Динамическая устойчивость

Динамическая устойчивость одинакового для всех выпускаемых турбин решения вопроса о целесообразности применения таких импульсов и выборе их интенсивности. Этот вопрос должен решаться в каждом конкретном случае согласованно с местом и условиями будущей работы агрегата энергосистем. Отдельные линии электропередачи могут при этом оказаться в непосредственной близости от границы статической устойчивости (при значениях взаимного фазового угла, близких к критическим).
В таких условиях даже небольшие новые возмущения могут отклонить в динамике режим работы энергосистемы за предел статической устойчивости. Дальнейшее изменение этого неравновесного режима может быть различным в зависимости от величины возмущения, характеристик энергосистемы и возможностей экстренного регулирования. Если эти возможности недостаточны, система окажется неустойчивой. При благоприятных условиях возможен возврат системы к устойчивому равновесному режиму. В связи с тем что нарушение устойчивости объединенных энергосистем может быть причиной больших убытков, привлечение энергоблоков к экстренному регулированию энергосистем для сохранения их динамической устойчивости представляет задачу первостепенной важности. Эффективность экстренного регулирования обычно оценивают предельными возмущениями при которых система возвращается к устойчивому равновесному режиму.
Для анализа физических явлений, происходящих при экстренном регулировании, рассмотрим в качестве примера процесс в объединенной энергосистеме (см. рис. 2.12), в которой до возмущения МСС работала при значении взаимного фазового угла в = 90°. В этих условиях дефицит активной мощности в приемной системе перемещает рабочую точку МСС на правую ветвь ее характеристики (см. рис. 4.1), при которой увеличению фазового угла соответствует уменьшение обменной мощности. При этом частота фд в приемной системе уменьшается, а частота Фх в передающей системе увеличивается (рис. 4.8), что способствует дальнейшему увеличению взаимного фазового угла. Дальнейшее движение системы определяется изменением балансов мощностей в приемной и передающей частях энергообъединения. Считая свойства саморегулирования пренебрежимо малыми, запишем уравнения обеих частей энергообъединения, предполагая равными их мощности на исходном режиме: где V м — относительное изменение обменной мощности; остальные обозначения те же, что в уравнении (4.1). Из этих уравнений найдем.
После возмущения фазовый угол 0 увеличивается, а обменная мощность уменьшается, т. е. Я0. м < 0. Если мощности турбин и потребляемая нагрузка в обеих энергосистемах не изменяются, то правая часть уравнения (4.7) положительна. При этом скорость увеличения фазового угла 0 возрастает, и система не приходит к равновесному режиму.
Из уравнения (4.7) следует, что для сохранения динамической устойчивости необходимо экстренное увеличение мощности турбин приемной энергосистемы или уменьшение мощности kj турбин передающей энергосистемы, причем требуется тем большее изменение мощности, чем больше динамическая постоянная Та соответствующей системы.
Динамическая устойчивость может быть сохранена также при отключении части потребителей приемной системы. Величина нагрузки X, которую необходимо отключить при дефиците К, в зависимости от начального значения фазового угла 0О и коэффициента Р = т"/(т1а+ Та) {КS'Amax) представлена сплошными линиями на рис. 4.9. Здесь Ятах — максимальная пропускная способность МСС. Однако отключение потребителей нарушает их нормальное энергоснабжение. В связи с этим возрастает роль экстренного регулирования турбин. Интенсивное воздействие РОМ на агрегаты приемной системы позволяет уже при 10 %-ном запасе по открытию клапанов агрегатов приемной системы без их переоткрытия почти вдвое уменьшить мощность потребителей, которые должны быть отключены при больших дефицитах мощности. Возможность динамического переоткрытия клапанов ЦВД на 10% еще больше сокращает эту величину. При этом имеется достаточно большая зона возмущений, при которых не требуется отключения потребителей. Эта зона расширяется с увеличением запасов р. по открытию регулирующих клапанов ЦВД. Резко отрицательное влияние на динамическую устойчивость оказывает инерция паровых объемов в проточной части турбины.