Пример, описанный в этом разделе, иллюстрирует моделирование простой системы передачи, содержащей два объекта гидравлической мощности. Статический компенсатор var (SVC) и стабилизаторы энергосистемы (PSS) используются, чтобы улучшить переходную устойчивость и затухание колебания степени системы. Энергосистема, проиллюстрированная в этом примере, довольно проста. Однако метод симуляции фазовращателя позволяет вам моделировать сетки более комплексной степени.
Если вы не знакомы с SVC и PSS, смотрите страницы с описанием для следующих блоков: Статический Компенсатор Var (Тип Phasor), Типичный Стабилизатор Энергосистемы и Многополосный Стабилизатор Энергосистемы.
Однолинейная схема, показанная ниже, представляет простую систему передачи на 500 кВ.
Система Передачи на 500 кВ
Гидравлический объект генерации на 1 000 МВт (M1) соединяется с центром загрузки через длинные 500 кВ, 700-километровой линией передачи. Центр загрузки моделируется активной нагрузкой на 5 000 МВт. Загрузка питается удаленными 1000 объектов MVA и локальной генерацией 5000 MVA (объект M2).
Поток загрузки был выполнен в этой системе с объектом M1, генерирующий 950 МВт так, чтобы объект M2 произвел 4 046 МВт. Строка несет 944 МВт, который является близко к ее загрузке импеданса скачка (СИЛ = 977 МВт). Чтобы поддержать устойчивость системы после отказов, линия передачи является шунтом, компенсированным в его центре 200 статическими компенсаторами var (SVC) Mvar. SVC не имеет модуля затухания колебания степени (POD). Эти две машины оборудованы гидравлической турбиной и регулятором (HTG), система возбуждения и стабилизатор энергосистемы (PSS).
Эта система доступна в модели power_svc_pss. Загрузите эту модель и сохраните ее в вашей рабочей директории как case1, чтобы позволить дальнейшие модификации исходной системе.
Во-первых, посмотрите в двух Турбинах и подсистемах Регуляторов, чтобы видеть, как HTG и система возбуждения реализованы. Два типа стабилизаторов могут быть соединены в системе возбуждения: типичная модель с помощью ускоряющей степени (Pa = различие между механической энергией Пополудни и выходной электроэнергией Peo) и Многополосный стабилизатор с помощью отклонения скорости (собственный вес). Эти два стабилизатора являются стандартными моделями библиотеки Fundamental Blocks/Machines. Ручные блоки switch, окруженные синей зоной, позволяют вам выбирать тип стабилизатора, используемого для обеих машин или выводить PSS из эксплуатации.
SVC является моделью фазовращателя от библиотеки FACTS. Откройте его диалоговое окно и зарегистрируйтесь в параметрах данных о Степени, что оценка SVC +/-200 Mvar. В параметрах Управления можно выбрать регулирование Voltage или управление Var (Зафиксированная реактивная проводимость Bref) режим. Первоначально SVC установлен в режиме управления Var с реактивной проводимостью Bref=0, который эквивалентен наличию SVC из сервиса.
Блок Fault Breaker соединяется в шине B1. Вы будете использовать его для различных типов программы отказов в системе на 500 кВ и наблюдать влияние PSS и SVC на устойчивости системы.
Чтобы запустить симуляцию в установившемся, машины и регуляторы были ранее инициализированы посредством утилиты Инициализации Машины блока Powergui. Поток загрузки был выполнен с машиной M1, заданный как шина генерации PV (V=13800 V, P=950 MW) и машиной M2, заданный как шина колебания (V=13800 V, 0 градусов). После того, как поток загрузки был решен, ссылочные механические энергии и ссылочные напряжения для этих двух машин были автоматически обновлены в двух постоянных блоках, соединенных на уровне HTG и системных входных параметров возбуждения: Pref1=0.95 pu (950 МВт), Vref1=1.0 pu; Pref2=0.8091 pu (4 046 МВт), Vref2=1.0 pu.
Проверьте, что PSSs (Типичный тип Pa) работают и что однофазный отказ с 6 циклами запрограммирован в блоке Fault Breaker (Поэтапно осуществите проверенное, отказ, примененный в t=0.1 s и очищенный в t=0.2 s).
Запустите симуляцию и наблюдайте сигналы относительно осциллографа Машин. Для этого типа отказа система стабильна без SVC. После очистки отказа быстро ослабляется колебание на 0,6 Гц. Этот режим колебания типичен для колебаний межобласти в большой энергосистеме. Сначала проследите на осциллографе Машин, показывает угловое различие в роторе d_theta1_2 между этими двумя машинами. Передача степени максимальна, когда этот угол достигает 90 градусов. Этот сигнал является хорошей индикацией относительно устойчивости системы. Если d_theta1_2 превысит 90 градусов слишком долго промежуток времени, то машины освободят синхронизм, и система идет нестабильная. Вторая трассировка показывает скорости машины. Заметьте, что машина, которую 1 скорость увеличивает во время отказа, потому что в тот период его электроэнергия ниже, чем его механическая энергия. Путем симуляции за длительный период времени (50 секунд) вы также заметите, что скорости машины колеблются вместе в низкой частоте (0,025 Гц) после очистки отказа. Два PSSs (Тип Pa) успешно выполняются, чтобы ослабить режим на 0,6 Гц, но они не эффективны для затухания режима на 0,025 Гц. Если вы выберете вместо этого Многополосный PSS, вы заметите, что этот тип стабилизатора успешно выполняется, чтобы ослабить и режим на 0,6 Гц и режим на 0,025 Гц.
Вы теперь повторите тест с двумя PSSs из сервиса. Перезапустите симуляцию. Заметьте, что система нестабильна без PSS. Можно сравнить результаты с, и без PSS путем двойного клика на синем блоке на правой стороне маркировал “Show impact of PSS for 1-phase fault”. Отображенные формы волны воспроизводятся ниже.
Влияние PSS для однофазного отказа
Эта система естественно нестабильна без PSS. Если вы удалите отказ (путем отмены выбора фазы A в Прерывателе Отказа), вы будете видеть нестабильность, медленно растущую на уровне приблизительно 1 Гц после нескольких секунд.
Вы будете теперь применять 3-фазовый отказ и наблюдать влияние SVC для стабилизации сети во время серьезного непредвиденного обстоятельства.
Сначала поместите два PSS (Типичный тип Pa) в обслуживании. Повторно программируйте блок Fault Breaker, чтобы применить 3 фазы к замыканию на землю. Проверьте, что SVC находится в фиксированном режиме реактивной проводимости с Bref = 0. Запустите симуляцию. Путем рассмотрения сигнала d_theta1_2 необходимо заметить, что эти две машины быстро падают из синхронизма после очистки отказа. По порядку, чтобы не преследовать ненужную симуляцию, блок Simulink® Stop используется, чтобы остановить симуляцию, когда угловое различие достигает 3*360 градусов.
Теперь откройте меню блока SVC и измените режим работы SVC на регулирование Напряжения. SVC теперь попытается поддержать напряжение путем введения реактивной мощности на строке, когда напряжение будет ниже, чем ссылочное напряжение (1.009 pu). Выбранное ссылочное напряжение SVC соответствует напряжению на шине с SVC из сервиса. В устойчивом состоянии SVC будет поэтому плавать и ожидать компенсации напряжения, когда напряжение вылетит от своей точки множества элементарных исходов.
Перезапустите симуляцию и заметьте, что система теперь стабильна с 3-фазовым отказом. Можно сравнить результаты с, и без SVC путем двойного клика на синем блоке маркировал “Show impact of SVC for 3-phase fault”. Отображенные формы волны воспроизводятся ниже.
Влияние SVC для трехфазного отказа
