3.3. Осуществимость режима

В установившемся режиме должен соблюдаться баланс активной мощности. Так, для отдельного генератора, если пренебречь потерями мощности в генераторе,

,

(3.5)

где - активная мощность, отдаваемая генератором в сеть;

- мощность, развиваемая турбиной.

Предположим, что эти мощности являются функциями какого-либо параметра режима , т. е.и, в этом случае режим может существовать, если графикиипересекаются.

Например, приняв в качестве параметра угол, получим, чтоприили(рис. 3.1). Обычнои(без учета влияния активных сопротивлений). Поскольку графикиипересекаются в двух точках (1 и 2), то соответственно возможно существование двух установившихся режимов.

Для системы в целом

,

(3.6)

где - суммарная активная мощность, вырабатываемая генераторами станций;

- суммарная активная мощность, потребляемая в системе;

- суммарная активная мощность, потребляемая нагрузками;

- суммарные потери активной мощности в элементах системы.

Рис. 3.1. Характеристики мощности, отдаваемой генератором в сеть, и мощности турбины

Аналогично для реактивной мощности:

,

(3.7)

где - суммарная активная мощность, вырабатываемая генераторами станций;

- суммарная реактивная мощность, потребляемая в системе;

- суммарная реактивная мощность, потребляемая нагрузками;

- суммарные потери реактивной мощности в элементах системы.

Уравнения (3.6) и (3.7) нельзя рассматривать как независимые. Установившемуся режиму соответствует точка, в которой пересекаются или касаются друг друга графики зависимостей ипри определенном значении параметра. Для того, чтобы этот режим мог существовать, необходимо, чтобы графики зависимостейитакже пересекались или касались друг друга при том же значении параметра.

В общем случае величины генерируемой и потребляемой активной мощности связаны и с частотой тока в системе и со значениями напряжений в узлах. Однако можно показать, что изменение активной мощности, вырабатываемой генераторами, главным образом влияет на изменение частоты в системе, оказывая относительно небольшое влияние на напряжение. Отклонение частоты в системе от номинальной

,

(3.8)

где - мощностьj-го генератора, соответствующая номинальной частоте;

- мощностьi-ой нагрузки;

- потери мощности наk-ом участке;

- средний по системе коэффициент неравномерности, определяемый как

,

(3.9)

где - средний коэффициент статизма регуляторов.

Из выражения (3.8) видно, что если система не имеет резерва (т.е. мощность не может быть увеличена при возрастании мощности нагрузки), то прибудет происходить снижение частоты тока в системе. Таким образом, регулирование частоты в системе обеспечивается регулированием активной мощности генераторов.

Реактивная мощность, выдаваемая станциями системы, связана с напряжением на шинах нагрузки и ЭДС генераторов, которые, в свою очередь, определяются их возбуждением. Для радиальной сети с суммарным сопротивлением

,

(3.10)

где - ЭДС генератора;

- реактивная мощность нагрузки;

- потери реактивной мощности в сети и генераторе;

- активная мощность, передаваемая от генератора к нагрузке.

Из выражения (3.10) следует, что регулирование напряжения на нагрузке обеспечивается регулированием возбуждения и, соответственно, ЭДС генератора. В то же время изменение ЭДС связано с изменением вырабатываемой генератором реактивной мощности. В соответствии с выражением (2.41)

.

(3.11)

Таким образом, уровень частоты связан в первую очередь с балансом активной мощности (, а уровень напряжения в сети – с балансом реактивной мощности (. Для изменения напряжения и частоты в системе необходимо воздействовать на баланс реактивных мощностей (осуществляя регулирование возбуждения генераторов) и активных мощностей (осуществляя регулирование турбин станций).