Документация

Введение

Пример, описанный в этом разделе, иллюстрирует моделирование простой системы трансмиссии, содержащей два гидравлических силовых объектов. Статический компенсатор var (SVC) и стабилизаторы степени (PSS) используются для улучшения стабильности переходного процесса и демпфирования степеней системы. Система питания, проиллюстрированная в этом примере, довольно проста. Однако метод симуляции фазора позволяет моделировать более сложные степени.

Если вы не знакомы с SVC и PSS, пожалуйста, смотрите страницы с описанием для следующих блоков: Static Var Compensator (Phasor Type), Generic Power System Stabilizer и Multiband Power System Stabilizer.

Описание системы передачи

Одна линия схема, показанная ниже, представляет простую систему передачи 500 кВ.

Гидравлическая генерация объекта (M1) мощностью 1000 МВт соединяется с центром нагрузки через длинную 500 кВ, 700 км линии электропередачи. Центр нагрузки моделируется сопротивлением 5000 МВт. Нагрузка подается удаленным объектом 1000 MVA и локальной генерацией 5000 MVA (объект M2).

Поток нагрузки был выполнен в этой системе с объектом M1 генерирующей 950 МВт, так что M2 объекта производит 4046 МВт. Линия несёт 944 МВт, что близко к ее загрузке (SIL = 977 МВт). Для поддержания устойчивости системы после отказов линия электропередачи компенсируется в ее центре статическим компенсатором var 200 Mvar (SVC). SVC не имеет модуля демпфирования колебаний степени (POD). Две машины оснащены гидравлической турбиной и регулятором (HTG), системой возбуждения и стабилизатором степени (PSS).

Эта система доступна в power_svc_pss модель. Загрузите эту модель и сохраните ее в рабочей директории как case1для дальнейшего изменения исходной системы.

Сначала посмотрите внутри двух подсистем турбины и регуляторов, чтобы увидеть, как реализованы HTG и система возбуждения. В системе возбуждения могут быть подключены два типа стабилизаторов: типовая модель с использованием степени ускорения (Pa = различие между механической степенью Pm и выходной электроэнергией Peo) и Мультидиапазонный стабилизатор с использованием отклонения скорости (dw). Эти два стабилизатора - стандартные модели Simscape> Electrical> Specialized Power Systems> Fundamental Blocks> Machines библиотека. Ручные Блоки switch, окруженные синей зоной, позволяют вам выбрать тип стабилизатора, используемый для обеих машин, или вывести PSS из эксплуатации.

SVC является моделью фазора из библиотеки Simscape Electrical > Specialized Power Systems > FACTS. Откройте его диалоговое окно и проверьте в параметрах данные, что рейтинг SVC составляет +/- 200 Mvar. В параметрах Control можно выбрать режим Voltage regulation или Var control (Fixed susceptance Bref). Первоначально SVC устанавливается в режиме управления Var с восприимчивостью Bref = 0, что эквивалентно выходу SVC из обслуживания.

Блок Fault Breaker соединяется с шиной B1. Вы будете использовать его для программирования различных типов отказов в системе 500 кВ и наблюдать влияние PSS и SVC на устойчивость системы.

Чтобы начать симуляцию в установившемся состоянии, машины и регуляторы были предварительно инициализированы с помощью утилиты Machine Initialization блока Powergui. Поток нагрузки был выполнен с машиной M1 заданной как шина генерации PV (V = 13800 В, P = 950 МВт) и машиной M2 заданной как шина качания (V = 13800 В, 0 степени). После того, как поток нагрузки был решен, ссылки механические степени и ссылка напряжения для двух машин были автоматически обновлены в двух постоянных блоках, соединенных на входах HTG и системы возбуждения: Pref1 = 0,95 pu (950 MW), Vref1 = 1,0 pu; Pref2 = 0,8091 pu (4046 МВт), Vref2 = 1,0 pu.

Однофазный отказ - Влияние PSS - Нет SVC

Проверьте, что PSS (типовой PA) находятся в рабочем состоянии и что 6-циклический однофазный отказ запрограммирован в блоке Fault Breaker (Фаза A проверена, отказ применен в t = 0,1 с и устранен в t = 0,2 с).

Запустите симуляцию и наблюдайте сигналы на возможностях Machines. Для этого типа отказа система является стабильной без SVC. После устранения отказа колебание 0,6 Гц быстро демпфируется. Этот режим колебаний типичен для межсветных колебаний в большой степени. Первый след по возможностям Machines показывает различие углов d_theta1_2 ротора между двумя машинами. Передача степени максимальна, когда этот угол достигает 90 степеней. Этот сигнал является хорошим показателем устойчивости системы. Если d_theta1_2 превышает 90 степени в течение слишком длительного периода времени, машины потеряют синхронность, и система остается нестабильной. Вторая трассировка показывает скорости машины. Заметьте, что скорость машины 1 увеличений во время отказа, потому что в течение этого периода ее электрическая степень ниже, чем его механическая степень. Симулируя в течение длительного периода времени (50 секунд), вы также заметите, что скорости машины колеблются вместе на низкой частоте (0,025 Гц) после устранения отказа. Два PSS (типа Pa) успешно увлажняют режим 0,6 Гц, но они неэффективны для демпфирования режима 0,025 Гц. Если вы выберете вместо этого Multi-Band PSS, вы заметите, что этот тип стабилизатора успешно увлажняет и режим 0,6 Гц, и режим 0,025 Гц.

Теперь повторите тест с двумя PSS, не работающими. Перезапустите симуляцию. Заметьте, что система нестабильна без PSS. Можно сравнить результаты с PSS и без него, дважды кликнув по синему блоку на правой грани с надписью «Показать влияние PSS для 1-фазного отказа». Отображаемые формы волны воспроизводятся ниже.

Трехфазный отказ - Влияние SVC - PSS в эксплуатации

Теперь вы примените 3-фазный отказ и наблюдаете влияние SVC для стабилизации сети во время тяжелой аварийной ситуации.

Сначала поставьте две PSS (типоразмер Generic Pa) в рабочее состояние. Перепрограммируйте блок Fault Breaker, чтобы применить отказ от 3 фазы до земли. Проверьте, что SVC находится в фиксированном режиме восприимчивости с Bref = 0. Запустите симуляцию. Глядя на сигнал d_theta1_2, вы должны заметить, что две машины быстро выпадают из синхронизма после устранения отказа. В порядок, чтобы не преследовать ненужную симуляцию, Simulink^® Стоповый блок используется, чтобы остановить симуляцию, когда различие угла достигает 3 * 360 степеней.

Теперь откройте блочное меню SVC и смените режим работы SVC на Voltage regulation. Теперь SVC будет пытаться поддерживать напряжение, впрыскивая реактивные степени на линию, когда напряжение ниже, чем ссылка напряжение (1.009 pu). Выбранное опорное напряжение SVC соответствует напряжению шины с SVC вне обслуживания. Поэтому в установившемся состоянии SVC будет плавать и ждать компенсации напряжения, когда напряжение отклонится от своей ссылки набора точки.

Перезапустите симуляцию и заметьте, что система теперь стабильна с 3-фазным отказом. Можно сравнить результаты с SVC и без него, дважды кликнув по синему блоку с надписью «Показать влияние SVC для 3-фазного отказа». Отображаемые формы волны воспроизводятся ниже.