Мероприятия по улучшению устойчивости электроэнергетических систем

Статическая устойчивость – способность системы восстанавливать исходный режим после малого возмущения или режим весьма близкий к исходному, когда воздействие не снято.

Динамическая устойчивость – способность системы восстанавливать после большого возмущения исходное состояние или состояние, практически близкое к исходному (допустимому по условиям эксплуатации системы). Различают два вида динамической устойчивости: синхронную и результирующую.

Синхронная устойчивость – сохранение режима при больших колебаниях, но без проворота (180–360°) ротора генератора.

Если после большого возмущения синхронная работа системы сначала нарушается, а затем после некоторого допустимого по условиям эксплуатации асинхронного хода восстанавливается, то считается, что система обладает результирующей устойчивостью.

Малое возмущение – возмущение, влияние которого на характер поведения системы появляется практически независимо от места появления возмущающего воздействия и его значения. В связи с этим система в диапазоне режимов, близких к исходному, может рассматриваться как линейная.

Большое возмущение – возмущение, влияние которого зависит от времени существования, значения и места появления возмущающего воздействия, в связи с чем система во всем диапазоне исследования должна рассматриваться как нелинейная.

Для обеспечения устойчивости система должна работать с некоторым запасом, характеризуемым коэффициентом запаса K_З, т.е. при таких параметрах режима, которые отличаются в K_З>1 раз от критических – тех, при которых может произойти нарушение устойчивости. Для определения запаса устойчивости в данной системе с известными параметрами и выбора мероприятий по улучшению устойчивости необходим анализ устойчивости с определением критических параметров.

Результирующая устойчивость широко реализуется в практике эксплуатации энергосистем, и для ее улучшения (уменьшения установившегося скольжения, сокращения времени асинхронного хода и повышения надежности ресинхронизации) разработаны специальные устройства.

При нарушениях синхронизма, вызванных статической неустойчивостью, которая обусловлена изменением схемы системы или перегрузкой генераторов, ресинхронизация оказывается возможной только после вмешательства персонала, который должен установить причины неустойчивости. Вхождение в синхронизм после нарушения динамической устойчивости может происходить и без вмешательства персонала, автоматически, под действием регуляторов скорости или специальных приборов-ресинхронизаторов.

Выбор устройств и мероприятий, действующих во время протекания процесса, например таких, которые способствуют восстановлению синхронизма после его нарушения и обеспечивают этим результирующую устойчивость, относится к задаче управления переходным процессом.

Регуляторы возбуждения (АРВ) воздействуют на ток возбуждения генераторов, обеспечивают качество напряжения, улучшают устойчивость и делают более благоприятным характер переходных процессов. Регуляторы реагируют на напряжение и частоту, ток и мощность, замеряемые обычно на данном генераторе или станции.

Регуляторы частоты вращения (АРЧВ) воздействуют на впуск в турбины энергоносителя (воды, пара, газа) и поддерживают частоту вращения генераторов. Регуляторы стабилизируют частоту вращения, реагируя на ее отклонение.

Регуляторы частоты (АРЧ) реагируют на общее изменение частоты в системе, поэтому их называют регуляторами общесистемного параметра в отличие от первых двух, реагирующих на локальные параметры.