Взаимное согласование параметров РОМ и АСР турбины

При создании единой комплексной системы регулирования обменной мощности, включающей РОМ, регуляторы энергетических агрегатов и сами агрегаты, возникает задача взаимного согласования параметров турбинных и системных регуляторов для обеспечения устойчивой работы как самих агрегатов, так и всего энергообъединения.
Для приближенной качественной оценки влияния различных параметров объединенной системы РОМ—АСР турбины на устойчивость параллельной работы воспользуемся критериями Рауса— Гурвица. Пренебрегая влиянием парогенератора, что может быть допущено в ряде случаев, и считая безынерционной передачу импульса от РОМ к АСР турбины (№эгп = 1), а сам РОМ — ПИ-регулятором с передаточной функцией запишем характеристическое уравнение для случая параллельной работы турбины с мощной энергосистемой:
где 0 — коэффициент усиления регулятора скорости, обратный коэффициенту неравномерности; Т$ — время главного сервомотора турбины. При этом предполагается отсутствие промперегрева пара.
Критерии Рауса—Гурвица для рассматриваемой системы приводят к неравенствам:
При сделанных допущениях критерии Рауса—Гурвица позволяют выявить лишь тенденции влияния изменения различных параметров АСР турбины на запас статической устойчивости. Для более детального исследования на ЭВМ были определены границы статической устойчивости в соответствии с математической моделью энергосистемы и агрегатов, приведенной в главах 1—3.
Из неравенства (4.6) при Ts - 0 следует, что увеличение динамической постоянной Та ротора турбогенератора уменьшает запас устойчивости. Такое влияние момента инерции ротора прямо противоположно результатам, полученным при исследовании регулирования частоты в энергосистеме или изолированной работы турбоагрегата [58]. Отрицательное влияние динамической постоянной Та ослабляется с увеличением времени сервомотора Ts. Увеличение коэффициента синхронизирующей мощности k5 повышает запас устойчивости. При этом, как следует из неравенства (4.6), инерция АСР турбины ослабляет положительное влияние ks. Синхронизирующая мощность зависит от загрузки связи, определяемой исходным значением 0 [см. уравнение (2.53) ] и при большой загрузке может стать равной нулю и даже отрицательной. В таком случае, как следует из неравенства (4.6) при Ts - О, параллельная работа турбогенератора без регулирования обменной мощности неустойчива. Регулирование обменной мощности увеличивает запас статической устойчивости энергосистемы.
Для повышения эффективности участия блока в регулировании энергосистемы стремятся выбирать возможно большие значения интенсивности сигнала РОМ. Вместе с тем из неравенства (4.5) следует, что коэффициент передачи R пропорционального сигнала РОМ не может быть неограниченно большим. На рис. 4.5 приведены полученные на ЭВМ значения параметров РОМ, соответствующих границе статической устойчивости. Из приведенных графиков следует, что предельно допустимые значения kR уменьшаются по мере уменьшения коэффициента синхронизирующей мощности ks. Это означает, что с возрастанием загрузки МСС, когда в случае аварийной ситуации особенно необходимо интенсивное воздействие РОМ на энергетические агрегаты, возникают ограничения, определяемые статической устойчивостью равновесных режимов.
При расчетах было обнаружено очень сильное отрицательное влияние паровых объемов между регулирующими клапанами и соплами первой ступени наГ статическую устойчивость параллельной работы. В примере на рис. 4.6 увеличение динамической постоянной парового объема с 0,1 до 0,3 с почти вдвое уменьшает максимально допустимые значения интенсивности воздействия РОМ на энергоблок.
Более сложна роль дополнительных импульсов по ускорению и нагрузке в АСР турбин при регулировании энергосистем. При возраста-1 нии перетока мощности по МСС, вызванного дефицитом активной мощности в приемной энергосистеме, снижается частота вращения роторов генераторов как в приемной, так и в передающей энергосистемах. В таких условиях дополнительные импульсы по ускорению и нагрузке в АСР турбин приемной части энергообъединения способствуют быстрому увеличению мощности, вырабатываемой турбинами, и тем самым оказывают положительное влияние на регулирование обменной мощности. Положительное влияние дополнительного импульса по ускорению в рассматриваемом случае усиливается тем, что он открывает возможность значительного увеличения интенсивности воздействия РОМ на энергетические агрегаты (рис. 4.7), особенно важную при большой загрузке МСС (малых значениях ks). При этом следует, однако, иметь в виду, что в процессе восстановления частоты в энергосистеме ускорение ротора меняет свой знак, после чего" импульс по ускорению действует противоположно сигналам РОМ и регулятора скорости, препятствуя дальнейшему увеличению мощности турбины, хотя она еще и не достигла требуемого значения. Поэтому следует избегать чрезмерно большой интенсивности дополнительного импульса по ускорению.
Существенно меняется роль дополнительных импульсов по ускорению и нагрузке для турбин передающей энергосистемы.
Под влиянием этих импульсов при увеличении перетока мощности в АСР турбин, в том числе и не привлекаемых к регулированию энергосистем, формируются команды на быстрое увеличение вырабатываемой мощности. Ускоряя роторы генераторов передающей системы, это увеличение оказывает отрицательное влияние на процесс регулирования обменной мощности, а при больших значениях взаимного фазового угла может привести к дальнейшему развитию аварийной ситуации. Вследствие такого неоднозначного влияния дополнительных импульсов по ускорению и нагрузке на процессы в энергосистемах не может быть.
Даже в нормальных режимах многие МСС по экономическим соображениям работают со сравнительно небольшими запасами по статической устойчивости. Еще меньшими могут оказаться эти запасы в послеаварийном режиме, когда для ликвидации аварийного дефицита мощности приходится допускать большую загрузку связей, чем при нормальных режимах работы.