Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Аварийная частотная разгрузка энергосистем

АЧР при наличии резерва в системе - Аварийная частотная разгрузка энергосистем

Оглавление
Аварийная частотная разгрузка энергосистем
Снижение частоты в системе при дефиците генерации
Принципы частотной разгрузки
Динамика снижения частоты при действии АЧР
Запаздывание в канале частотной разгрузки
Выбор мощности потребителей, присоединяемых к АЧР
Разгрузка энергосистемы по скорости снижения частоты
Разгрузка с малым числом очередей
АЧР с большим числом очередей
Подъем частоты при действии АЧР-2
АЧР при наличии резерва в системе
Исследование переходных процессов на ЭВМ
Постоянная времени энергосистемы
Регулирующий эффект нагрузки

В нормальном режиме не все агрегаты электростанций работают с полной нагрузкой, т.е. при необходимости они способны увеличить свою мощность. Это так называемый вращающийся резерв. Величина его зависит от графика нагрузки и времени суток и можно составлять 10-15 % от номинальной мощности агрегатов.
Резервные агрегаты могут находится в остановленном состоянии. Под таковыми следует понимать те агрегаты, которые сравнительно быстро могут быть пущены в ход, синхронизированы с системой и могут принять на себя нагрузку. Имеются в виду гидрогенераторы, пуск которых занимает 40-80 с, включая самосинхронизацию с системой, а также гидрогенераторы, работающие в режиме синхронного компенсатора. В аварийной ситуации, сопровождающейся дефицитом генерации, эти гидрогенераторы переводятся в режим с выдачей активной мощности.
Нас интересует наличие резерва, способного сократить дефицит генерации, когда работает частотная разгрузка. Время частотной разгрузки сравнительно мало. За 3-5 с срабатывают все очереди АЧР-I. Вторая категория АЧР-ll начинает действовать через 10 с от момента снижения частоты до 48,5 Гц и через 15 с заканчивает отключение потребителей. Таким образом, время действия частотной разгрузки занимает 25-30 с с начала возникновения аварии. Это приближенная оценка, но она позволяет сделать выводы о том, что только вращающийся резерв может быть использован в течение этого времени.
В аварийной ситуации вращающийся резерв включается в работу автоматически. Когда снижается частота, то регулятор частоты вращения приходит в действие и увеличивает открытие регулирующего органа турбины. При большом отклонении частоты, имеющем место при действии АЧР, регулятор полностью открывает впуск пара (воды) в турбину, увеличивая тем самым мощность турбины до номинальной.
Исследование динамики снижения частоты в энергосистеме при действии АЧР с учетом вращающегося резерва будет рассмотрено в параграфе 12.
Оценим возможности турбо- и гидрогенераторов к изменению мощности за время работы АЧР. Передаточную функцию регулятора частоты вращения турбоагрегата представим в виде[2]:

(11.1)
где μ - относительное открытие регулирующего органа турбины;
М - отклонение частоты на входе регулятора; δ - остающаяся степень неравномерности регулятора;
Трег - постоянная времени регулятора.
Для паровой турбины без промежуточного перегрева пара передаточная функция
(11.2)
где Δ Р т -мощность агрегата;
Т - постоянная времени, учитывающая запаздывание в преобразовании тепловой энергии пара в механическую.

Передаточная функция агрегата совместно с регулятором частоты вращения
(11.3)
Для установившегося режима будем иметь
(11.4)
Можно принять s, где s - статизм регулятора 0,04 - 0,06. В таком случае полное изменение мощности агрегата от холостого хода до номинальной (ΔΡΤ=1,0) осуществляется регулятором при отклонении частоты f=0,04-0,06 или f=2 -3 Гц.
Для изменения мощности в пределах возможного резерва 0,1-0,2 необходимо иметь на входе регулятора отклонение по частоте (0,2-0,6) Гц. Частотная разгрузка начинает срабатывать при 48,5 Гц. К этому времени турбоагрегат уже увеличит свою мощность до предельного значения. Мобилизация резерва сократит дефицит генерации.
Рассмотрим эту проблему для гидрогенераторов. Передаточная функция гидротурбины имеет вид

Передаточная функция гидротурбины

где Твв - постоянная времени водовода турбины. Величина Твв может изменятся от нескольких десятых секунды до 3 - 4 с.
В первый момент времени Это обусловлено гидравлическим ударом в водоводе турбины - увеличение открытия направляющего аппарата приводит к обратному эффекту - уменьшению мощности турбины (рис. 18).

Рис.18
В установившемся режиме мощность агрегата соответствует открытию направляющего аппарата. Явление гидравлического удара заставляет резко снижать скорость открытия (закрытия) направляющего аппарата. Для этой цели в регуляторе частоты вращения гидротурбины введена сильная гибкая обратная связь (изодром). Совместно с жесткой обратной связью передаточная функция канала обратной связи имеет вид
(П.6)
где Ти - постоянная времени изодрома;
ν - коэффициент жесткой обратной связи; β - коэффициент гибкой обратной связи.

Сервомотор регулятора частоты вращения имеет передаточную функцию . Будучи охваченным комбинированной обратной
связью, его передаточная функция приводится к виду
(11.7)
Обычно ν=1.0, тогда
(11.8)
Для измерительного элемента регулятора (маятник) принимают
(11.9)
В таком случае передаточная функция турбины и регулятора частоты вращения
(11.10)
Определяющую роль здесь играет передаточная функция сервомотора, охваченного гибкой обратной связью . Обычно Ти= 15-20 с, β =6,0.
Таким образом сервомотор, охваченный обратной связью представляет собой инерционный элемент с очень большой постоянной времени βΤи.
Для статики имеем
(11.11)
т.е. в установившемся режиме регуляторы паровой и гидравлической турбин обеспечивают одинаковое соотношение
(11.12)
В динамике регулятор частоты вращения гидротурбины открывает направляющий аппарат очень медленно. Реализация ступенчатого изменения Δf на входе регулятора происходит за десятки, а то и более сотни секунд. Таким образом, вращающийся резерв гидрогенераторов, практически, не используется и не оказывает влияние на динамику снижения частоты за время действия АЧР.



 
Автоматизация энергоснабжения »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.