Введение

2

Введение

Растущий во всем мире интерес к использованию автономных источников электроэнергии малой и средней мощности, а также освоение отечественными авиационными предприятиями новых газотурбинных установок (ГТУ) для электрических станций (в том числе и в Перми) выводят на первый план задачу совершенствования систем автоматического управления газотурбинными мини-электростанциями. В связи с этим, особую актуальность приобретает задача разработки широкого комплекса математических моделей для всестороннего исследования поведения подобных систем.

Газотурбинные установки (ГТУ) в течение последнего времени заняли прочное место в энергетике зарубежных стран и начинают широко применяться в России, особенно, в связи с конверсионными программами.

Важным преимуществом подобных установок является повышение экономических показателей при работе на частичных нагрузках при оптимизации статических характеристик. Кроме экономических факторов, побудительным мотивом создания мини-электростанций на базе авиационных газотурбинных установок является повышение надежности электроснабжения.

Современные газотурбинные установки выполняются по двухвальной схеме. Однако у двухвальных установок ухудшаются динамические характеристики из-за газовой связи между валами установки, что вызывает отставание по частоте вращения турбокомпрессора, при этом процесс регулирования затягивается и возможно значительное перерегулирование при сбросах-набросах нагрузки. Проблему можно решить совершенствованием систем регулирования турбин, однако, в настоящее время разработка и проектирование таких компонентов САУ мини-электростанции как: САР ГТУ, САР синхронного генератора - производится в значительной степени независимо, и их объединение в рамках единой САУ электростанции происходит на завершающих этапах проектирования. Для решения указанной проблемы на самых ранних стадиях проектирования для совершенствования и согласования характеристик отдельных подсистем необходимо иметь подробную математическую модель всей мини-энергосистемы, включая и элементы электрической нагрузки.

Особенности режимов и устойчивости газотурбинных электростанций обуславливаются как широким диапазоном условий их работы в энергосистеме, так и конструктивными особенностями авиационных конвертированных ГТУ, из-за которых генераторы имеют неблагоприятные динамические параметры.

Поэтому разработка адекватной математической модели, позволяющей анализировать все перечисленные режимы работы, а также моделировать переходные процессы во всей энергосистеме является важной задачей, решение которой актуально не только для авиационных предприятий, проектирующих и изготавливающих ГТУ, но и для разработчиков электрической части электростанций и энергетиков предприятий.