Вопросы для самоконтроля

1. Поясните состав и взаимодействие элементов структурной схемы СЭЭС с параллельно работающими генераторами.

2. По каким уравнениям моделируется ведущий генератор СЭЭС?

3. По каким уравнениям моделируются ведомые генераторы СЭЭС?

4. Почему невозможно сложение токов СГ, работающих на общую нагрузку, если токи определены из раздельных моделей СГ?

5. Поясните роль обобщенного вектора тока в процедурах приведения токов ведомого СГ в ведущему.

6. Выполните вывод формул приведения токов СГ2 к токам СГ1.

7. Зачем нужно приведение напряжения СГ1 к напряжению СГ2?

Литература [1-9] 

2.14 Моделирование процессов регулирования распределения реактивной мощности между сг

2.14.1. Вывод основных соотношений (вводная часть).

В соответствии с рис.2.26 регуляторы АРН1 и АРЧ1 ведущего генератора обеспечивают постоянство в сети (на шинах ГРЩ) постоянного напряжения U=1 о.е. и постоянной частоты f=1 о.е. Модель ведущего СГ1, оборудованного АРН, рассмотрена в теме 2.10. Распределение между генераторами активной и реактивной мощностей осуществляется регуляторами АРАМ и АРРМ, установленными на каждом ведомом генераторе. Ниже приводится вывод уравнений модели одного из ведомых СГ, оборудованного системами АРАМ и АРРМ.

Полные активная P_Σ и реактивная Q_Σ мощности нагрузки электростанции, имеющей сопротивление Z_H, активную и реактивную составляющие проводимости G_H и В_Н, при U=1=const равны (в относительных единицах)

(2.120)

а суммарные активные и реактивные токи нагрузки –

(2.121)

Далее рассматриваем вариант, когда генераторы ведущий и ведомый имеют одинаковые номинальные полную и активную мощности. Для таких СГ системы АРАМ и АРРМ должны поделить поровну между ними активную Р_Σ и реактивную Q_Σ мощности:

и (2.122)

Между векторами э.д.с. ведомого генератора и напряжением сети устанавливается угол, равный углу нагрузки СГ2. Активная мощность СГ2 (считаем СГ неявнополюсным) равна

(2.123)

где Е_f генератора, наведенная в статоре вращающимся магнитным полем обмотки возбуждения,

(2.124)

Из (2.122), (2.123) и (2.124) следует

(2.125)

С оставляющие напряжения статора СГ2 в осях d-q, работающего на сеть с , равны

(2.126)

Из выражения (2.125) и (2.126) следуют выражения составляющих u_d и u_q напряжения СГ2

(2.127)

Векторная диаграмма сигналов статорной цепи СГ2 в осях d-q приведена на рис.2.29.

Из векторной диаграммы имеем

(2.128)

Так как , то из (2.128) следуют определения реактивного i_P и активного i_А токов (в относительных единицах):

(2.129)

Полученное выражение реактивного тока i_P справедливо для любого генератора из работающих в параллель. Оно может быть использовано в описании САУ распределением реактивных токов между СГ.

2.14.2. Моделирование САУ реактивного тока ведомого генератора.

Структурная схема САУ приведена на рис.2.30.

Рисунок 2.30 - САУ распределения реактивного тока между СГ

Сигналом задания САУ является полный реактивный ток I_PΣ нагрузки, который является постоянной составляющей реактивного тока i_PΣ нагрузки, выделенной фильтром низких частот (ФНЧ). Сигналом обратной связи является реактивный ток i_P ведомого генератора. В случае двух параллельно работающих генераторов одинаковой мощности сигнал i_P перед поступлением на элемент сравнения удваивается блоком с коэффициентом передачи равным 2. Этим обеспечивается загрузка СГ2 реактивным током равным половине тока I_PΣ. Сигнал ошибки регулирования Δi_Р поступает на вход регулятора реактивного тока РРТ2, который формирует сигнал напряжения возбуждения u_f СГ2. Выходное напряжение и генератора стабильно равно номинальному, что в относительных единицах, в которых записываются уравнения Парка-Горева, составляет единичный уровень – и=1. Из полного тока i_H нагрузки z_H реактивная составляющая тока i_PΣ. выделяется в соответствии с вторым выражением системы (2.129): .

Генератор СГ2 описывается системой уравнений

(2.130)

где

(2.131)

Элемент сравнения описывается алгебраическим уравнением

(2.132)

Если регулятор РРТ2 является ПИ-типа, то

(2.133)

Третье уравнение системы (2.130) заменяется на следующую систему, состоящую из двух уравнений,

(2.134)

где S₁ и S₂ – переменные-ключи, которые принимают только значения 0 или 1.

В зависимости от значений S₁ и S₂ реализуются различные режимы работы САУ распределения реактивного тока СГ согласно табл.2.3.

Таблица 2.3

Ключи	П-регулятор	И-регулятор	ПИ-регулятор
S1	1	0	1
S2	0	1	1

Итак, моделирование САУ реактивного тока ведомого генератора осуществляется по системе уравнений (2.130), в котором третье уравнение заменено на систему (2.134), с учетом системы (2.131) и уравнения (2.132).