Устойчивость при переходных процессах в энергетической системе

Определение переходной устойчивости

Переходная устойчивость — это способность системы электроснабжения вернуться в стабильное состояние после значительных возмущений, таких как короткие замыкания или внезапные изменения нагрузки.

Уравнение качаний

Уравнение качаний помогает определить, как изменения нагрузки влияют на устойчивость генератора, анализируя динамику между механическими и электромагнитными силами.

Для лучшего понимания рассмотрим случай, когда синхронный генератор внезапно подвергается увеличению электромагнитной нагрузки, что приводит к неустойчивости, так как PE становится меньше PS, а ротор замедляется. Теперь увеличенное количество мощности, необходимое для возвращения машины в стабильное состояние, определяется следующим образом:

Формула для момента ускорения выглядит следующим образом:

Теперь мы знаем, что (поскольку T = ток × угловое ускорение). Кроме того, угловой момент, M = Iω

Но поскольку при загрузке угловое смещение θ непрерывно изменяется со временем, как показано на рисунке ниже, мы можем записать. Это известно как уравнение качаний для переходной устойчивости в системе электроснабжения.

Важность устойчивости

Сохранение переходной устойчивости крайне важно для предотвращения отказов системы и обеспечения надежной передачи электроэнергии.

Последствия неустойчивости

Без надлежащей переходной устойчивости системы электроснабжения могут испытывать отказы, что приводит к отключениям и другим проблемам надежности.

Оценка устойчивости

Исследования на начальном этапе фокусируются на реакции системы на первый колебательный процесс после возмущения, чтобы предсказать ее способность восстановить и сохранить устойчивость.