Анализ неоднородностей электроэнерrетических систем - Войтов О.Н.
ISBN 5-02-031231-2
Скачать (прямая ссылка):
изменением взаимных углов определяется динамическая устойчивость или неустойчивость движения ЭЭС в результате возмущения. В частности, из рис. 1.5, а, на котором изображены изменения абсолютных углов, неустойчивость движения группы генера-
о б
б,-.20; €16^201 №. раД / С
Рис. 1.5. Зависимость от времени взаимных углов (а) генераторов относительно генератора 201 и взаимных скольжений (б) генераторов относительно генератора 201 при отключении одной цепи двухдепной линии 5—8
тестовой схемы.
12
Гл. 1. ВВЕДЕНИЕ В ПРОБЛЕМУ
торов (1, 3 и 101) по отношению к другой группе генераторов (201 и 203) далеко не так очевидна, как из рис. 1.5, б.
Если в течение переходного процесса взаимный угол двух генераторов почти не изменяется, то такие генераторы называют
когерентными*, в противном случае — некогерентными. При реакции ЭЭС на возмущение, показанное на рис. 1.5 и 1.6, когерентны между собой генераторы 201 и 203 , а также генераторы 1 и 3 (это лучше видно из рис. 1.5, а, чем из рис. 1.6, а). Учитывая, что
идеальная когерентность в переходном процессе практически недостижима, целесообразнее использовать не бинарное определение ("когерентны" — "некогерентны"), а непрерывные меры (показатели) степени когерентности двух генераторов. Вследствие неоднородности ЭЭС эти показатели, в общем, всегда различны для генераторов разных пар (степени сходства движений для разных генераторов разные).
Наиболее очевидными мерами когерентности двух генераторов являются мгновенные значения взаимной скорости вращения их роторов (часто ее называют взаимным скольжением). Взаимная скорость как первая производная по времени от взаимного угла
имеет нулевое значение при полностью когерентном движении двух генераторов, а чем она больше по модулю, тем меньше стел нь когерентности. Из рис. 1.5, б можно видеть, что по отношению к генератору 201 генератор 203 весьма когерентен, а остальные генераторы сильно некогерентны. В установившемся режиме все генераторы движутся полностью когерентно — с постоянными взаимными углами и постоянной (синхронной) скоростью, т.е. взаимное движение отсутствует (а если, как обычно делается, принять ось отсчета вращающейся с синхронной скоростью, то можно говорить об отсутствии и абсолютного движения). В результате возмущения машины приобретают ускорение и их скорости (в том числе взаимные) становятся отличными от нуля и переменными во времени. Соответственно меняется и степень когерентности, причем вследствие неоднородности ЭЭС для разных пар генераторов по-разному. Из рис. 1.5, б видно, что на протяжении временного интервала от 0 до, по крайней мере, 1.5 с по отношению к генератору 201 когерентность генератора 101 становится то больше, то меньше когерентности генераторов 1 или 3, а в целом (в среднем на интервале) генератор 101 несколько менее когерентен.
* Когерентность (от лат. соЬаегепв — находящийся в связи) — протекание во времени колебательных или волновых процессов с постоянной разностью фаз. В России применительно к электромеханическим переходным процессам используется также синонимичный термин "синфазность".
1.1. НЕОДНОРОДНОСТЬ ЭЭС И ЕЕ ПРОЯВЛЕНИЯ
13
.\ . град с1Ъ11 б *, рад / с
Рис. 1.6. Зависимость от времени абсолютных углов {а) и абсолютных скольжений {б) генераторов при отключении одной цепи двухцепной линии 5—8
тестовой схемы.
Реакция ЭЭС на возмущение может быть оценена через изменение когерентности машин в парах скорее, чем по абсолютным значениям их углов, скольжений и т.п. Пара машин, ставшая в результате возмущения наименее когерентной, очевидно, является наиболее сенсорной (чувствительной) к данному возмущению.
Электрическая связь между машинами этой пары* (от проводимости которой в наибольшей мере и зависит величина их взаимного угла) оказывается, таким образом, самой слабой. В рассматриваемом примере наиболее сенсорной будет пара генераторов 101 и 203.
Таким образом, неоднородности ЭЭС проявляются в переходных процессах в виде различной степени когерентности движения генераторов, а способом исследования неоднородностей является идентификация групп в большей или меньшей мере когерентных генераторов и различающихся по слабости сечений между ними.
При анализе поведения ЭЭС в переходных процессах, вызванных большими возмущениями (и при анализе установившихся режимов), как правило, нельзя говорить о сенсорах и слабых местах, полностью инвариантных к возмущениям, — их располо-
Речь идет об эквивалентной электрической связи, так как синхронные машины в общем случае (а узлы, содержащие их ЭДС, — никогда) не связаны между собой непосредственно.
14
Гл. 1. ВВЕДЕНИЕ В ПРОБЛЕМУ
жение, в общем, зависит от локализации, типа и силы возмущений. Тем не менее ЭЭС может проявлять качественно сходные одинаковым расположением сенсорных и слабых мест) реакции параметров режима на различные возмущения. Сходство этих реакций определяется в большей мере структурными свойствами ЭЭС, чем конкретными возмущениями [1]. Это же послужило основанием в [3] ввести понятия локальной и глобальной когерентности, при этом локальная когерентность определяется структурными свойствами системы и возмущением, а глобальная — лишь структурными
