Русская версия English version

Повышение динамической устойчивости генератора с помощью управления группой накопителей энергии различного вида

Д.Г. Ефремов, И.З. Глускин

Вестник ИГЭУ, 2017 г. выпуск 6, сс. 5—14

Скачать PDF

Аннотация на русском языке: 

Состояние вопроса: В настоящее время в качестве средств сохранения динамической устойчивости как отдельных генераторов, так и станции в целом применяются управляющие воздействия противоаварийной автоматики на турбо- или гидроагрегат: импульсная разгрузка турбины и отключение генератора от сети. Данные воздействия имеют определенные недостатки и ограничения, основные из которых: снижение генерации реактивной мощности и возможность переторможения агрегата на втором цикле синхронных качаний генератора. В связи с этим актуальной задачей в области противоаварийного управления является разработка новых типов управляющих воздействий для сохранения динамической устойчивости генераторов, основанных на применении современных технологий, таких как накопители (и группы накопителей) электроэнергии различного вида.

Материалы и методы: В процессе исследования использованы методы выбора оптимальных параметров накопителей на основе минимизации стоимости с учетом ограничений по динамической устойчивости, а также методы имитационного компьютерного моделирования с использованием ПК Matlab.

Результаты: Определено оптимальное сочетание типов накопителей, получены параметры выбранных накопителей с учетом минимизации стоимости (снижение стоимости группового накопителя на 15 % по сравнению с одиночным накопителем). Разработана система управления группой накопителей для поддержания динамической устойчивости при коротком замыкании. Для оценки эффективности предлагаемых решений введен критерий оценки эффективности применения средств повышения динамической устойчивости – максимально допустимая длительность существования короткого замыкания. Проведено моделирование на разработанной модели, которое показало эффективность применения групп накопителей для поддержания динамической устойчивости синхронных генераторов.

Выводы: В результате исследования установлено, что группа накопителей, состоящая их маховикового и емкостного накопителей, и предложенная система управления позволяют значительно повысить динамическую устойчивость мощного синхронного генератора, увеличив максимально допустимую длительность существования короткого замыкания. 

Список литературы на русском языке: 

1. Глускин И.З., Иофьев Б.И. Противо-аварийная автоматика в энергосистемах. Т. I. – М.: Знак, 2009. – 586 с.

2. Накопитель энергии как средство противоаварийного управления на примере сети электроснабжения о. Русский / А.Ю. Арестова, О.И. Горте, М.С. Хмелик и др. // Автоматизация IT в энергетике. – 2016. – № 5(82). –  С. 15–22.

3. Application of flywheel energy storage to damp power system oscillation / Z. Chen, X. Zou, S. Duan, J. Wen // PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY. – 2011. – No. 3. – Р. 333–337.

4. Ефремов Д.Г., Глускин И.З. Повышение динамической устойчивости электростанции с помощью накопителей электроэнергии // Электричество. – 2016. – № 12. – С. 20–27.

5. Вольдек А.И. Электрические машины. – 3-е изд. – Л.: Энергия, 1978. – 832 с.

6. Ефремов Д.Г., Глускин И.З. Управление маховиковым накопителем с целью повышения динамической устойчивости станции // Релейная защита и автоматизация. – 2017. – № 02. – С. 18–26.

7. Мониторинг показателей качества электрической энергии в системах электроснабжения горных предприятий / И.И. Карташев, В.Н. Тульский, Н.М. Кузнецов, А.С. Семенов. – М.: Академия Естествознания, 2013. – 142 с.

8. Внедрение режима импульсной разгрузки турбогенератора на энергоблоке № 2 Ростовской атомной станции / Б.В. Доровских, В.П. Дерий, В.В. Люльчак и др. // Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР: материалы конф. (17–20 мая 2011 г.). – Подольск, 2011.

9. Черных В.И. Моделирование электро-технических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. – М.: ДМК Пресс, 2008. – 288 с.

10. Шакарян Ю.Г. Асинхронизированные синхронные машины. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 192 с.

11. Филипчик Ю.Д. Оценка эффективности импульсной разгрузки турбин энергоблоков АЭС для повышения динамической устойчивости // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2012. – № 3. – С. 40–43.

Ключевые слова на русском языке: 
противоаварийное управление, противоаварийная автоматика, управляющее воздействие, накопитель энергии, маховиковый накопитель, емкостный накопитель, динамическая устойчивость.
Ключевые слова на английском языке: 
emergency control, emergency control system, control action, energy storage device, flywheel energy storage device, capacitive energy storage device, transient stability.
Индекс DOI: 
10.17588/2072-2672.2017.6.005-014
Количество скачиваний: 
28