Мордвинцев

1. Исследование устойчивости электростанции «А» и разработка мероприятий по повышению устойчивости

Дипломный проект 1-43 01 02
Тема дипломного проекта:
Исследование устойчивости
электростанции «А» и
разработка мероприятий по
повышению устойчивости
Выполнил: студент гр.10602221
Мордвинцев К.С.
Руководитель: ст.преподаватель
Волков А.А.

2.

Актуальность
Нарушение устойчивости
Разделение
энергосистемы
Отключение
генераторов
Дефицит
мощности
Цель дипломного проекта
Исследование статической и
динамической устойчивости
электростанции и разработка
мероприятий по повышению
устойчивости
Обеспечение устойчивости – ключевое условие
надежного функционирования энергосистем
2

3.

Объект исследования
- Электростанция «А»
2388
7
1194
1194
Установленная
мощность Р, МВт
3
4
Количество
отходящих линий
2х180
3/2
Мощность
УШР, Мвар
Исполнение
КРУЭ-330
- Энергосистема
9377
Суммарная
генерация, МВт
4319
Суммарная
нагрузка, МВт
110-750
Класс напряжений,
кВ
3

4.

Исследуемая энергосистема
Условные обозначени я :
В оздуш н ые ли н и и 220 кВ
В оздуш н ые ли н и и 330 кВ
В оздуш н ая ли н и я 750 кВ
ПС "П"
Эл.ст. "А"
ПС "Пл"
ПС "С"
ПС "Г"
ПС "Гю "
ПС "Н"
ПС "Л "
ПС "М "
Эл.с т. "23"
ПС "М с"
ПС "Р"
Эл.ст. "4 "
ПС "В "
ПС "М в"
Эл.ст. "3"
Эл.ст. "Л "
ПС "Бр "
ПС "Бр н -330 "
ПС "Б-2"
ПС
Эл.ст. "5"
ПС "К "
ПС "И"
ПС "Б-1"
ПС "О р "
ПС "Д Л "
ПС "Бр н -220 "
Эл.ст. "Б"
ПС "Л "
ПС "О с"
Эл.ст. "22"
ПС "Пн "
Элек тр ос тан ц и я "С"
ПС "М р "
ПС "Сл"
ПС "М Св"
ПС "Бл"
ПС "М к "
ПС "К л"
ПС "Пт"
ПС "7"
4

5.

Моделирование элементов
- Узлы
- Генераторы
∙ нагрузка
∙ генерация
∙ Система возбуждения
∙ АРВ
∙ Форсировка
∙ Турбина
∙ Расчетная модель
- Ветви
∙ ЛЭП
∙ Выключатели
∙ Трансформаторы
Графики СХН
- Компенсирующие устройства
∙ Неуправляемый шунтирующий реактор
∙ Управляемый шунтирующий реактор
5

6.

Расчетная
модель
ПК «RastrWin3»
ПК «RUSTab»
6

7.

Прилегающая к электростанции «А»
часть энергосистемы
Обозначения
- отходящая линия(и)
- нагрузка
Электростанция «А»
- генерация
Блок 2
Блок 1
- УШР
1с
222
ПС «Л»
ПС «Г»
СВ
ПС «П»
2с
ПС «С»
22
221
23
31
32
13
14
ПС «Гю»
33
41
11
12
ПС «Ст»
21
ПС «М»
131
71
ПС «Мс»
121
ПС «Мв»
61
51
БУ
ПС «Р»
ПС «Брн-330»
линии, отходящие от Эл.ст. «А»
Эл.ст. «4»
Эл.ст. «Л»
линии, образующие транзит с
отходящими от Эл.ст. «А» линиями
7

8.

Статическая устойчивость
N-1 N-2
Электростанция «А»
Рассматриваемые
режимы
1с
222
ПС «Л»
ПС «Г»
Блок 1
Блок 2
СВ
ПС «П»
2с
ПС «С»
22
221
23
31
32
13
14
ПС «Гю»
33
41
11
12
ПС «Ст»
ПС «М»
131
121
21
71
ПС «Мс»
ПС «Мв»
61
51
БУ
ПС «Р»
ПС «Брн-330»
Соблюдение
запаса в 20%
58,2%
Эл.ст. «4»
Минимальная мощность для
соблюдения запаса 20%, МВт
Эл.ст. «Л»
2169
Существующая схема выдачи мощности электростанции «А»
для нормальной схемы обеспечивает необходимый запас
статической устойчивости
8

9.

Динамическая устойчивость
Нормативные возмущений
Параметры КЗ
- Группа 1
∙ отключение сетевого элемента основной защитой при
однофазном КЗ К(1) с неуспешным АПВ
- Группа 2
∙ отключение сетевого элемента резервной защитой
(при невыполнении на сетевом элементе основной
защиты) при однофазном КЗ К(1) с неуспешным АПВ
∙ отключение сетевого элемента основной защитой при
двухфазном КЗ на землю К(1,1) с неуспешным АПВ
- Группа 3
∙ отключение сетевого элемента основной защитой при
однофазном КЗ К(1) с отказом одного выключателя
∙ отключение в результате нормативного возмущения
Группы 1 двух ВЛ, провода воздушной части которых
размещены на одних опорах
Шунт,
Ом
Остаточное
U, о.е.
0,61
К(1)
R
0,557
X
j10,323
К(1,1)
R
0,111
X
j2,442
К(3)
R
0,000
X
j0,150
0,24
0,00
9

10.

Динамическая устойчивость
Предельное время отключения различных КЗ
tоткл.выкл.
tУРОВ
Наиболее тяжелое нарушение
динамической устойчивости
происходит при возникновении
возмущения на наиболее
нагруженной линии
Динамическая устойчивость
электростанции сохраняется при
заданных нормативных
возмущениях в нормальной и
ремонтной схемах
10

11.

Мероприятия по повышению
устойчивости
До возникновения
возмущения
P
Q
снижение активной
мощности генерации
блоков
изменение
выдачи/потребления
реактивной мощности
генераторами
При возникновении
возмущения
ИРТ1
ИРТ2
Электростанция «А»
Блок 1
Блок 2
1с
СВ
ОР
2с
ОГ
ДС
11

12.

Изменение реактивной
мощности генераторов
Зависимость динамической
устойчивости от возбуждения
генераторов при однофазном КЗ
Зависимость динамической
устойчивости от возбуждения
генераторов при однофазном КЗ с УРОВ
Реактивная мощность генераторов эл.ст.«А», Мвар
Номер
линии в
ремонте
150
100
50
0
-50
-100
21
2388
2388
2388
2374
2344
22
2388
2388
2388
2388
23
2388
2388
2388
11
2388
2388
12
2388
13
Реактивная мощность генераторов эл.ст.«А», Мвар
-150
Номер
линии в
ремонте
150
100
50
0
-50
-100
-150
2330
2328
21
2330
2292
2238
2180
2146
2128
2122
2388
2388
2388
22
2388
2388
2388
2384
2330
2322
2304
2388
2388
2388
2388
23
2388
2388
2388
2388
2376
2356
2350
2388
2388
2388
2388
2388
11
2388
2388
2388
2388
2376
2356
2350
2388
2388
2384
2354
2342
2340
12
2344
2310
2256
2198
2164
2148
2142
2388
2388
2388
2388
2388
2388
2388
13
2388
2388
2388
2338
2298
2274
2254
14
2388
2388
2388
2388
2388
2388
2388
14
2388
2388
2388
2354
2312
2298
2276
131
2388
2388
2388
2388
2388
2388
2388
131
2388
2388
2388
2374
2334
2328
2308
221
2388
2388
2388
2388
2388
2388
2388
221
2388
2388
2388
2378
2332
2322
2304
121
2388
2388
2388
2388
2388
2388
2388
121
2362
2330
2282
2224
2192
2178
2172
222
2388
2388
2388
2388
2388
2388
2388
222
2388
2388
2388
2388
2364
2356
2338
12

13.

Мероприятия по повышению устойчивости
до возникновения возмущения
Взаимное регулирование
реактивной мощности генератора
и шунтирующего реактора
Необходимое ограничение мощности генерации
Динамическая устойчивость сохраняется
в режиме перевозбуждения
13

14.

Мероприятия по повышению устойчивости
при возникновении возмущения
Частота возникновения нарушения динамической устойчивости
14

15.

Применение АЛАР
Электростанция «А»
Блок 1
Блок 2
Вероятность возникновения АР
1с
222
ПС «П»
2с
ПС «С»
ПС «Л»
ПС «Г»
СВ
221
22
23
31
32
13
14
ПС «Гю»
33
41
11
12
21
71
ПС «Мс»
ПС «Ст»
ПС «Мв»
ПС «М»
131
121
61
51
БУ
ПС «Р»
ПС «Брн-330»
Эл.ст. «4»
Эл.ст. «Л»
15

16.

Разработка лабораторных работ
№1
№2
Расчет уставок АЛАР
Моделирование АЛАР
16

17.

Технико-экономические показатели
8,173
4,470
3,703
Затраты на производство
электроэнергии замещающими
источниками
Затраты на производство
электроэнергии
электростанцией «А»
Разница затрат на
производство
электроэнергии
10,6%
7,1%
21,8%
Аварийная помощь
Резервные источники
5,7%
Горячий резерв
4,9%
1 генератор
2 генератор
0,770
16,2%
Затраты на
установку ПА
3 генератор
33,8%
4 генератор
17

18.

Спасибо за внимание!