Ukrainian (UA)English (United Kingdom)Russian (CIS)


Узагальнена математична модель та характеристики адаптивних систем автоматичного регулювання частоти і потужності

Кулик М.М., акад. НАН України, д-р техн. наук, проф., Дрьомін І.В., канд. техн. наук
Інститут загальної енергетики НАН України, вул. Антоновича, 172, м. Київ, 03680, Україна
Мова: українська
Джерело: Проблеми загальної енергетики, 2015, 4(43):14-23
https://doi.org/10.15407/pge2015.04.014
Рубрика: Математичне моделювання енергетичних об'єктів і систем
УДК: 621.311.661
Надійшла: 16.11.2015
Затверджено до друку: 03.12.2015
Анотація: Розроблена узагальнена модель процесів автоматичного регулювання частоти і потужності (АРЧП) в об’єднаних енергосистемах, яка надає можливість досліджень систем АРЧП з використанням генераторів-регуляторів, споживачів-регуляторів та адаптивних систем АРЧП.
Моделі адаптивних систем АРЧП сформовані з використанням універсальних моделей АРЧП, розроблених раніше авторами, шляхом введення в регулюючі функції адаптивних складових, які синтезовані на основі рівнянь балансу потужності в енергосистемі. З використанням розроблених адаптивних моделей АРЧП проведено комплекс комп’ютерних розрахунків зі змінами в широких діапазонах основних показників генеруючих та регулюючих джерел енергосистеми (швидкодія, сталі часу, допустиме відхилення частоти).
Використання адаптивних моделей значно зменшує протяжність перехідних процесів в ОЕС при дії САРЧП. Зокрема, при відмиканні потужності 1000 МВт, допустимому відхиленні частоти Δ = 0,02 Гц, швидкодії регулятора = 40% Ррегном/сек та його сталій часу = 0,5 сек протяжність процесу регулювання в САРЧП з адаптацією становить 16,1 сек і скорочується у 2,2 раза у порівнянні із системою без адаптації та у 4,4 раза – у порівнянні із САРЧП, побудованій з використанням ГЕС.
В системах АРЧП з адаптацією помітно (більш, ніж на 30%) зменшується модуль максимального відхилення частоти в порівнянні із системою без адаптації при рівності інших умов.
Модуль максимального відхилення частоти при Δ = 0,2 Гц із зростанням швидкодії регулятора для обох систем зменшується. Однак для систем з адаптацією це явище проявляється більш радикально. Результатом цього є те, що для систем з адаптацією при швидкодії регулятора більшій, ніж 30% Ррегном/сек досягається нерівність mах < 0,2 Гц, тобто, навіть при дуже великих збуреннях забезпечується квазістаціонарний режим. Для систем без адаптації такий важливий результат не досягається навіть при швидкодії 80% Ррегном/сек.
Застосування адаптивних моделей систем АРЧП забезпечує багатократне підвищення їх швидкодії без жодних додаткових технологічних витрат, а лише за рахунок удосконалення законів регулювання. Ця особливість значно підвищує не тільки технологічну, а й економічну ефективність адаптивних САРЧП, оскільки для підвищення, наприклад, вдвічі швидкодії САРЧП, побудованої на енергоблоках пиловугільної ТЕС, потрібно вдвічі збільшити кількість таких енергоблоків.
Ключовi слова: енергосистема, частота, потужність, генератор, регулятор, споживач, швидкодія, автоматичне регулювання.
Лiтература:
1. UCTE Operation Handbook Policy 1: Load-Freguency Control and Performance (Final policy 2.2 E, 20.07.2004).
2. Основні вимоги щодо регулювання частоти та потужності в ОЕС України. СОУ НЕЕ ЯЕК 04156:2009. Наказ Міністерства палива та енергетики від 26.03.2009 р. № 158.
3. Кулик М.М., Дрьомін І.В. Основи організації автоматичної системи регулювання частоти і потужності на базі споживачіврегуляторів // Проблеми загальної енергетики. – 2010. – № 21. – С. 5–10.
4. Кулик М.М., Дрьомін І.В. Універсальна модель регулювання частоти і потужності в об’єднаних енергосистемах // Проблеми загальної енергетики. – 2013. – № 35. – С. 5–15.
5. Кулик М.М. Співставний аналіз техніко-економічних характеристик Канівської ГАЕС та комплексу споживачів-регуляторів для покриття графіків електричних навантажень // Проблеми загальної енергетики. – 2014. – № 39. – С. 5–10.
6. Кулик М.М. Техніко-економічні аспекти використання споживачів-регуляторів у системах автоматичного регулювання частоти і потужності // Проблеми загальної енергетики. – 2015. – № 40. – C. 20–28. https://doi.org/10.15407/pge2015.01.020