Stabile Stato Eterna en Enerĝisistemoj: Difino Kauzoj kaj Melioraj Metodoj
Stabilo de Steada Stato Defino
Stabilo de steada stato estas difinita kiel la kapablo de elektra energisistemo daŭrigi sian unuan funkciigon post malgranda perturbo, aŭ konverĝi al stato proksima al la unua kondiĉo se la perturbo daŭras. Tiu koncepto havas gravan signifon en planado kaj dizajno de energisistemoj, disvolvado de specialaj aŭtomataj regiloj, komencigo de novaj sistemelementoj, kaj ĝustigo de funkciigaj kondiĉoj.
La aserto de la limo de stabilo de steada stato estas esenca por analizo de energisistemo, kiu inkluzivas kontrolo de la sistemojoperformanco sub specifaj kondiĉoj de steada stato, determinado de stabilec-limoj, kvalitativan evalvon de transpasaj procezoj, kaj evalvon de faktoroj kiel tipo de ekscito-sistemo kaj ĝiaj regiloj, regimoduloj, kaj parametroj de ekscito- kaj aŭtomatigosistemoj.
Stabiliĝrekoj estas determinitaj per la stabilec-limo, la kvalito de elektra energio sub steada stato, kaj transpasaj performancoj. La limo de stabilo de steada stato rilatas al la maksimuma potenco fluanta tra specifa punkto en la sistemo, kiun oni povas daŭrigi sen kaŭzado de instabileco kiam la potenco graduale pligrandigas.
En analizo de energisistemo, ĉiuj maŝinoj en unu segmento estas traktataj kiel unu granda maŝino konektita je tiu punkto – eĉ se ili ne estas rekte ligitaj al la sama buso kaj estas disigita per signifaj reaktancoj. Grandaj sistemoj kutime estas supozitaj havi konstantan voltan valoron kaj estas modeligitaj kiel infinita buso.
Konsideru sistemon kun generilo (G), transdonlinio, kaj sinkrona motoro (M) funkcianta kiel ŝarĝo.
La esprimo montrita sube donas potencon produktitan de generilo G kaj sinkrona motoro M.
La esprimo sube donas la maksimuman potencon produktitan de generilo G kaj sinkrona motoro M
Ĉi tie, A, B, kaj D reprezentas la ĝeneraligitajn konstantojn de la duflanka maŝino. La supra esprimo donas potencon en vatetoj, kalkulitajn por ĉiu fazo – provizite ke la uzitaj voltaj valoroj estas fazvoltaj valoroj en voltetoj.
Kaŭzoj de Sisteman Instabilecon
Konsideru sinkronan motoron konektitan al infinita busbaro, funkciantan je konstanta rapido. Ĝia eniga potenco egalas la eliga potenco plus perdajn. Se la plej malgranda pligrandiĝo de arbosalda ŝarĝo estas aldona al la motoro, la eliga potenco de la motoro pligrandigas dum la eniga potenco restas nesekvanta. Tio kreas netan retradon, kaŭzante ke la rapido de la motoro falas tempere.
Kiam la retrado reduktas la rapidon de la motoro, la fazangulo inter la interna volto de la motoro kaj la sistemo-volto pligrandigas ĝis la elektra eniga potenco egalas la eliga potenco plus perdajn.
Durante tiun transpasan intervalon, ĉar la elektra eniga potenco de la motoro estas malpli ol la mekanika ŝarĝo, la bezonata supera potenco estas prenita el la stokitaj energio en la rotacia sistemo. La motoro osciladas ĉirkaŭ la ekilibra punkto kaj povas finfine aŭ halti aŭ perdi sinkronon.
Sistemo ankaŭ perdas stabilecon kiam granda ŝarĝo estas aplikita aŭ kiam ŝarĝo estas tro rapide aplikita al la maŝino.
La suba ekvacio priskribas la maksimuman potencon, kiun motoro povas produkti. Tiu maksimuma ŝarĝo estas atingebla nur kiam la potenca angulo (δ) egalas la ŝarĝan angulon (β). La ŝarĝo povas pligrandiĝi ĝis tio estas atingita; post tio, ĉiu plia ŝarĝa pligrandiĝo kaŭzos ke la maŝino perdas sinkronon pro malsufiĉa potenca produkto.
La deficita potenco tiam estos provizita de la stokitaj energio de la rotacia sistemo, kondukante al falado de la rapido. Kiel la potenca deficito pligrandigas, la angulo graduale malpligrandigas ĝis la motoro haltas.
Por iu donita δ, la diferenco inter la potenco produktita de la motoro kaj la generilo egalas la liniperdojn. Se la rezisto de la linio kaj flankkonduktado estas negligeblaj, la potenco transferita inter la alternatoro kaj la motoro povas esti esprimita jene:
Kie, X – linireaktanco
VG – volto de generilo
VM – volto de motoro
δ – Ŝarĝa Angulo
PM – Potenco de motoro
PG – Potenco de motoro
Pmax – maksimuma potenco
Metodoj por Plibonigi la Limon de Stabilo de Steada Stato
La maksimuma potenco transferita inter alternatoro kaj motoro estas direktproporciale al la produto de iliaj internaj elektromotivaj fortoj (EMF) kaj inversproporciale al la linireaktanco. La limo de stabilo de steada stato povas esti pliigita per du ĉefaj manieroj:
Serio-kondensiloj estas ĉefe uzitaj en extra-alta-voltaj (EHV) linioj por plibonigi efikecon de potenco-transfero kaj estas pli ekonomie realigeblaj por distancoj super 350 km.
