Построение 3-х угловых характеристик, определение предела передаваемой мощности для нормальной и ремонтно-аварийной схем энергосистемы по условиям статической устойчивости

Угловые характеристики построим, проведя расчёты в программе Mustang. Изменяя величину активной мощности (в 10-ом узле), получаем различные значения угла д. Генерируемую мощность станции увеличиваем, пока итерационный процесс не разойдется, что свидетельствует о том, что заданная мощность больше предела системы и режима не существует.

Массивы значений P, Q, угла д, необходимых для расчёта и построения угловой характеристики мощности генераторов с АРВ ПД в нормальном режиме в программе Microsoft Excel, приведены в таблице 3.1:

Таблица 3.1 — Массивы полученных значений Pг,.

При расчётах схемы с АРВ ПД мы получаем угол д', а не угол д. Фактический угол равен (стр. 36 [1]):

.

где — угол сдвига вектора ЭДС относительно вектора напряжения системы U;

— дополняющий угол, равный:

.

где и мощности станции, замеренные в узле .

В качестве примера покажем расчёт схемы для режима с АРВ ПД. Исходные данные приведены на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 — Исходные данные для расчёта схемы Необходимые для дальнейшего расчёта результаты показаны на рисунке 3.2. Далее по приведенным выше формулам находим угол, затем угол .

Рисунок 3.2 — Результаты расчёта схемы Построим угловую характеристику мощности генераторов станции (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 — Угловая характеристика мощности генераторов с АРВ ПД Получим Р_М = 1895 МВт,_КР = 92,2. По заданию курсовой работы погрешность снятия предельных значений мощности для каждого из режимов не должна превышать 10%. Проверим:

.

где — мощность, при которой итерационный процесс расходится.

Погрешность расчета соответствует заданной.

Для обеспечения надёжной и устойчивой работы электроэнергетической системы необходимо выдержать коэффициент запаса Kp (стр. 33 [1]) больший нормативного Kpн, который для нормальных режимов равен 0,2.

.

где — предельная передаваемая мощность в системе по условию статической устойчивости;

— действительная передаваемая мощность в систему.

Подставив свои значения, получим:

Значит система статически устойчива. Определим наибольшую мощность, которая может быть передана в систему:

МВт Теперь построим угловую характеристику мощности для нормального режима без АРВ на генераторах. Все операции для построения аналогичны описанным в предыдущем режиме, однако в данном случае нет необходимости фиксировать значения Q_г после каждой итерации, так как в результате расчёта схемы мы сразу получаем угол. Массивы полученных значений P_г, :

Таблица 3.2 — Массивы полученных значений Pг,.

Расчёт схемы при предельном значении передаваемой мощности (исходные данные и результаты) приведён в пункте 2 курсовой работы. Построим характеристику (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 — Угловая характеристика мощности генераторов без АРВ Получим Р_М = 450 МВт,_КР = 86,3. Проверим соответствие точности расчёта заданной:

Погрешность расчета соответствует заданной.

Рассчитаем коэффициент запаса устойчивости. Для устойчивой системы в послеаварийном режиме его значение должно превышать 0,2:

Систему можно считать статически не устойчивой, так как .

Определим наибольшую мощность, которая может быть передана в систему:

МВт Также необходимо построить угловую характеристику мощности для ремонтной схемы с АРВ ПД на генераторах. Для этого в схеме с АРВ на генераторах производим отключение самой нагруженной линии — линии Л2. Далее все действия аналогичны предыдущим расчётам. Массивы полученных значений P_г, Q_г,, рассчитанного угла :

Таблица 3.3 — Массивы полученных значений Pг,.

Приведём расчёт схемы при значении генерируемой мощности станции, равном предельной передаваемой мощности системы. Исходные данные приведены на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 — Исходные данные для расчёта схемы Необходимые для дальнейшего расчёта результаты показаны на рисунке 3.6. Далее по приведенным выше формулам находим угол, затем угол .

Рисунок 3.6 — Результаты расчёта схемы Построим угловую характеристику мощности генераторов станции (рисунок 3.7).

Рисунок 3.7 — Угловая характеристика мощности генераторов с АРВ ПД (ремонтная схема) Имеем Р_М = 1665,9 МВт,_КР = 93,6. Проверим погрешность снятия предельных значений мощности:

Погрешность расчета соответствует заданной.

Рассчитаем коэффициент запаса устойчивости. Для устойчивой системы в послеаварийном режиме его значение должно превышать 0,08:

Система устойчива. Определим наибольшую мощность, которая может быть передана в систему:

МВт Для большей наглядности различий в характеристиках, построим все 3 в одной системе координат (рисунок 3.8).

Рисунок 3.8 — Совмещённая угловая характеристика мощности генераторов Проанализировав результаты исследования статической устойчивости электроэнергетической системы, можно заключить, что система устойчива во всех проверенных режимах. Также следует отметить, что наибольшим коэффициентом запаса устойчивости, наибольшей предельной передаваемой мощностью обладает нормальная схема с АРВ ПД.