Управление энергосистемами для обеспечения устойчивости - Вопросы эквивалентирования

1-8. Некоторые общие вопросы эквивалентирования
При проведении анализа электромеханических переходных процессов, связанных с определением областей устойчивости, одним из наиболее важных вопросов является правильное эквивалентирование исходной системы. При этом требуется определить, к какому наиболее простому виду можно привести схему, чтобы не потерять при исследовании существенных явлений. Ни одна из существующих теорий эквивалентирования пока еще не дает практического ответа на этот вопрос, хотя перспективные пути имеются [62, 181], и эту задачу приходится решать в основном исходя из опыта расчетов и анализа экспериментальных данных, т. е. на  основе инженерной интуиции.
Зачастую в практике эксплуатации и проектирования как у нас в стране, так и за рубежом в связи с широким внедрением ЭВМ наблюдается тенденция выполнять расчеты по все более и более сложным схемам, хотя это совершенно не оправдано увеличивает объем работы и делает трудно обозримыми их результаты. В связи с этим работы по эквивалентированию энергосистем для расчетов устойчивости требуется всемерно развивать.
В настоящее время при исследовании устойчивости, как правило, преобразуется участок схемы замещения и представляется в виде эквивалентного генератора, который через пассивный многоугольник (узлы и ветви примыкания) соединяется с остальной частью схемы. Параметры эквивалентной части схемы (параметры эквивалентного генератора — э. д. с., мощность и постоянная инерции, и параметры эквивалентного многоугольника) определяются по условиям эквивалентности преобразования в нормальном и переходных режимах. Упрощенно эти условия могут быть записаны следующим образом: мощности, протекающие через ветви примыкания до и после эквивалентирования, должны быть одними и теми же; мощность эквивалентного генератора должна равняться сумме мощностей генераторов преобразуемой части схемы; собственные проводимости узлов примыкания и взаимные проводимости между этими узлами со стороны непреобразуемой части схемы должны быть одними и теми же до и после эквивалентирования; механическая постоянная инерции эквивалентного генератора должна равняться сумме приведенных постоянных инерций эквивалентируемых генераторов; взаимные колебания роторов генераторов в эквивалентируемой части в переходном режиме должны быть незначительны и мало влиять на результаты расчетов.
При объединении генераторов и эквивалентировании энергосистем целесообразно выполнять следующие требования: нежелательно объединение генераторов с существенно отличающимися параметрами, в частности гидростанций с тепловыми электростанциями; нежелательно объединение электростанций, электрическая удаленность которых от места возмущения существенно различна; необходимо избегать объединения электростанций, при котором грубо искажается конфигурация сети, приводящая к нарушению действительного распределения мощности по ветвям энергосистемы; целесообразно оставить неизменными элементы схемы (линии, генераторы и т. д.), параметры которых изменяются в процессе расчета, а также основные узлы, по потокам мощности и напряжениям в которых можно было бы определить параметры нормального режима эквивалентированной части.
При эквивалентировании следует заранее учитывать, каким образом будет проводиться расчет устойчивости. Так, для различных моделей, как правило, оказываются неприемлемыми методы эквивалентировании путем расчета собственных и взаимных сопротивлений эквивалентного многоугольника с представлением нагрузок постоянными сопротивлениями и с учетом активных сопротивлений эквивалентируемой сети, поскольку при такой методике возможно появление отрицательных активных сопротивлений ветвей, моделирование которых затруднительно. В связи с этим для моделей эквивалентируемая сеть, как правило, представляется только реактивными сопротивлениями, а нагрузка разносится по правилу моментов.
Вопросы эквивалентирования с помощью ЭВМ в настоящее время находятся в стадии разработки. В отличие от других средств, ЭВМ позволяет выполнять все этапы эквивалентирования — определение параметров всех элементов рассчитываемой энергосистемы, приведение к одной ступени напряжения, упрощение сложных схем. В зависимости от того, для каких расчетных средств предназначен получаемый на ЭВМ эквивалент, могут применяться различные методы эквивалентирования. Методы эквивалентирования энергосистем на ЭВМ, когда заранее решено, к какому виду следует свернуть схему, хорошо разработаны в [70].