Анализ неоднородностей электроэнерrетических систем - Войтов О.Н.
ISBN 5-02-031231-2
Скачать (прямая ссылка):
230 Гл. 6. СТРУКТУРНЫЕ НЕОДНОРОДНОСТИ В ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ
одному (любому) из генераторов подсистемы /, а затем эквивалент подсистемы / — по отношению к эквиваленту подсистемы У.
Заметим, что идеальная когерентность движения генераторов в подсистемах при заданных условиях (схема, режим, возмущение) не соответствует идеальной (предельной, бесконечной) динамической их связности. Идеальная когерентность движения отражает одинаковость реакции генераторов на возмущение, хотя динамическая (как и электрическая) связность между ними будет конечной. В данном случае важно лишь то, что эти свойства проявляются в подсистемах по отношению к слабому сечению, по которому происходит нарушение устойчивости, поскольку оно оказывается в рассматриваемых условиях динамически более слабым по сравнению со связями между генераторами в образовавшихся подсистемах.
С учетом изложенного оценка динамической устойчивости сложной ЭЭС для заданной расчетной ситуации, включающей заданные схемы, режим и возмущение, выполняется следующим образом:
1) с использованием алгоритмов структурного анализа ранжируются по степени слабости сечения эквивалентной расчетной схемы относительно генераторов;
2) для каждого слабого сечения (по мере убывания степени слабости) формируется двухмашинный эквивалент, аналогичный (6.20) или (6.21);
3) проводится оценка динамической устойчивости с использованием метода площадей для каждого из полученных двухмашинных эквивалентов по мере убывания слабости сечений. Оценка заканчивается на том сечении, для которого применяемый метод площадей уже не дает нарушений устойчивости;
4) если ни для одного из сечений схемы по приведенному алгоритму не зафиксировано нарушение устойчивости двухмашинных эквивалентов, можно считать, что устойчивость ЭЭС не нарушается. В противном случае оценки показывают нарушение устойчивости ЭЭС.
В силу того что структурный анализ [5] в сочетании с описанным методом площадей дает оценки динамической устойчивости "с запасом" (т.е. может классифицировать реально устойчивые ситуации как неустойчивые), в принципе для выявленных неустойчивых ситуаций требуется их проверка с использованием более детальных математических моделей динамики ЭЭС. Тем самым отсеиваются заведомо устойчивые ситуации (см. также разд. 6.1).
6.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ДИНАМИКИ
231
6.3. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ
И АНАЛИЗА ДИНАМИКИ ЭЭС
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОЦЕНОК СЛАБЫХ МЕСТ
В данном разделе обсуждаются некоторые взаимосвязанные результаты, определяемые соотношением таких понятий, как слабые места в ЭЭС в динамических режимах, проблема жесткости систем дифференциальных уравнений динамики ЭЭС, преобразование координат модели ЭЭС к центру (центрам) инерции системы (подсистем) .
Причиной жесткости математической модели динамики ЭЭС, как и любой другой динамической системы, является наличие существенно различных по величине постоянных времени. С позиций теории возмущений это сингулярно возмущенные динами-
ческие системы, которые имеют малые параметры в левой части производных) некоторых дифференциальных уравнений [126].
Слабые места в ЭЭС, исходя из физического смысла данного понятия, с позиций теории возмущений соответствуют случаю наличия регулярных возмущений, т.е. малых параметров в правых частях дифференциальных уравнений математической модели динамики ЭЭС. Тем не менее косвенная достаточно сильная взаимосвязь между
понятиями слабые места в ЭЭС и жесткость математической модели динамики ЭЭС" существует, и она заключается в следующем.
Жесткость в системе дифференциальных уравнений динамики ЭЭС создают в основном быстродействующие системы управления типа АРВ сильного действия, управляемых ИРМ, систем управления ППТ и др. Очевидно, что эти средства в силу их эффективного воздействия на характер поведения ЭЭС при возмущениях являются, с одной стороны, фактором возникновения или усугубления "слабостей" в ЭЭС в динамике (при неудачной на-
стройке этих систем), а с другой — средством устранения слабых мест с точки зрения динамики ЭЭС (при рациональной настройке таких систем).
Формально, с позиций теории возмущений, это можно тракто-ать следующим образом: системы управления непосредственно оздействуют на соотношение отдельных членов в правых частях
уравнении движения генераторов в сложных ^^<^, изменяя параметры режима так, что при неудачной настройке систем управления малые параметры в правых частях дифференциальных уравнений как бы возникают, а при хорошей настройке — наоборот, как бы исчезают. Оговорка "как бы" здесь использована в том плане, что формальным, способом эти малые параметры выделить не удается.
Таким образом, понятие жесткости тесно связано с понятием слабых мест в ЭЭС, и для повышения эффективности моде-
232
Гл. 6. СТРУКТУРНЫЕ НЕОДНОРОДНОСТИ В ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ
лирования и исследования динамики ЭЭС необходимо "бороться" с жесткостью. С этой точки зрения применительно к задаче численного расчета динамики ЭЭС имеется определенный опыт. Одно из
направлений связано с использованием численно устойчивых неявных методов интегрирования [127—129 и др.], а другое — с тем или иным аналитическим представлением решений уравнений быстрых
