55
I.
В
ВЕДЕНИЕ
Применение устройств продольной компенсации
при всех своих преимуществах по увеличению предела
передаваемой мощности и устойчивости системы [1] имеет
недостаток в виде возможности нарушения колебательной
устойчивости системы. Для решения данной проблемы
необходимо производить корректный выбор настроечных
параметров
управляемого
устройства
продольной
компенсации (УУПК). При наличии управляемых
устройств на поведение системы при малых отклонениях
режима оказывают влияние параметры элементов сети.
Следовательно, необходимо исследовать, как влияет
сечение провода, которым выполнена электропередача на
статическую устойчивость системы в целом.
II.
М
АТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
Исследование
производилось
для
простейшей
электроэнергетической
системы,
содержащей
управляемую ЛЭП высокого напряжения (рис. 1).
Генераторы электрической станции с суммарной
мощностью 600 МВт без автоматического регулирования
возбуждения соединены с системой двухцепной линией
электропередачи 220 кВ длиной 126 км с установленным
посередине устройством УУПК. На выводах УУПК
установлены шунтирующие реакторы (ШР).
Г
1
T
1
Х
УУПК
(I) Л
2
Л
1
ШР
2
ШР
1
С
Рис. 1 – Исследуемая ЭЭС
Математическая модель исследования устойчивости
состоит из дифференциальных и алгебраических
уравнений,
описывающих
электромагнитные
и
электромеханические переходные процессы в элементах
системы.
Регулирование УУПК осуществляется путем изменения
емкостного сопротивления в зависимости от тока,
протекающего через УУПК:
( )
(
)
6
0
1
2
10
=
−
УУПК
УУПК
УУПК
X I
ω K K I
()
где,
X
УУПК
(
I)
– емкостное сопротивление УУПК, Ом;
I
– ток, протекающий через УУПК, кА;
K
1УУПК
,
K
2УУПК
– коэффициенты регулирования УУПК, мкФ и
мкФ/кА соответственно.
Управление подобного рода возможно реализовать с
использованием технологии тиристорно-управляемой
продольной компенсации (TCSC – thyristor controlled series
compensation) или продольной компенсации, управляемой
тиристорными выключателями GCSC (gate controlled series
compensation) [2-3].
При определенном значении тока, суммарное
индуктивное сопротивление сети будет полностью
скомпенсировано емкостным сопротивлением УУПК,
следовательно, полное сопротивление цепи снизится и
станет чисто активным R. Значение данного тока зависит
от коэффициентов регулирования УУПК. Чем больше
коэффициент
K
2УУПК,
тем быстрее нарастает сопротивление
X
УУПК
и тем при меньшем значении тока возникает резонанс
напряжений. На практике в системе с УУПК до появления
резонанса напряжений возникает явление резонансного
перехода [4]. Введем понятие падения напряжения
N
в
электропередаче между узлами 1 и 2 (рис. 2). Для
упрощения рассмотрена та же система, но без учета
активных сопротивлений:
I
Е
Г
x
dΣ
x
УПК
(I) U
C
2
1
Рис. 2 – Схема замещения рассматриваемой сети без учета активных
сопротивлений
Значение модуля падения напряжения можно получить
исходя из векторной диаграммы для данной сети (рис.3) по
теореме косинусов:
2
2
2
cos
Г
Г
С
С
N E
E U
δ U
=
−
+
()
Г
E
С
U
N
Рис. 3 – Векторная диаграмма падения напряжения
Кроме того, можно определить минимальное и
максимальное значение падения напряжения исходя из
возможных значений взаимных углов в диапазоне от 0 до
180 (рис.4).
Г
E
С
U
Min
N
Г
E
С
U
Max
N
0
=
180
=
Рис. 4 – Векторная диаграмма минимального и максимального
падения напряжения
