Transientstabilität im Stromnetz

Definition der Transienten Stabilität

Transient Stabilität ist die Fähigkeit eines Stromnetzes, nach signifikanten Störungen wie Fehlern oder plötzlichen Laständerungen in einen stabilen Zustand zurückzukehren.

Schwingungsgleichung

Die Schwingungsgleichung hilft dabei, den Einfluss von Laständerungen auf die Stabilität eines Generators zu bestimmen, indem die Dynamik zwischen mechanischen und elektromagnetischen Kräften analysiert wird.

Um das Verständnis zu erleichtern, betrachten wir hier den Fall, bei dem ein synchroner Generator plötzlich mit einer erhöhten elektromagnetischen Last belastet wird, was zu Instabilität führt, indem PE kleiner als PS wird, während sich der Rotor verlangsamt. Die erforderliche erhöhte Beschleunigungsleistung, um die Maschine in einen stabilen Zustand zurückzubringen, wird durch folgende Gleichung gegeben:

Die Formel für den Beschleunigungsdrehmoment lautet wie folgt:

Wir wissen, dass (da T = Strom × Winkelbeschleunigung) außerdem, der Drehimpuls M = Iω.

Da sich beim Belasten der Winkel θ kontinuierlich mit der Zeit ändert, wie in der untenstehenden Abbildung dargestellt, können wir schreiben. Dies wird als Schwingungsgleichung für die transiente Stabilität im Stromnetz bezeichnet.

Bedeutung der Stabilität

Die Aufrechterhaltung der transienten Stabilität ist entscheidend, um Systemausfälle zu vermeiden und eine zuverlässige Energieversorgung zu gewährleisten.

Folgen der Instabilität

Ohne angemessene transiente Stabilität können Stromnetze Ausfälle erleiden, was zu Stromausfällen und anderen Zuverlässigkeitsproblemen führen kann.

Stabilitätsbewertung

Initiale Studien konzentrieren sich auf die Reaktion des Systems auf die erste Schwingung nach einer Störung, um seine Fähigkeit, Stabilität wiederherzustellen und aufrechtzuerhalten, vorherzusagen.