Разработка методики, позволяющей создавать эквиваленты подсистем для всережимного моделирования в рамках установившихся режимов электроэнергетических системах
Введение 3
1 Задачи построения всережимных эквивалентов
электроэнергетических систем (ЭЭС) 5
1.1 Особенности построения эквивалентов для всережимных
моделирующих комплексов ЭЭС 5
1.2 Этапы и методы построения эквивалентов 11
1.2.1 Разработка моделируемой схемы сложной энергосистемы 11
1.2.2 Подход параметрическому определению эквивалентов 14
1.3 Возможности определения статических параметров эквивалентов
по статическим характеристикам подсистем ЭЭС 17
1.4 Методы расчета динамической части эквивалентов 20
1.4.1 Подход к построению эквивалента для маловозмущенных режимов 21
1.4.2 Подход к построению эквивалент при больших возмущениях ... 22
1.4.3 Подход к построению эквивалента при несимметричных режимах
27
1.5 Выводы по первой главе 28
2 Методика определения параметров эквивалентов по статическим
характеристикам подсистем ЭЭС 29
2.1 Построение статических характеристик подсистем 29
2.2 Декомпозиция статических характеристик 32
2.3 Расчет параметров эквивалентных элементов 34
2.3.1 Асинхронный двигатель 34
2.3.2 Синхронный двигатель 36
2.3.3 Синхронный генератор и система возбуждения 37
2.3.4 Статическая нагрузка 40
2.4 Построение многоузловых эквивалентов 41
2.4.1 Эквивалент многоцепной линии электропередачи 42
2.4.2 Двухлучевой эквивалент 43
2.4.3 Многолучевой эквивалент 45
2.5 Обеспечение точности эквивалентов при изменениях схем и
режимов подсистем 46
2.6 Выводы по второй главе 46
3 Расчет эквивалента подсистемы 47
3.1 Исходные данные и параметры рассматриваемой схемы 47
3.2 Фрагменты схемы, подлежащие эквивалентированию 49
3.3 Результаты тестовых расчётов 49
3.4 Расчёт параметров эквивалентных элементов 51
3.5 Оценка точности эквивалента 56
3.6 Выводы по третьей главе 58
Заключение 59
Приложение А- Исходные данные для моделирования
Современные электроэнергетические системы - это мощные электрические станции, вырабатывающие электроэнергию; магистральные линии электропередачи сверхвысоких напряжений; высоковольтные электроэнергетические сети и подстанции, передающие, распределяющие и преобразующие электроэнергию; развитая сеть автоматического диспетчерского управления; сложнейшая высоковольтная техника, автоматика и телемеханика, обеспечивающие надежность функционирования систем электроснабжения народного хозяйства.
При их проектировании, эксплуатации необходимо наличие достоверной информации о процессах, составляющих различные режимы ЭЭС. Возможность проведения экспериментов в реальных энергосистемах ограничены. Данная проблема решается путем замены анализа реальной системы, содержащей большое количество элементов, более простой системы. Эквивалентированием - получение упрощенных моделей электроэнергетических систем. Эквивалент должен сохранить те стороны реальной систем, которые значимы в решении данной практической задачи. Поэтому, выбор структуры и характеристик эквивалента, также как и методов эквивалентирования, колоссально зависит от конкретной практической задачи.
Для решения ряда проектных, эксплуатационных и научно-исследовательских задач электроэнергетических систем (ЭЭС) требуется выполнение комплексного моделирования (расчёта) режимов, охватывающего несколько режимных состояний ЭЭС.
Существующие на данный момент методы эквивалентирования электроэнергетических систем не позволяют построить эквиваленты, имеющие необходимое соответствие оригиналу в установившихся и в переходных режимах энергосистем.
Цель работы: разработка методики, позволяющей создавать эквиваленты подсистем для всережимного моделирования в рамках установившихся режимов электроэнергетических системах; формирование подхода к построению динамических эквивалентов для всережимного моделирования.
В рамках данной диссертации была разработана методика расчета параметров статических эквивалентов для всережимных моделирующих комплексов реального времени, так же был сформирован подход к определению параметров динамических эквивалентов. Данная методика представляет собой пошаговую инструкцию для определения параметров. При разработке данной методики были учтены основные требования, предъявляемые к такого вида эквивалентам:
1) Компактность (малоразмерность);
2) Максимальная точность во всём множестве переходных процессов и схемно-режимного разнообразия эквивалентируемых подсистем.
Главной идеей разработанной методики является представление эквивалентируемой подсистемы статическими характеристиками, а так же преобразование многоузловых, шунтирующих консервативную часть ЭЭС, связей.
Для апробации выполненной работы была создана расчетная модель примыкающих к ПС «Чапаевка» Томской энергосистемы, входящей в состав ОЭС Сибири. На основе полученной модели были построены эквиваленты соответствующих подсистем и рассчитаны параметры эквивалентных нагрузочных элементов. Затем было произведено сравнение исходной СХН и СХН полученной по данной методике. Погрешность составила меньше 5%. Таким образом, полученные эквиваленты имеют достаточную степень точности в воспроизведении состояния энергосистемы.
Все это позволило сделать вывод о приемлемости разработанной методики для построения эквивалентов для всережимного моделирования в рамках установившихся режимов.
