2 Типовые структуры энергосистем для анализа переходных процессов

9 структур. Первые четыре типовых структуры — простые, для их анализа достаточно схемы эквивалентный генератор — шины или схемы с двумя эквивалентными генераторами. ​ Типовая структура I характеризуется тем, что значительная часть мощности генераторов передающей энергосистемы отдается в приемную систему, мощность которой (по сравнению с передающей) настолько велика, что можно не считаться с понижениями частоты в приемной системе при нарушении режима работы передачи. Нарушения устойчивости в энергосистемах этой типовой структуры связаны с возмущениями или отклонениями режима от нормального на электропередаче или в передающей энергосистеме (короткими замыканиями, которые вызывают отключение линий, превышением предела статической устойчивости и т. п.). Для обеспечения устойчивости таких энергосистем эффективным является воздействие на возбуждение генераторов и синхронных компенсаторов, отключение в передающей системе при возникновении аварийных ситуаций части агрегатов или аварийное автоматическое снижение мощности паровых турбин.

Типовая структура II характеризуется тем, что в энергосистеме малой мощности значительная часть нагрузки покрывается за счет приема из системы, мощность которой в несколько раз больше. Нарушение синхронной работы в таких системах происходит, главным образом, вследствие возмущений на линии или в приемной системе. Разрыв связи с энергообъединением для энергосистем этой структурной группы является одним из наиболее тяжелых возмущений. Последствия нарушений устойчивости в таких системах весьма тяжелые, так как они сопровождаются понижением частоты и отключением значительной части нагрузки. Такими мерами могут являться различные виды АПВ на линиях, автоматическое увеличение (специальными средствами) мощности первичных двигателей на электростанциях приемной системы (если на них имеется свободный резерв мощности), быстрое отключение части потребителей при аварийных ситуациях.

Типовая структура III сходна со второй и отличается лишь тем, что передающая энергосистема соизмерима по мощности с приемной. Количество энергосистем такой структуры сокращается по мере объединения энергосистем. Причинами нарушений устойчивости могут быть внезапные возмущения в передающей системе, в частности отключение значительной нагрузки. Для повышения устойчивости энергосистем этой типовой структуры могут применяться те же мероприятия, что были указаны для структур I и II типов.

Типовая структура IV — две энергосистемы, соединяемые слабыми связями. Основными причинами нарушений устойчивости таких электропередач являются превышение пределов статической устойчивости вследствие отключения одной из параллельных линий, нерегулярных колебаний мощности в связываемых энергосистемах или внезапного возникновения в них небаланса мощности (отключение генератора или нагрузки). Мероприятиями по обеспечению устойчивости слабых связей являются ручное или автоматическое регулирование межсистемного перетока, применение различных видов АПВ (в том числе и несинхронного).

Типовая структура V — энергосистема (энергорайон) с избытком мощности, отдаваемым в два энергообъединения (трехмашинная схема). Это первая из сложных структур. В типовой структуре V наиболее проявляются особенности, связанные с взаимным влиянием электропередач: нарушение устойчивости одной электропередачи часто приводит к асинхронному режиму другой, зависимость предела устойчивости одной электропередачи от мощности, которая передается по другой, и сложный комплекс разгрузочной и делительной автоматики, локализующий распространение аварийной ситуации с одной электропередачи на другую.

Типовая  структура VI — цепная система. Если по всем участкам такой системы мощность передается в одном направлении, то при отключении одной из линий между энергосистемами взаимное влияние электропередач на устойчивость параллельной работы минимально, так как при нарушении устойчивости на любом из участков остальные линии разгружаются. В этих условиях нарушение устойчивости одной электропередачи часто сопровождается нарушением устойчивости другой электропередачи. Путем отключения части агрегатов (если в узле, где сходятся электропередачи, имеется избыток мощности) или путем отключения части нагрузки (для узла с дефицитом мощности) это влияние может быть в значительной степени ослаблено.

Радиальная система — типовая структура VII. центральное звено такой системы является самым мощным, и устойчивость всей системы в целом определяется балансом мощности этого звена. Повышение устойчивости таких систем в основном достигается автоматической разгрузкой основных электропередач с тем, чтобы не допустить развала системы в целом.

Кольцевые системы — типовая структура VIII— характеризуются, прежде всего, тем, что в них нарушение устойчивости возникает не менее чем по двум связям. Эти связи могут быть географически удалены одна от другой, поэтому автоматика, разгружающая электропередачи для обеспечения устойчивости такой системы, часто не может приводиться в действие непосредственно от возмущающих факторов, и требуется применение телепередачи.

Последняя типовая структура IX — многоконтурные системы, т. е. системы более сложные, чем все предшествующие. Такие системы, как правило, приходится рассматривать при анализе устойчивости современныхэнергообъединений в целом.

Характерным для многоконтурных систем является то, что они состоят из более простых структур, сложным образом влияющих одна на другую. Именно для анализа такого влияния требуется учет многоконтурности.