Описание

Гидравлический объект генерации на 1 000 МВт (машина M1) соединяется с центром загрузки через длинные 500 кВ, 700-километровой линией электропередачи. Центр загрузки моделируется активной нагрузкой на 5 000 МВт. Загрузка питается удаленным объектом на 1 000 МВт и локальной генерацией 5 000 МВт (машина M2). Система была инициализирована так, чтобы линия несла 950 МВт, который является близко к ее загрузке импеданса скачка (SIL = 977 МВт). Для того, чтобы обеспечить устойчивость системы после того, как отказы, линия электропередачи является шунтом, компенсированным в его центре 200-Mvar Статическим компенсатором var (SVC). Заметьте, что эта модель SVC является моделью фазовращателя, допустимой только для переходного решения для устойчивости. SVC не имеет модуля Затухания колебания степени (POD). Эти две машины оборудованы Гидравлической Турбиной и Регулятором (HTG), система Возбуждения и Стабилизатор энергосистемы (PSS). Эти блоки расположены в двух 'Турбинах, и Регулятор' subsystems.Two типы стабилизаторов может быть выбран: типовая модель с помощью ускоряющей степени (Па = различие между механической энергией Пополудни и выходной электроэнергией Peo) и Многополосный стабилизатор с помощью отклонения скорости (собственный вес). Тип стабилизатора может быть выбран путем определения значения (0=No PSS 1=Pa PSS или 2 = Мбайт собственного веса PSS) в PSS постоянный блок.

В этом примере мы применяем отказы на систему на 500 кВ и наблюдаем удар PSS и SVC на устойчивости системы.

Симуляция

Примечание: Прежде, чем запустить пример, откройте блок Powergui и заметьте, что 'Симуляция Phasor' проверялась. Решение для фазовращателя намного быстрее, чем 'стандарт' детализировал решение. В этом методе решения сетевые дифференциальные уравнения заменяются набором алгебраических уравнений в фиксированной частоте, таким образом уменьшая существенно время симуляции. Это позволяет переходные исследования устойчивости систем мультимашины, как проиллюстрировано ниже.

1. Инициализация

Обратите внимание на то, что система была уже инициализирована, чтобы запуститься в установившемся. Если вы знакомы с процедурой Потока Загрузки, можно пропустить этот элемент и перейти к шагу 2.

Откройте маску M1 1000 MVA и M2 5000 MVA Синхронные блоки Машины:

Во вкладке Load Flow машины M1 'Параметр' типа генератора устанавливается на 'PV', указывая, что поток загрузки будет выполняться с машиной, управляющей ее активной мощностью и ее терминальным напряжением. 'Параметр' генерации активной мощности устанавливается на 950e6, Вт и терминальное напряжение заданы блоком Load Flow Bus, пометил M1 и связал с терминалами машины.

'Параметр' типа генератора машины, которую M2 собирается 'качать', указывая, что машина будет использоваться в качестве шины колебания для балансировки степени.

В меню Powergui выберите 'Load Flow'. Появляется новое окно. Сводные данные настроек потока загрузки отображены в таблице. Нажмите кнопку 'Compute', чтобы решить поток загрузки. Таблица теперь показывает настоящую машину активные и реактивные мощности.

Нажмите кнопку 'Apply', чтобы применить решение для потока загрузки модели.

Посмотрите в гидравлической турбине и регуляторе (HTG) и система Возбуждения, содержавшаяся в двух подсистемах Регулятора, чтобы отметить, что начальная механическая энергия и полевое напряжение были автоматически инициализированы Потоком Загрузки. Ссылочные механические энергии и ссылочные напряжения для этих двух машин были также обновлены в двух постоянных блоках, соединенных на уровне HTG и системных входных параметров возбуждения: Pref1=0.95 pu (950 МВт), Vref1=1pu; Pref2=0.8091 pu (4 046 МВт), Vref2=1 pu.

2. Однофазный отказ - Удар PSS - Никакой SVC

Откройте диалоговое окно SVC и заметьте, что SVC собирается действовать в режиме 'Var control (fixed susceptance)' с Bref = 0. Обнуляющий Bref эквивалентен выводу из эксплуатации SVC. Проверьте также, что два PSS (тип Па) работают (value=1 в PSS постоянный блок), Запускают симуляцию и наблюдают сигналы относительно осциллографа 'Машин'. Для этого типа отказа система устойчива без SVC. После очистки отказа быстро ослабляется колебание на 0,8 Гц. Этот режим колебания типичен для колебаний межобласти в большой энергосистеме. Сначала проследите на осциллографе 'Машины', 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 в течение слишком долгого промежутка времени, 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 PSS (тип Па) успешно выполняются, чтобы ослабить режим на 0,8 Гц, но они не эффективны для затухания режима на 0,025 Гц. Если вы выберете вместо этого Многополосный PSS (value=2 в PSS постоянный блок), то вы заметите, что этот тип стабилизатора успешно выполняется, чтобы ослабить и режим на 0,8 Гц и режим на 0,025 Гц.

Вы теперь повторите тест с двумя PSS из сервиса (value=0 в PSS постоянный блок). Перезапустите симуляцию. Заметьте, что система нестабильна без PSS. Можно сравнить результаты с и без PSS путем двойного щелчка по 2-му синему блоку на правой стороне. Можно также сравнить результаты, полученные с двумя 'Подробными' методами решения и 'Phasor' путем двойного клика на первом синем блоке на правой стороне.

Примечание: Эта система естественно нестабильна без PSS, даже для маленьких воздействий. Например, если вы удалите отказ (путем отмены выбора фазы A в Прерывателе Отказа) и примените шаг Pref 0.05 pu на машине 1, вы будете видеть нестабильность, медленно растущую после нескольких секунд.

3. Трехфазный отказ - Удар SVC - два PSS в обслуживании

Вы будете теперь применять 3-фазовый отказ и наблюдать удар SVC для стабилизации сети во время серьезного непредвиденного обстоятельства. Поместите два PSS (тип Па) в обслуживании (value=1 в PSS постоянный блок. Повторно программируйте блок 'Fault Breaker' для того, 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. Для того, чтобы не преследовать ненужную симуляцию, блок 'Stop' Simulink® используется, чтобы остановить симуляцию, когда угловое различие достигает 3*360degrees.

Теперь откройте меню блока SVC и измените режим работы SVC в 'Регулирование напряжения'. SVC теперь попытается поддержать напряжение путем введения реактивной мощности на линии, 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 устойчива с 3-фазовым отказом. Можно сравнить результаты с и без SVC путем двойного щелчка по 3-му синему блоку на правой стороне.

Ссылка

[1] D.Jovcic, G.N.Pillai "Аналитическое Моделирование Динамики TCSC" IEEE® Transactions на Подаче электроэнергии, vol 20, Выпуске 2, апрель 2005, стр 1097-1104