Возможности применения системных стабилизаторов

ОАО «НИИПТ»
ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМНЫХ
СТАБИЛИЗАТОРОВ СИНХРОННЫХ
ГЕНЕРАТОРОВ С ВХОДНЫМИ СИГНАЛАМИ ОТ
РЕГИСТРАТОРОВ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА
ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМОВ (СМПР)
Дмитрий Сорокин
г. Москва
2012
2
Постановка задачи
Одним из возможных вариантов применения
СМПР является использование получаемых
от СМПР измерений в качестве входных
сигналов для АРВ.
Эти возможности обусловлены:
• высокой
величиной
дискретизации
измерений (порядка 20 мс)
• высокой скоростью обработки измерений
3
Тестовая схема энергосистемы
АРВ
ЭС-2
ЭС-1
ПС №1
ПС №2
АРВ
ЭС-3
ПС №3 ПС №4
ПС №5
ЭС-5
ЭС-4
АРВ
АРВ
АРВ
0,3 Гц – резонансная («опасная»)
ΔX =X1-X2
X1
X2
частота колебаний
4
Задачи
1. Где установить регистраторы СМПР
(с целью повышения качества
демпфирования колебаний)?
2. Какой закон регулирования выбрать?
3. Какой тип измерения от СМПР выбрать?
4. Как выбрать настроечные параметры
дополнительного канала АРВ?
5
Выбор мест установки
регистраторов СМПР
• Модальный
анализ
–
эффективная
методика
определения
мест
установки
регистраторов СМПР
• Применение методов модального анализа
позволяет ответить на ряд практически
важных вопросов (выявить «опасные»
частоты, определить причины колебаний и
разработать рекомендации по их устранению)
6
Результаты модального анализа
С целью повышения качества демпфирования
низкочастотных
колебаний
в
энергосистеме
целесообразна установка регистраторов СМПР
на электростанциях ЭС-1 и ЭС-5.
7
Структурная схема включения СМПР
в энергосистеме
АРВ
АРВ
ЭС-2
ЭС-1
ПС №1
ПС №2
ЭС-3
ПС №3 ПС №4
ПС №5
ЭС-5
ЭС-4
АРВ
АРВ
АРВ
ΔX =X1-X2
X1
СМПР
X2
8
Выбор закона регулирования
в дополнительном канале АРВ
U уст
U
-
Структура АРВ сильного действия
+
K 0U
1
pTint
ΔU
p
1 pT1U
1
1  pTa1U
I f
p
1 pT1IF
1
1  pTa1IF
K1IF
pT0 F
1 pT0 F
1
1  pTa 0 F
K0F
p
1 pT1F
1
1  pTa1F
K1 F
1  pT 1
1  pT 2
1  pT3
1  pT4
KS
fU
X
+
+
K1U
+
+
+
Yдоп
Дополнительный канал стабилизации
c входным сигналом от СМПР
UАРВ
9
Выбор входного сигнала для
дополнительного канала АРВ
• Входной сигнал - разность частот вращения
роторов генераторов электростанций ЭС-1 и ЭС-5.
• Применяемые в настоящее время на объектах
электроэнергетики России регистраторы СМПР не
обеспечивают возможности получения измерений
частоты вращения и углов роторов генераторов.
• Возможно
применение
различных
входных
сигналов. Однако в этом случае возникает
проблема
возможности
скачкообразного
изменения сигнала.
10
Выбор настроечных параметров
дополнительного канала АРВ
• Метод оптимизации – генетический алгоритм.
• Выполнена оптимизация значений параметров T1,
T2, T3, T4 и KS.
Эффективность
применения
СМПР
при
демпфировании колебаний прямым образом
зависит от выбора значений настроечных
параметров каналов АРВ.
11
Эффективность применения СМПР в АРВ
245
Активная
мощность, МВт
Оптимизированные настройки
240
Без дополнительного канала в
регуляторе возбуждения
235
230
225
220
215
210
205
t, с
200
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Изменение величины активной мощности генератора ЭС-5
20
12
Эффективность применения СМПР в АРВ
18.2
Напряжение, кВ
Оптимизированные настройки
18
Без дополнительного канала в
регуляторе возбуждения
17.8
17.6
17.4
17.2
17
16.8
16.6
t, с
16.4
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Изменение величины напряжения на шинах генератора ЭС-5
13
Выводы
1. Применение в качестве входных сигналов в каналах
автоматических регуляторов возбуждения синхронных генераторов
измерений, получаемых от регистраторов СМПР, позволяет
обеспечить
повышение
качества
демпфирования
низкочастотных
колебаний
режимных
параметров
в
энергосистемах.
2. В ЕЭС России существует ряд энергорайонов, в которых
возможно
возникновение
плохо
демпфируемых
низкочастотных колебаний. Ввод в автоматические регуляторы
возбуждения дополнительных каналов с входными сигналами от
СМПР будет способствовать повышению качества демпфирования
низкочастотных колебаний в этих энергорайонах.
3. Применение автоматических регуляторов возбуждения
(системных стабилизаторов) с сигналами от СМПР позволяет
расширить области практического применения СМПР в ЕЭС России
и стать одним из элементов будущей системы WACS (Wide-Area
Control System).
14
Спасибо за внимание!
Сорокин Дмитрий Владимирович
к.т.н., научный сотрудник ОАО «НИИПТ»
[email protected]
+7(905)216-07-66