1
Предлагаемое изобретение относится к области протиноаварийной автоматики энергосистем.
Известен способ раннего деления энергосистем, обеспечивающего сохранение-устойчивости в каждо из двух (разделенных) частей энергосистем в послеаварийиом режиме, и выполняемого еще до нарушения устойчивости практически сразу же после возникновения аварийного возмущения в виде аварийной перегрузки или ослабления линий связи ,
Этот способ является наиболее близким по технической сущности к изобретению.
Использование указанного способа в качестве основного мероприятия сразу же после возникновения аварийного возмущения на созременных линиях меж системной связи, в том числе и слабой связи, сложной конфигурации с промежуточными электростанциями между двумя энергосистемами (объединени ями) характеризуется следукадими существенными недостатками: необходимость отключения еще до нарушения устойчивости значительного количества высокоэольтных выключателей на рассматриваемых линиях межсистемной связи сложной конфигурации;.не использованием до деления управляющих воздействий в. виде отключений части генераторов (ОГ) и нагрузки (ОН), направленных на сохранение устойчивости между знергосистемами.
Целью изобретения является создание способа повышения устойчивости энергосистем, соединенных линиями межсистемной связи с промежуточными электростанциями, путем выполнения деления энергосистем в совокупности с другими управляющими-воздействиями, например, в виде ОГ и ОН, направленны5ми на сохранение устойчивости между отправкой и приемной частями системы, в частности путем резервирования делением -управляющих воздействий в виде ОГ, ОН при перегрузке или ослабле0ний линии связи.
Указанная цель достигнута в способе повьлшения устойчивости энергосистем, соединенных межсистемной связью с промежуточными электростанциями на
5 ней, с сечением деления между промежуточными электростанциями и отправной энергосисТ-емой при расположении электрического центра качаний между промежуточными электростанциями и приемной энергосистемой, при перегрузке или ослаблении указанной связи путем выполнения управляющих воздействий, например отключения части генераторов и нагрузки, направленных на сохранение при этом устойчивости между указанными энергосистемами,тем что фиксируют интенсивность переходного процесса, например, по скорости изменения взаимного угла между векторами эквивалентных ЭДС отправной и приемной энергосистем, при которой допустимо для сохранения устойчивости промежуточных электростанций деление при угле SQ , превышающем критический угол ejp t фиксируют превышение указанным взаимным углом ffj своего критического значения S и выполняют деление энергосистем.
На фиг. 1 изображена упрощенная конфигурация эквивалентированной схемы сети с линиями межсистемной связи между двумя энергосистемами (объединениями) ; на фиг. 2 - характеристики мощности с площадками ускорения и торможения до деления и после.
Использование способа особенно целесообразно на рассматриваемых линиях связи с требуемым сечением 1 деления между промежуточными электростанциями 2 и отправной энергосистемой 3 при расположении электрического центра качаний (ЭЦК) 4 в сечении между промежуточными электростанциями 2 и приемной энергосистемой 5. Указанная целесообразность объясняется тем, что при рассмотренных сечениях (1 и 4) использование широко применяемого способа деления при асинхронном ходе в сечении (4) , резервирующего ОГ и ОН, приводит к отделению промежуточных электростанций от дефицитной приемной энергосистемы, а использование настоящего способа, резервируюцего ОГ и ОН, путем деления в сечение 1 способствует сохранению мощности промежуточных электростанций в составе приемной дефицитной энергосистемы.
Схему сети в виде трехмашинной системы на фиг.1 можно путем эквивалентирования представить в виде двухмашинной схемы для условий расположения ЭЦК между приемной энергосистемой 5 и промежуточной станцией 2 при нарушении устойчивости между энергосистемами в результате динамической перегрузке линий, связи или ослабления связи в сечении ЭЦК.
В указанной двухмашинной схеме одной из машин(приемной) является приемная дистема 5, а вторая машина (отправная система) получается в результате эквивалентирования отправной системы и промежуточной станции .2. В такой двухмашинной схеме динамическая перегрузка линии связи может создаваться как аварийным дефицитом (отключением части генераторов в приемной системе), так и аварийным избытком (отключением части нагрузки в отправной системе). Указанную двухмашинную схему, как известно, можно приg вести к эквивалентной схеме с одной машиной (отправной системой), работающей по линии связи на шины бесконечной мощности.
Эффективность и особенности предШ деления энергосистем можно показать, используя соотношения в эквивалентной схеме при отключении части генераторов в отправной систе ме.. .
Указанное поясняется фиг. 2 для ди« намической аварийной перегрузки и действительно при ослаблении связи, а также при статической перегрузке.
На фиг. 2 даны следующие обозна0 чения:
N- характеристика мощности P«i(sy
- 1) ;
в исходном режиме ( N;
ион с
-КС - то же, в результате избытка в jj отправной системе;
5 N - то же, после отключения части генераторов в отправной системе эквивалентной схемы, т.е. после деления по сечению 1 и отключения системы 3;
0 Т- - передаваемая активная мощность
по линии связи в исходном режиме; Т- - активная мощность (механическая) при динамической перегрузке в результате возникновения избытка
5 мощности в отправной системе
(или дефицита в приемной системе); Т - активная мощность (соответствующая механической мощности турбины) по линии связи, передавае.лая от отправной системы оставшимися в работе генераторами после отключения части Генераторов в этой системе, т.е. после деления по сечению 1 и работе промежуточных электростанций на систему 5;
8 - угол в Исходно нагрузочном режиме (); .
Bg - 180 - 8„- угол на падающей ветви характеристики мощности, соответствующий углу $„ на восходящей ветви (в интервале углов
fi-.
происходит нарушекр о
ние устойчивости в результате динамической перегрузки после прохождения углом ff своего критического значения);
Su - критический угол оставшихся в работе генераторов отправной системы (после отключения части генератора) по условию сохранения их устойчивости (этот угол соответствует критическому углу промежуточных, электростанций по условию сохранения их устойчивости относительно приемной системы 5 после деления по сечению 1); вп P JJ bHbJft угол отключения части генераторов отправной системы, .при котором сохраняется устойчивость оставшихся в работе генераторов (этот угол соответствует предельному углу между.ЭДС энергосистемами 3 и 5, деление в сечении 1, при котором обеспечивается сохранение устойчивости промежуточных станций относительно приемной системы 5. При угле S5 взаимный угоя й меж ду векторс1ми ЭДС промежуточных электростанций 2 и приемной энергосистемой 5 должен быть :меньше своего критического значения п$х после деления, что обеспечивает сохранение устойчивости промежуточных электростанций относительно приемной энергосистемы после деления. Рассмотрение основных стадий электромеханического переходного процесса в эквивалентной схеме проводится со следующими индексами: I - исходный режим; I - возникновение аварийного избытка (дефицита), сопровождаемого динамической перегрузкой линии связи; - отключение части генераторов (деление систем по сечению 1) Деление по предлагаемому способу , удовлетво выполняют при угле ряющем основному условию Лр. 0 .ft Предельный угол 6 отключения части генераторов (деления систем по сечению 1 определяется из условия равенства площадок ускорения afacd и торможения а.Ь.с , (фиг. 2) с уче том изменения постоянной инерции в эквивалентной схеме. Указанное можно записать в следую щем виде: Л f rT -Nisina-Wff. ) э1 . ( , и в результате интегрирования полу4f(т8ап+нсо&еа.,-т5 8- -KCOS в-„) Н fif VnpoH.M COS Vnpc«:T - icosffe.)o и Из (3.): следует, что за счет умень шения постоянной инерции тЛ в отправной системе эквивалентной схемы по сравнению с тД за счет от ключения части генераторов (деление системы по сечению) имеет место уве/тичение эффективности площадки тормо жения d,b, о,. При этом даже при раве стве площадки ускорения аЪссС ,про порциодальной в (3) первому слагаемо му с т. . , и площадки торможения а,Ь,с , пропорциональной второму слагаемому с Т, , благодаря уменьшению постоянной интерции отправной :истемы после отключения части генераторов (деление системы по сечению 1) от значения т эффективность торможения возрастаем в число раз, равное отношению Указанное особенно эффективно на линиях слабой межсистемной связи, когда Таким образом, для обеспечения устойчивости оставшихся в работе генераторов отправной системы или генераторов промежуточных электростанций при делении по сечению 1 при угле 5 площадка торможения в пределе может быть меньше площадки ускорения в чис-, ло раз, равное отношению Указанное обуславливает высокие значения угла fig и широкую область сохранения основного.условия (1), в котором ( ffg „ При статической перегрузке 90° ®в.п 90, (4) в. связи с чем для промежуточных электростанций, избыточная мощность которых меньше пропускной способности линий связи по статической устойчивости в сечении 4 после деления, основное условие (1) при статиче.ской перегрузке не имеет ограничений и практически всегда выполнимо. Использхэванию способа должны предшествовать расчеты динамической устойчивости , подтверждающие выполнение основного условия (1) при динеииической перегрузке или при ослаблении линий связи с учетом собственного времени выполнения деления систем по сечению 1. При использовании предлагаемого Способа при статической перегрузке, последовавшей в результате неблагоприятного распределения резерва в установившемся послеавариймом режиме после мероприятий ОГ и ОН, проведение отдельных расчетов Динамической устойчивости не требуется, так как по (4) основное условие. (1) практически всегда вы полняется. В общем случае наиболее широкая область использования предлагаемого способа повышения устойчивости имеет место на современных сложных линиях межсистемной слабой связи 330500-750 кВ с промежуточными электростанциями на таких линиях связи. Таким образом, отличие данного способа повышения устойчивости энергосистем на линиях межсистемной связи
с промежуточными электростанциями от принятого за прототип способа раннего деления на таких линиях межсистемной связи при наиболее вероятных динамических перегрузках, наиболее вероятных отключениях отдельных линий связи или при статических irepeгрузках однозначно создает новый существенный положительный эффект, способствую1ций повышению устойчивости, надежности и живучести энергосистем и заключающийся в сохранении возможности использования до деления управляющих воздействий типа ОГ и ОН для сохранения устойчивости при полном использовании пропускной способности линий ;связи для сохранения устойчивости до деления в.возможности резервирования делением управляющих воздействий при их отказе, или неэффективности в выполнении деления для предотвращения асинхронного хода между энергосистемгили только в крайних случаях, когда отказали или неэффективны управляющие воздействия и нарушение устойчивости между энергосистемами неизбежно и единственной мерой предотаргицения асинхронного хода между энергосистемами является деление систем,- в выполнении деления по требуемому сечению 1 между отправной системой и промежуточными электростанциями, в случаях расположения ЭЦК между промежуточными электростанциями и приемной системой с предотвращением не только асинхронного хода между системами, но и с сохранением мощности проА1ежуточных электростанций в составе приемной дефицитной энергосистемы в снижении общего числа отключений большого числа высоковольтных выключателей в сечении деления особенно на линиях сла бой связи сложной конфигурации благодаря предоставленной возможности предварительного использования управляющих воздействий для сохранения устойчивости до деления. Указанное снижает вероятность аварий, вызванных неполнофазным отключением отдельных выключателей в сечении деления на линиях межсистемной связи.
Формула изобретения
Способ повышения устойчивости энергосистем, соединенных межсистемной связью с промежуточными электростанциями на ней, с сечением деления между промежуточными электростанциями и
отправной энергосистемой при расположении электрического центра качаний между -промежуточными электростанциями и приемной энергосистемой, при перегрузке или ослаблении указанной свяэй путем выполнения управляющих воз-, действий, например отключения части генераторов и нагрузки, направленных на сохранение при этом устойчивости между указанными энергосистемами, о т л И ч а ю щ: и и с я тем, что, с целью резервирования действия управляквдих воздействий, фиксируют интенсивность переходного процесса, например, по скорости изменения взаимного угла между векторами эквивалентных . ЭДС отправной и приемной энергосистем, при которой допустимо для сохранений устойчивости промежуточных элек тростанций деление при угле, превьашающем критический угол, фиксируют превышение указанным взаимным углом своего критического значения и выполняют деление энергосистем.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Иофьев Б.И, Автоматическое аварийное управление мощностью энергосистем. М., Энергия, 1974, с. 351-355.
f 90 fc Sjn Snp.
r
.Z
