Описание

Динамическая нагрузка подключается к сети питания 500 кВ, 60 Гц. Сеть моделируется по ее эквиваленту Тевенина (источник напряжения за R-L импедансом, соответствующим уровню 3-фазного короткого замыкания 2000 МВА). Внутреннее напряжение источника модулируется для имитации изменения напряжения во время качания мощности. Поскольку динамическая нагрузка является нелинейной моделью, моделируемой источниками тока, она не может быть подключена к индуктивной сети (R-L последовательно). Поэтому параллельно динамической нагрузке была добавлена небольшая резистивная нагрузка (1 МВт).

Динамическая мощность нагрузки является функцией ее напряжения на клемме с положительной последовательностью V. Откройте меню Динамическая нагрузка (Dynamic Load) и обратите внимание на то, что оба показателя np и nq установлены на 1 и что заданное минимальное напряжение Vmin равно 0,7 pu. Это означает, что активная мощность P нагрузки и реактивная мощность Q определяются следующими уравнениями:

     If V > Vmin
           P = Po*(V/Vo);    Q = Qo*(V/Vo)
     If V < Vmin
           P = Po*(V/Vo)^2;   Q = Qo*(V/Vo)^2

Другими словами, при напряжении выше 0,7 pu ток нагрузки является постоянным. При падении напряжения ниже 0,7 pu нагрузка ведет себя как постоянный импеданс.

Чтобы моделировать изменение P и Q как функция напряжения, источник, внутренним напряжением контролирует 3-фазовый Программируемый Исходный блок Напряжения. Откройте меню источника и обратите внимание, что указанным типом изменения амплитуды является синусоидальная модуляция (амплитуда модуляции = 0,5 pu, частота модуляции = 1 Гц). Следовательно, напряжение положительной последовательности источника изменяется от 0,5 pu до 1,5 pu. Начальное напряжение источника составляет 1 pu. Модуляция начинается при t = 0,2 с и прекращается после 1 цикла при t = 1,2 с.

Моделирование

1. Инициализация динамической нагрузки

Чтобы начать моделирование в установившемся состоянии, необходимо указать правильное начальное напряжение Vo (величина и фаза), соответствующее требуемым значениям Po и Qo.

Утилита 'Machine Initialization' блока Powergui может использоваться для поиска этого напряжения и инициализации динамической нагрузки. Откройте Powergui и выберите «Machine Initialization». Укажите требуемую активную мощность и реактивную мощность для динамической нагрузки (50 МВт, 25 Мвар): Активная мощность = 50e6 Реактивная мощность = 25e6.

Затем нажмите кнопку «Вычислить и применить». Обновляются фазоры напряжений машин АВ и ВС, а также токи, протекающие в фазы А и В. Также отображается напряжение фазно-нейтральной нагрузки Uan: (0,9844 pu - 1,41 градуса). Открыв диалоговое окно Динамическая нагрузка (Dynamic Load), вы увидите, что значения Po, Qo и Vo были обновлены.

2. Моделирование качания напряжения

Запустите моделирование и проверьте напряжение нагрузки, P&Q мощность и ток на Scope1. Обратите внимание, что моделирование начинается в установившемся состоянии. При t = 0,2 с, когда инициируется модуляция напряжения, P и Q начинают увеличиваться (дорожка 2), но, поскольку np и nq установлены на 1, ток нагрузки (дорожка 3) остается постоянным. При падении напряжения ниже 0,7 pu нагрузка ведет себя как постоянный импеданс. Поэтому ток нагрузки следует за этим изменением напряжения. Наблюдайте за Scope2 изменениями мгновенных напряжений и токов. Кроме того, обратите внимание, что вычисленные значения Pи Q, отображаемые на Scope3, являются такими же, как и внутренние сигналы P и Q, возвращаемые выходным сигналом измерения динамической нагрузки.