие станки, компрессоры и др.

Вторая группа. Механизмы, мощность которых зависит от квадрата частоты

2 = 2 ном( ном)2

Потребители этой группы занимают промежуточное положение между потребителями первой и третьей групп. В чистом виде нет потребителей с квадратичной зависимостью производительности от частоты, но у некоторых из них есть зависимость, близкая к данной.

Третья группа. Зависимость потребляемой мощности определяется кубом частоты

3 = 3 ном( ном)3

К этой группе относятся вентиляторы и насосы при небольшой величине статического напора сопротивления.

Четвертая группа. Потребители, мощность которых зависит от частоты в четвертой и выше степени. К этой категории относятся насосы с большим статическим напором сопротивления, например, питательные насосы котлов и др.

4 = 4 ном( )4,

ном

где n = 4-5.

Указанные зависимости справедливы при небольших отклонениях частоты. Отметим также, что разделение всех потребителей на пять групп является условным. У ряда потребителей показатель степени не является целым числом, и эти потребители отнесены к ближайшей целой степени условно.

Нагрузка всей энергосистемы определяется потребителями указанных групп, в соответствии с чем

4 . ном( )4,

ном

где: αi – коэффициент долевого участия потребителей i-й группы.

Регулирующий эффект нагрузки:

Наряду с генерирующими установками в регулировании мощности и частоты принимает также и нагрузка энергосистемы.

При отклонении частоты и напряжения в сети от нормы, потребление как активной, так и реактивной мощности изменяется. Это явление получило название регулирующего эффекта нагрузки или явлением самовыравнивания.

Найдём изменение потребления при малых отклонениях частоты

Поскольку ном, то

с с. номном [1 + 22 + 33 + 44]

Или в относительных единицах

с 1 + 22 + 33 + 44 = н

Отношение с обозначается kн и называется регулирующим эффектом нагрузки.

В качестве примера рассмотрим энергосистему, имеющую следующий состав потребителей: нулевой группы – 20%, первой – 40%, второй – 5%, третьей – 20% и четвертой – 15%. В соответствии с принятыми обозначениями

0 = 0,2; 1 = 0,4; 2 = 0,05; 3 = 0,2; 4 = 0,15;

Регулирующий эффект нагрузки этой энергосистемы равен kH=1,7.

В течение суток состав потребителей энергосистемы не постоянен, что влечёт за собой изменение регулирующего эффекта нагрузки. Обычно эти изменения не очень велики и в течение суток не выходят за пределы ± (10 - 15) %.

Для энергосистем России регулирующий эффект нагрузки лежит в пределах kH = 1 - 3, те. при снижении частоты в энергосистемах на 1 % (0,5 Гц) потребление уменьшается на

1-3 %.

Для отдельных потребителей регулирующий эффект нагрузки численно равен показателю степени или при принятой нумерации групп потребителей равен номеру группы. Так, например, для потребителей третьей группы, регулирующий эффект равен kH = 3. Это значит, что при уменьшении частоты на 1 % производительность механизмов потребителей этой группы снижается на 3 %.