Стартовая >> Архив >> Генерация >> Аспекты работы автономных энергосистем с гидрогенераторами

Динамические частотные характеристики при наличии вращающегося резерва, выводы - Аспекты работы автономных энергосистем с гидрогенераторами

Оглавление
Аспекты работы автономных энергосистем с гидрогенераторами
Динамические частотные характеристики при наличии вращающегося резерва, выводы

Динамические частотные характеристики автономной энергосистемы при наличии вращающегося резерва.

На рис. 5 показана структурная схема работы генерирующего агрегата на автономную ЭЭС [6]. Первичным двигателем агрегата является турбина, которая управляется регулятором частоты (РЧ). Генератор преобразует механическую мощность турбины в электрическую и выдает ее в автономную ЭЭС. Для упрощения на рис. 5 показан один агрегат, однако к этой схеме может быть приведена и энергосистема, содержащая несколько агрегатов.
схема работы агрегата на энергосистему
Рис. 5. Структурная схема работы агрегата на энергосистему
Регулирующий эффект нагрузки на структурной схеме учтен в виде обратной связи по отношению к энергосистеме.
Приведенная структурная схема использовалась для математического моделирования переходных процессов в энергосистемах на кафедре электрических станций СПбГТУ, поэтому она была использована для анализа работы вариантов автономных ЭЭС.
Адекватность математической модели была проверена при сравнении результатов расчетов с данными экспериментов, проведенных Фирмой ОРГРЭС по варианту 1 автономной ЭЭС. Автономная ЭЭС в эксперименте состояла из одного гидроагрегата и фидера города, выделенных на изолированную от ЕЭС работу.
Данный вариант автономной ЭЭС был реализован в 70-х годах в процессе замены устаревших регуляторов скорости гидроагрегатов и внедрении группового регулятора активной мощности (ГРАМ), разработанного и изготовленного Фирмой ОРГРЭС.
Одной из основных задач ГРАМ является поддержание частоты агрегатами ГЭС в изолированном энергорайоне (предприятие, город) при отделении его от ЕЭС. Для проверки работы ГРАМ специалистами ОРГРЭС были проведены испытания по схеме рис. 2, а с отделением одного гидроагрегата и фидера Гор2 от ЕЭС и возникновением избыточной мощности около 30 и 45%. Работа регулятора скорости обеспечивала в этих режимах восстановление первоначального значения частоты через 30 - 40 с в соответствии со статизмом регулятора.
Результаты испытаний и математического моделирования при избыточной мощности около 30% приведены на рис. 6, из которого видно хорошее совпадение расчетной и экспериментальной кривых.
Используя проверенную математическую модель, были проведены анализы работы автономной ЭЭС с учетом работы регулятора ГРАМ при различных характеристиках нагрузок (к = 1,0; 1,5; 3,0). Наиболее тяжелый случай для автономной ЭЭС возникает при кн = 1,0, поэтому данный вариант рассматривался более подробно.


Рис. 6. Результаты испытаний и математического моделирования работы автономной энергосистемы с регулятором частот:
1 - расчет; 2 - эксперимент

На рис. 7 построена зависимость изменения частоты в автономной ЭЭС при набросе нагрузки порядка 7% мощности автономной ЭЭС и действии регулятора ГРАМ. Установившееся значение частоты в таких режимах достигается через 1-2 мин в соответствии со статизмом регулятора скорости. Максимальное отклонение частоты от номинального значения не превосходит 1,8 Гц.
На основании полученных данных математического моделирования и результатов испытаний, приведенных ранее, можно сделать вывод о том, что при работе отделенной от ЕЭС автономной ЭЭС с гидрогенераторами регулятор скорости типа ГРАМ обеспечивает в целом устойчивость частоты и ее поддержание в допустимых пределах при возникновении небалансов мощностей 7 - 15% при любом характере нагрузки.
Однако на интервалах времени от 0 до 1 мин и преобладании выпрямительной нагрузки (кн = 1,0) отклонение частоты может превышать значение 1,8 Гц, что может повлечь за собой сбои в работе и отключение СУ выпрямительных блоков. Последнее обстоятельство отрицательно скажется на устойчивости работы как по частоте, так и по напряжению, а, в конечном счете, может привести к “развалу” автономной ЭЭС.


Рис. 7. Зависимость изменения частоты в автономной энергосистеме при набросе нагрузки около 7% мощности энергосистемы и действии регулятора ГРАМ

Выводы

  1. Расчеты динамических частотных характеристик реальных вариантов схем автономной электроэнергетической системы, включающей ГЭС с нагрузкой крупного промышленного предприятия и с городской нагрузкой, позволили оценить их с точки зрения устойчивости работы автономной ЭЭС при отсутствии вращающегося резерва.
  2. Использование проверенной математической модели для анализа динамических частотных характеристик автономной ЭЭС при наличии вращающегося резерва позволяет подробно изучить практически все возможные режимы работы ЭЭС в случаях возникновения небалансов мощности и различных настройках регуляторов скорости гидроагрегатов.
  3. На основании полученных данных математического моделирования и результатов испытаний можно заключить, что при работе отделенной от ЕЭС автономной ЭЭС с гидрогенераторами групповой регулятор скорости обеспечивает в целом устойчивость частоты и ее поддержание в допустимых пределах при возникновении небалансов мощности 7-15% при любом характере нагрузки. Однако на небольших интервалах времени (от 0 до 1 мин) и преобладании выпрямительной нагрузки (к = 1,0) отклонение частоты может превышать 1,8 Гц, что может повлечь за собой сбои в работе и отключение СУ выпрямительных блоков.

Список литературы

  1. Лебедев В. М., Усманов Ю. А., Олъкова С. В. Технико-экономическая эффективность ТЭЦ малой мощности. - Промышленная энергетика, 2000, № 1.
  2. Проданов Л. В., Агапов В. Г. О возможности повышения надежности и живучести тепловых электростанций при снижении частоты. - Электрические станции, 1998, № 4.
  3. Советов С. А., Семенов В. А. Противоаварийное управление в энергосистемах. М.: Энергоатомиздат, 1988.
  4. Совершенствование нормативов надежности энергосистем/ Баринов В. А., Волков Г. А., Калита В. В. и др. - Электричество, 1993, № 7.
  5. Рабинович Р. С. Автоматическая частотная разгрузка энергосистем. М.: Энергия, 1980.
  6. Павлов Г. М., Меркурьев А. Г., Шаргин Ю. М. Автоматическая частотная разгрузка в энергетических системах. - Электричество, 1999, № 1.


 
« АО ЛМ3 - газотурбинные установки мощностью 160-180 МВт   АСУ ТП химводоподготовки Южноуральской ГРЭС »
электрические сети