Анализ динамической устойчивости больших ЭЭС. (Этапы анализа и их характеристика)

В тех случаях, когда по отношению какого-либо возмущения электрическая система устойчива и при этом не возникал асинхронный режим ни у одного из генераторов скорости роторов генераторов, несмотря на большие возмущения обычно незначительно отличаются от синхронной, такую устойчивость называют синхронной динамической устойчивостью.

В этом случае для анализа динамической устойчивости можно применить более простые математические модели и решение упрощается.

В других случаях необходимо применять более точные математические модели её элементов.

В общем случае задачи расчета динамической устойчивости состоит в следующем:

- составляется система уравнений, описывающая переходные процессы в рассматриваемой электрической системы с той или иной точностью;

- задается исходное состояние электрич. систем;

- задаются возмущения воздействия;

- задаются управляющие воздействия;

- определяются начальные условия интегрирования;

- осуществляется интегрирование уравнений, описывающих переходные процессы до тех пор, пока станет возможность сделать заключение об устойчивости (неустойчивости).

Система уравнений, описывающая переходные процессы, называется также математическим описанием переходных процессов или математической моделью ЭЭС для исследования переходных процессов.

В целом, система уравнений, описывающая переходные процессы, включает в себя как дифференциальные, так и алгебраические уравнения.

В качестве возмущающих воздействий рассматриваются различного рода аварийные ситуации, которые могут иметь место в ЭЭС, прежде всего К3, а также аварийные отключения тяжело перегруженных элементов системы.

Управляющие воздействия – какие-либо изменения в составе основного работающего оборудования эл. сети, изменение нагрузок узлов, значительное изменение генерации с целью ликвидации аварийной ситуации.

Начальные условия – это значения параметров режима ЭЭС при t=0, но после приложения возмущающего воздействия.

Определяются они исходя из составленного математического описания переходных процессов, результатов расчета исходного режима и рассматриваемо возмущения.

Интегрирование системы уравнений, описывающих переходные процессы, является способом слежения за развитием переходного режима в ЭЭС.

Процесс интегрирования в принципе бесконечен, поэтому интегрирование нужно вести до тех пор, пока станет возможным заключить эл. система устойчива или нет.

По определению эл. система устойчива,, если после приложения возмущающих и необходимых управляющих воздействий она вновь восстановит исходный или близкий к исходному режим. В случае больших возмущений это означает восстановление синхронной работы генераторов, поэтому наблюдения нежно вести за движением ротора всех генераторов системы.

Обычно следят за взаимными углами ротора δ_ij (t) т.к. 

δ_ij = δ_i – δ_j =

Как только скорости роторов генератора устанавливаются равными друг другу, т.е. наступит синхронная работа, взаимные углы роторов генераторов δ_ij перестанут изменяться, таким образом электрическая система будет устойчива, если с течением времени все временные углы ротора генератора будут стремиться к своим новым установившимся значениям.

В действительности достаточно рассматривать не все взаимные углы, а лишь взаимные углы роторов всех генераторов по отношению к ротору одного генератора δ₁₂,δ₁₃,δ₁₄... т.к. прочие углы могут быть выражены δ₂₃= δ₁₃- δ₁₂=(δ₁- δ₃)-(δ₁- δ₂)= δ₂- δ₃

δ ₃₄=δ₃- δ_{4 и т.д.}

Нужно иметь в виду, что если при составлении описания переходного процесса для некоторого узла было принято δ₁=const, то взаимные углы всех генераторов по отношению к вектору напряжения этого узла будут совпадать с их собственными углами δ₁

В этом случае заключения об устойчивости системы можно делать по поведению собственных узлов δ_i (t).