Название: вероятностные модели режимов ээс(Гамм А.З)

Жанр: Информатика

Просмотров: 1569


3.1. статические характеристики  электроэнергетической системы по частоте

Теоретические сведения

В упрощенном анализе изменений частоты в электроэнергетической системе при изменениях активной мощности все генераторы могут быть представлены одним эквивалентным (Г), равным образом все нагрузки представляются эквивалентной нагрузкой (Н) (рис. 3.1).

В этом случае не учитываются их индивидуальные особенности, в том числе индивидуальные настройки регуляторов турбин, ручное или автоматическое регулирование мощности нагрузок.

Изменения частоты возникают из-за отключения части генерирующей мощности (Г) или из-за потери связи с системой (С) при отключении выключателя (В) и исчезновения потока мощности (Р). Частота f является инерционным параметром, определяется скоростью вращения ротора генератора (Г), в переходном режиме зависит от небаланса активной мощности на валу и от постоянной механической инерции вращающегося вала. Длительные значительные отклонения частоты недопустимы как по условиям работы потребителей, так и по условиям работы турбин, валопроводы и лопатки которых входят в резонансные зоны при глубоких снижениях частоты. Допускается кратковременная работа турбин при следующих значениях частоты (табл. 3).

 

Таблица 3.1

Допустимые по условиям работы турбин отклонения частоты

Частота, Гц

51…50.5

49…48

48…47

47…46

Допустимая длительность

работы (мин):

единовременно

 

 

3

 

 

5

 

 

1

 

 

0.17

за весь срок эксплуатации

500

750

180

30

 

Для электроэнергетической системы в целом допустимые понижения частоты определяются в соответствии с опытом эксплуатации зоной (рис. 3.2).

 

Рис. 3.2. Предельно допустимая частотно-временная зона

Установившееся значение частоты может быть определено, например, по статическим характеристикам нагрузки и агрегата генератор–турбина в точке пересечения этих характеристик.

Статические характеристики нагрузки по частоте Рн = j1(f), Qн = j2(f) в общем случае представляются полиномами вида

            Рн = а0Рном + а1Рномf + а2Рномf2 + а3Рномf3 +....       (3.1)

В частных случаях некоторые коэффициенты аi полинома обращаются в ноль. Например, у поршневых насосов, шаровых мельниц, металлорежущих станков, подъемных и транспортных механизмов Рн = а1Рном f; у центробежных вентиляторов и насосов Рн = а3Рном f3. Часто для обобщенной нагрузки допустимо упрощенное представление выражением

            Рн * = Сw* + Dw*2 (3.2)

или:

Мн* = С + Dw*.

Последнее выражение записано в относительных единицах, в котором w* = 2pf*. Коэффициенты C, D определяются экспериментально или, при заданном регулирующем эффекте нагрузки, вычислениями. Изменения мощности нагрузки при изменении частоты характеризует регулирующий эффект нагрузки по частоте kн = dРн* /dw*. Обычно известно значение k н, а не коэффициенты C, D, которые можно определить решением системы уравнений:

kн = (dРн */dw*) = C + 2D,

            Рн* = С + D, (3.3)

поскольку при номинальной частоте относительное значение частоты w * =1, относительное значение номинальной мощности нагрузки Рн* = 1.

Статическая характеристика по частоте турбоагрегата с нерегулируемой паровой турбиной имеет вид:

            Р = (А – Вw)w.           (3.4)

В этом случае впуск энергоносителя остается постоянным. При регулировании частоты вращения под действием АРЧВ положение регулирующих клапанов турбины меняется, меняется впуск энергоносителя, характеристика агрегата имеет вид:

            Р = G + kГw. (3.5)

Величина, обратная kГ (коэффициент крутизны статической характеристики турбины по частоте), называется коэффициентом статизма турбины

            s = Dw* /DР* = 1/kГ.           (3.6)

Для турбин с противодавлением при номинальных параметрах пара s = (4,5±0,5) \%, для турбин с регулируемыми отборами пара s = (4,5…6,5) \%.

Задачи

Задача 1

На одном графике в относительных номинальных единицах построить статические характеристики в координатах частота – активная мощность:

1) нагрузки с регулирующим эффектом kн = 2;

2) генератора с нерегулируемой турбиной;

3) генератора с регулируемой турбиной.

Упрощенно представить характеристику нагрузки полиномом второй степени: Рн* = Сw* + Dw*2. Характеристику генератора с нерегулируемой турбиной в виде Рт* = (2,0 – 1,0w*)w*, с регулируемой турбиной Рт* = 23 – 22w*. При номинальной частоте мощность нагрузки соответствует мощности генератора.

Задача 2

На одном графике в относительных номинальных единицах построить статические характеристики в координатах частота – активная мощность:

1) нагрузки с регулирующим эффектом kн = 2 и мощностях: а) равной номинальной мощности генератора, б) больше мощности генератора на 5 \%, в) больше мощности генератора на 15 \%;

2) генератора с регулируемой турбиной, клапаны которой открываются полностью при мощности превышающей номинальную на 8 \%.

Упрощенно представить характеристику нагрузки полиномом второй степени: Рн* = Сw* + Dw*2. Характеристику генератора с регулируемой турбиной в виде Рт* = 23 – 22w*, при полностью открытых клапанах характеристика турбины превращается в нерегулируемую: Рт* = (2,1 – 1,02w*)w*. При номинальной частоте номинальная мощность нагрузки равна номинальной мощности генератора. Выполнить анализ изменений частоты и мощности в системе при набросах мощности 5 \%, 15 \%, определить установившиеся значения частоты и пропорции между изменением мощности турбины и саморазгрузкой потребителей.