1.4.2 Исследование статической апериодической устойчивости

При исследовании апериодической статической устойчивости предполагается, что вероятность колебательного нарушения устойчивости при увеличении перетока по межсистемным связям очень мала и можно пренебречь самораскачиванием. При таком допущении динамические свойства системы можно не учитывать. Нарушение устойчивости носит только апериодический характер.

Цель исследования статической апериодической устойчивости заключается, в определении области апериодически устойчивых режимов. К основным задачам исследования можно отнести определение пропускной способности линии, поиск сечений.

Для определения области апериодической устойчивости энергосистемы необходимо произвести утяжеление режима.

1.4.3 Метод утяжеления

Метод утяжеления заключается в последовательном изменении параметров узлов или ветвей, или их групп заданными шагами с последующим расчетом нового установившегося режима на каждом шаге изменения и выполняется до тех пор, пока обеспечивается возможность расчета. Нарушение апериодической устойчивости при утяжелении режима определяется по смене знака свободного члена характеристического уравнения , который является определителем матрицы системы линеаризованных уравнений переходных процессов. В этом случае констатируется достижение предельного режима на предыдущем шаге расчета, одновременно осуществляется контроль напряжений при проверке сбалансированности режима.

Свободный член характеристического уравнения получают из определителя матрицы системы линеаризованных уравнений переходных процессов в исследуемой системе путем обнуления оператора дифференцирования. При определенных условиях расчета коэффициент может совпадать с якобианом J. Необходимость выполнения этих условий связана с тем, что условия расчета установившегося режима в общем случае отличаются от условий, используемых при анализе статической устойчивости.

Проверка по знаку якобиана, так же как и проверка по знаку свободного члена характеристического уравнения, требует мелких шагов утяжеления вблизи предела. Однако сам граничный режим, для которого якобиан решаемой системы уравнений равен нулю, не может быть рассчитан (итерационный процесс не сойдется), но приблизиться к нему с точностью до единиц мегаватт возможно.

Поскольку угол вектора напряжения в балансирующем узле фиксирован, то этот узел в расчете режима приобретает свойства шин бесконечной мощности. Изменение выбора балансирующего узла в расчетной схеме может приводить к некоторым изменениям в результатах расчета утяжеления режима. Балансирующий узел не следует помещать в избыточной энергосистеме, так как при этом расчетное значение предела принимаемой мощности завышается.

Помимо обычных способов утяжеления режима, при которых изменяются мощности генераторов или нагрузок в выбранных узлах или задается снижение напряжения, для поиска предельных перетоков активной мощности по линиям связи применяется и «утяжеления по углу». При таком способе утяжеления распределение мощностей между генераторами по каждую сторону нагружаемого сечения изменяется по законам, определяемым структурой и параметрами сети.

Утяжеление по углу целесообразно использовать для уточнения расчетных значений предельных мощностей, полученных обычным способом.

Полная замена обычного утяжеления на утяжеление по углу оправдана в том случае, если группы генераторов по каждую сторону рассматриваемого сечения связаны между собой короткими линиями с большой пропускной способностью, т.е. образуют две концентрированные энергосистемы, а связь между этими энергосистемами является слабой. Тогда для перехода от исходного режима к предельному потребуется относительно небольшое изменение мощностей генераторов.