4. Вторичные признаки устойчивости нагрузки
Нагрузка
электроэнергетических систем состоит
из различного рода потребителей, и
двигатели составляют в ней значительную
долю (см. табл.1). Для оценки устойчивости
узла нагрузки, в принципе можно
использовать критерий устойчивости
для асинхронного двигателя. Однако
вычисление производной
возможно лишь при условии представления
множества двигателей узла нагрузки
одним эквивалентным. Определение
параметров эквивалентного двигателя
затруднительно, что заставляет искать
другие решения, позволяющие подойти к
оценке устойчивости узла нагрузки.
Одним из таких решений является
использование статических характеристик
нагрузки. СХН комплексной нагрузки
представляют зависимость активной и
реактивной мощности потребителей,
входящих в состав узла нагрузки, от
напряжения на шинах включения нагрузки.
Одним из критериев, позволяющим оценить устойчивость узла нагрузки в целом является знак производной эквивалентной ЭДС системы, питающей нагрузку, по напряжению (критерий устойчивости Жданова):
Для проверки устойчивости нагрузки по данному критерию необходимо схему электроснабжения представить схемой замещения, представленной на рисунке 7.
Рис.7. Эквивалентная схема электроснабжения
Для данной схемы эквивалентная ЭДС определяется из уравнения:
Где
эквивалентные сопротивления сети.
Для
оценки устойчивости узла нагрузки
необходимо построить зависимость
Пусть исходный режим рассматриваемой
системы электроснабжения характеризуется
эквивалентной ЭДС
напряжением на нагрузке
и значением мощностей
Задаваясь новым, меньшим значением
напряжения
на шинах узла нагрузки, можно по СХН
определить
соответствующие этому напряжению.
Далее, выполнив расчёты, находят
эквивалентную ЭДС системы
Проведя ряд таких расчётов для ряда
значений напряжений, можно построить
искомую кривую
общий
вид которой показан на рисунке 8.
Рис.8.
Зависимость
Производная
определяется тангенсом угла наклона
касательной к любой точке характеристики
,
которая может быть легко построена.
Предельный режим характеризуется
критическим напряжением узла нагрузки,
в котором
Следовательно, устойчивым может быть
признан режим «ас»,
при котором напряжение изменяется от
до
Режим «bc»,
при котором
устойчивым не может быть признан не
может по условиям его физической не
реализуемости. Действительно, любое
случайное снижение напряжения левее
точки «с» будет требовать увеличение
ЭДС для наступления установившегося
режима, что является неосуществимым в
рассматриваемых системах электроснабжения.
Другим практическим критерием, позволяющим оценить устойчивость узла нагрузки, является:
В этом выражении:
небаланс
генерируемой и потребляемой мощности
в узле нагрузки;
Для
оценки устойчивости по данному критерию
необходимо построить зависимости
реактивной мощности генерации
и
нагрузки
от напряжения на нагрузки
Зависимость
представляет обычную статическую
характеристику узла нагрузки, подробнее
о которой было рассказано в параграфе
2. Характеристика реактивной мощности
генерации может быть определена исходя
из выражения:
В этой формуле:
эквивалентная
ЭДС системы, методика расчета которой
изложена выше;
активная
мощность, потребляемая узлом нагрузки,
принятая в соответствии с СХН активной
мощности по напряжению;
Далее
строится характеристика
и по знаку её производной определяется
критическое напряжение узла нагрузки,
что отображено на рисунке 9.
Рис.9.
Определение критического напряжения
по критерию
Предельный
режим определяется критическим
напряжением
в точке «с», где
Количественной оценкой устойчивости узла нагрузки по двум выше описанным критериям является коэффициент запаса устойчивости по напряжению:
Для обеспечения устойчивости узла нагрузки коэффициент запаса устойчивости по напряжению должен быть не менее 0,15 в нормальных и 0,1 в аварийных режимах работы электроэнергетических систем.
Следует также отметить то, что два практических критерия устойчивости нагрузки, о которых было сказано ранее, похожи друг с другом, и одновременно имеют некоторые отличия.
Дело
в том, что оба критерия подразумевают
утяжеление режима работы, однако критерий
Жданова
подразумевает утяжеление режима
вследствие глубокого изменения напряжения
на шинах узла нагрузки, а практический
критерий
через изменение параметров сети, т.е.
через увеличение параметра
