31.3 : Устойчивость в переходном режиме и управление системой

Анализ устойчивости многомашинного оборудования имеет решающее значение для понимания динамики и устойчивости энергосистем с несколькими синхронными машинами. Цель состоит в том, чтобы решить уравнения качания для сети из M машин, подключенных к энергосистеме с N-шиной.

При анализе системы узловые уравнения представляют собой взаимосвязь между напряжениями шины, напряжениями машины и токами машины. Узловое уравнение задается как:

V — N-вектор напряжений шины, E — M-вектор напряжений машины, I — M-вектор токов машины. Y_11, Y_12, Y_21 и Y_22 — матрицы проводимости N×N, N×M, M×N и M×M соответственно. Уравнения можно разделить следующим образом:

Предполагая, что E известно, первое уравнение можно решить итеративно относительно V, используя такие методы, как исключение Гаусса или Гаусса-Зейделя. После вычисления V можно получить I из второго уравнения.

Реальная электрическая мощность машины n составляет:

Процедура расчёта переходной устойчивости включает в себя итеративное решение уравнений качания и уравнений потока мощности:

Определите начальные напряжения на шинах V_k, токи машины I_n и выходную мощность pan.

• Вычислите E_n.
• Измените Y_11 и вычислите Y_22 и Y_12.
• Инициализируйте t=0.
• Определите, происходят ли какие-либо переключения или изменения нагрузки.
• Рассчитайте электрическую мощность машины в момент времени t.
• Используйте начальные оценки для вычисления углов мощности δ и скоростей машины ω в момент времени t+Δt.
• Уточните оценки электрических мощностей в момент времени t+Δt.
• Окончательно определить углы мощности δ и скорости машины ω в момент времени t+Δt.
• Увеличивайте время и повторяйте шаги до конца симуляции.
• Точный выбор временного шага имеет важное значение для предотвращения нестабильности при численном интегрировании.

Выполняя эти шаги и используя предоставленные уравнения, инженеры могут анализировать переходную устойчивость многомашинных энергосистем и обеспечивать надежную работу в различных условиях.