W yniki optymalizacji parametrów stabilizatorów systemowych przy uwzględnieniu dużych zakłóceń stanu równowagi

W celu określenia uogólnionego syntetycznego w skaźnika ja k o ś c i przebiegów regulacyjnych zakłóceń krytycznych w system ie (7.4) w yodrębniono trzy zak łó cen ia krytyczne w postaci k rótkotrw ałych zw arć sym etrycznych o czasie trw ania tzi = 0,2 s w liniach przesyłow ych znajdujących się blisko elektrow ni, w których p racu ją zespoły w ytw órcze m ające n ajw ięk sze co do m odułu czynniki udziału dla w artości w łasnych odpow iedzialnych za najm niej tłu m io n e m ody zlinearyzow anego m odelu system u elektroenergetycznego [47, 48, 50]:

1) zakłócenie Z1 - zw arcie w linii przesyłow ej w p obliżu elektrow ni B ełchatów , 2) zakłócenie Z2 - zw arcie w linii przesyłow ej w p obliżu elektrow ni Ż arnow iec, 3) zakłócenie Z3 - zw arcie w linii przesyłow ej w p obliżu elektrow ni O pole.

(C zas trw ania zw arcia 0,2 s je s t zbliżony do czasu dopuszczalnego ze w zg lęd u na stabilność dy n am iczn ą układu).

Przyjęto, że w spółczynniki w agow e w ystępujące w uogólnionym w sk aźn ik u jak o ści (7.4) s ą uzależnione od znam ionow ej m ocy pozornej poszczególnych zesp o łó w w ytw órczych.

W spółczynniki w agow e zw iązane z m o c ą czy n n ą określono następ u jącą relacją:

- 3 e f e .

(

.

»

max

gdzie: ngir - ilość generatorów pracujących w i -tym zespole w ytw órczym p rzy r -tym stanie pracy układu, S a - zn am ionow a m oc po zo rn a pojedynczego generatora synchronicznego p racującego w / -tym zespole w ytw órczym , S max - znam ionow a m oc pozo rn a zespołu w ytw órczego, który generuje n ajw ięk szą m oc p o zo rn ą w poszczególnym stanie obciążenia system u elektroenergetycznego. W spółczynniki w agow e odnoszące się do prędkości obrotow ej i n apięć w ęzłow ych określono następująco: dla zespołu w ytw órczego ze stabilizatorem system ow ym

£ioijr 10 Gpijr , e mjr — 10 Cpijr, (8.2a)

dla zespołu w ytw órczego bez stabilizatora

G(Oijr 10 G P ijrt & U ijr 0 . (o ^ b )

Przy p rzek ro czen iu zadanego zakresu zm ian określono napięciow e w spółczynniki w agi przyjm ując

€ U i j r ~ 100 Uyr (8.2c)

oraz w artości o g raniczeń napięciow ych

u mi„ i= 0 ,93 Um, i, U„ax i = 1,07 Um, i , (8.2d)

gdzie Um j - ustalona w artość napięcia generatora synchronicznego /-tego zespołu w ytw órczego. G ranice całkow ania przyjęto tojr = 0 s, /*jr = 20 s.

Przeprow adzono optym alizację uogólnionego syntetycznego w skaźnika jakości przebiegów regulacyjnych zakłóceń krytycznych w system ie (7.4) przy w ykorzystaniu metody H o o k e’a-Jeevesa. O bliczenia sym ulacyjne w ykonano za p o m o c ą program u DYNA opracow anego p rzez Instytut E nergetyki Politechniki W arszaw skiej [44]. W obliczeniach sym ulacyjnych pom inięto oddziaływ anie turbin.

W yznaczono następujące w spółczynniki w zm ocnienia stabilizatorów system ow ych w p oszczególnych w ęzłach w ytw órczych:

R O G 221 ks = 3,77, ROG411 ks = 0,59, D BN 113 ks = 8,24, R O G 211 k s = 1,15, D BN 133 ks = 15,98, ZRC415 ks = 5,52.

N a rys. 8.10-^8.21 przedstaw iono przykładow e przebiegi m ocy czynnej, prędkości kątow ej i napięcia generatora w w ybranych zespołach w ytw órczych dla różnych przypadków zw arć i stanów obciążenia system u elektroenergetycznego. Przebiegi te o d n o szą się kolejno do: w yłączonych stabilizatorów system ow ych, zastosow ania stabilizatorów o param etrach w yznaczonych d la system u elektroenergetycznego o zlinearyzow anych rów naniach stanu, uw zględnienia w spółczynników w zm ocnienia w ynikających z optym alizacji przy dużych zakłóceniach.

t / S

Rys. 8.10. P rzebieg m ocy czynnej zastępczego zespołu w ytw órczego pracującego w węźle R O G 4 1 1 po przejściow ym zw arciu Z1 w szczycie w ieczornym

Fig. 8.10. T ransient course o f active pow er o f the equivalent generating unit operating at R O G 4 1 1 node after tem porary short-circuit Z1 in th e evening peak load state

t /s

Rys. 8.11. Przebieg prędkości kątowej zastępczego zespołu wytwórczego pracującego w węźle ROG411 po przejściowym zwarciu Z1 w szczycie wieczornym

Fig. 8.11. Transient course o f angular speed o f the equivalent generating unit operating at ROG411 node after temporary short-circuit Z1 in the evening peak load state

t /s

Rys. 8.12. Przebieg napięcia generatora synchronicznego zastępczego zespołu wytwórczego pracującego w węźle ROG411 po przejściowym zwarciu Z1 w szczycie wieczornym

Fig. 8.12. Transient course o f synchronous generator voltage o f the equivalent generating unit operating at ROG411 node after temporary short-circuit Z1 in the evening peak load state

t / s

Rys. 8.13. Przebieg mocy czynnej zastępczego zespołu wytwórczego pracującego w węźle ROG221 po przejściowym zwarciu Z1 w szczycie wieczornym

Fig. 8.13. Transient course o f active power o f the equivalent generating unit operating at ROG221 node after temporary short-circuit Z1 in the evening peak load state

t / s

Rys. 8.14. Przebieg mocy czynnej zastępczego zespołu wytwórczego pracującego w węźle D B N 113 po przejściowym zwarciu Z1 w szczycie wieczornym

Fig. 8.14. Transient course o f active power o f the equivalent generating unit operating at D BN 113 node after temporary short-circuit Z1 in the evening peak load state

t / s

Rys. 8.15. Przebieg mocy czynnej zastępczego zespołu wytwórczego pracującego w węźle D B N 113 po przejściowym zwarciu Z3 w szczycie wieczornym

Fig. 8.15. Transient course o f active power o f the equivalent generating unit operating at D B N 113 node after temporary short-circuit Z3 in the evening peak load state

t / s

Rys. 8.16. Przebieg mocy czynnej zastępczego zespołu wytwórczego pracującego w węźle ROG411 po przejściowym zwarciu Z1 w szczycie przedpołudniowym

Fig. 8.16. Transient course o f active power o f the equivalent generating unit operating at ROG411 node after temporary short-circuit Z1 in the morning peak load state

1.2

1.0 p 0.8

0.6

0.4

8 12

t / s

bez PSS-ów przed optymalizacją

po optymalizacji

T

16

Rys. 8.17. Przebieg napięcia generatora synchronicznego zastępczego zespołu wytwórczego pracującego w węźle ROG411 po przejściowym zwarciu Z1 w szczycie przedpołudniowym

Fig. 8.17. Transient course o f synchronous generator voltage o f the equivalent generating unit operating at working in ROG411 node after temporary short-circuit Z1 in the morning peak load state

400

300

200

1 0 0

0

£

Oh

8 12

t /s

16 20

Rys. 8.18. Przebieg mocy czynnej zastępczego zespołu wytwórczego pracującego w węźle ZRC415 po przejściowym zwarciu Z2 w szczycie przedpołudniowym

Fig. 8.18. Transient course o f active power o f the equivalent generating unit operating at ZRC415 node after temporary short-circuit Z2 in the morning peak load state

t/s

Rys. 8.19. Przebieg mocy czynnej zastępczego zespołu wytwórczego pracującego w węźle D B N 113 po przejściowym zwarciu Z3 w szczycie przedpołudniowym

Fig. 8.19. Transient course o f active power o f the equivalent generating unit operating at D B N 113 node after temporary short-circuit Z3 in the morning peak load state

t / s

Rys. 8.20. Przebieg mocy czynnej zastępczego zespołu wytwórczego pracującego w węźle ROG411 po przejściowym zwarciu Z1 w dolinie nocnej

Fig. 8.20. Transient course o f active power o f the equivalent generating unit operating at ROG411 node after temporary short-circuit Z1 in the night load deep state

t/s

Rys. 8.21. Przebieg napięcia generatora synchronicznego zastępczego zespołu wytwórczego pracującego w węźle ROG411 po przejściowym zwarciu Z1 w dolinie nocnej Fig. 8.21. Transient course o f synchronous generator voltage o f the equivalent generating unit

operating at ROG411 node after temporary short-circuit Z1 in the night load deep

W tablicy 8.7 zestawiono wartości uogólnionego syntetycznego wskaźnika jakości (7.4) przebiegów regulacyjnych zakłóceń krytycznych w systemie oraz poszczególne jego składowe odnoszące się do różnych wielkości w nim zawartych, przy wyłączonych stabilizatorach systemowych, przy zastosowaniu stabilizatorów o parametrach wyznaczonych w układzie zlinearyzowanym oraz przy współczynnikach wzmocnienia wynikających z optymalizacji.

Tablica 8.7 Wartości uogólnionego wskaźnika jakości i jego składowych

Układ bez stabiliza­

torów systemowych

Parametry stab. syst, przed optymalizacją

Parametry stab syst.

po optymalizacji Uogólniony syntetyczny wskaźnik

jakości przebiegów regulacyjnych

zakłóceń krytycznych w systemie (7.4) 81,78 59,04 47,18

Składowa uogólnionego syntetycznego wskaźnika jakości (7.4) odnosząca się do

prędkości obrotowej 12,93 9,66 8,68

Składowa uogólnionego syntetycznego wskaźnika jakości (7.4) odnosząca się do

mocy czynnej 19,38 13,27 11,72

Składowa uogólnionego syntetycznego wskaźnika jakości (7.4) odnosząca się do

napięcia generatora synchronicznego 49,47 36,11 26,78

Z tablicy 8.7 wynika, że po przeprowadzeniu optymalizacji współczynników wzmocnienia stabilizatorów systemowych następuje wydatne zmniejszenie wartości uogólnionego syntetycznego wskaźnika jakości przebiegów regulacyjnych przy zakłóceniach krytycznych w systemie, jak również poszczególnych jego składowych odnoszących się do różnych wielkości.

Wartość uogólnionego syntetycznego wskaźnika jakości (pierwszy wiersz tablicy 8.7) jest równa sumie składowych odnoszących się do prędkości obrotowej, mocy czynnej i napięcia węzłowego (drugi, trzeci i czwarty wiersz tablicy 8.7). Składowe uogólnionego wskaźnika jakości odnoszące się do napięcia węzłowego są duże w porównaniu z pozostałymi składnikami.

W związku z tym ewentualne pogorszenie przebiegów regulacyjnych napięć węzłowych odbije się najbardziej znacząco w wartości wskaźnika jakości (7.4).

9. UW AGI UZUPEŁNIAJĄCE DO ZASTOSOWANYCH MODELI