Principles en experimentele analyse van spanningregelaars in elektriciteitsnetwerken

I. Analyse van het principe van stroomnetvoltage-regelaars

Voor de analyse van het principe van stroomnetvoltage-regelaars is het nodig om eerst de opwekkingregelaar te analyseren en conclusies te trekken door vergelijking. In de praktijk gebruikt de opwekkingregelaar het voltageverschil als feedback voor de regeling, waardoor het generator-eindvoltage binnen de gestelde norm blijft. Tijdens storingen in het netwerk vereist dit type voltage-regelaar echter een grote hoeveelheid blindvermogen om de netwerkvoltagesabiliteit te verbeteren en de kwaliteit van het energienetwerk te waarborgen. Aangezien het hoofddoel van de opwekkingregelaar is om het eindvoltage van de generator te controleren, is het moeilijk om de stabiliteit van het netwerkvoltage te garanderen.

In dit geval moet de voltage-regelaar worden verbeterd. Relevante studies tonen aan dat door het systeemvoltage toe te voegen, de hoofdtransformator van de generator en de opwekkingregelaar gezamenlijk de generator-einde zullen controleren, en de generator-stap-op-transformator zal worden gecontroleerd op basis van de compensatiemethode terwijl het blindvermogen van de generator wordt verhoogd, waardoor de stabiliteit van het energienetwerk wordt verbeterd. Het principe van de stroomnetvoltage-regelaar is om de generator te controleren door het overeenkomstige voltage samen met het opwekkingsvoltage toe te voeren. Wanneer de snelheid van de wisselgenerator toeneemt, zal de stroomnetvoltage-regelaar het opwekkingstroom en -magnetische flux verminderen om het voltage te stabiliseren, waarmee de veilige en stabiele werking van het elektriciteitsnet wordt gewaarborgd.

In de praktijk bestaat de voltage-systeemvoltage-regelaar uit componenten zoals de hoogspanningsbus, de instelling van het generator-eindvoltage, de versterkingsfactor, fasecompensatie, uitvoerbeperking en in/uit-schakeling. Het moment waarop de stroomnetvoltage-regelaar wordt ingeschakeld of uitgeschakeld heeft weinig invloed op de regelaar en de vermogenskring. Onder gelijke omstandigheden kan de stroomnetvoltage-regelaar tijdens de werking de weerstand en reactantie van de hoofdtransformator tot op zekere hoogte verminderen; de mate van reductie varieert afhankelijk van de verhouding van de instelling van het generator-eindvoltage, maar over het algemeen heeft het weinig invloed op de neigingscoëfficiënt en de vermogensneigingscoëfficiënt.

Om echter concurrentie tussen blindvermogen te voorkomen wanneer de voltage-regelaar van een twee-generatoren energienetwerk actief wordt uitgeschakeld, moeten de parallelle generatoren op het einde worden ingesteld op basis van de gecorrigeerde neigingsgraad, terwijl ook aandacht wordt besteed aan de reactantie en weerstand van de hoofdtransformator. Wanneer de reactantie en weerstand van de hoofdtransformator van de stroomnetvoltage-regelaar afnemen, zijn de reactantie en weerstand van de hoofdtransformator op het einde meestal nul. Als de eenheid op basis van de neigingsgraad werkt, moet er worden gestreefd naar het verhogen van de stabiliteitswaarde van het energienetwerk en de ondersteuning van het netwerkvoltage door het opwekkingsysteem. Echter, het waarborgen van de stabiliteit van het energienetwerk op deze manier brengt nog steeds bepaalde uitdagingen met zich mee.

II. Analyse van experimenten met stroomnetvoltage-regelaars

Tijdens de werkelijke operatie van de stroomnetvoltage-regelaar, vooral wanneer een enkele eenheid via een dubbele lijn is aangesloten op een oneindig bus-systeem, kunnen kortsluitingen in het circuit optreden. Zodra een kortsluiting optreedt, zal het eindvoltage en elektromagnetisch vermogen afnemen. Samen met de onaangepaste primaire kracht neigt de rotor ertoe te versnellen, en het blindvermogen kan zelfs uitgeput raken, waardoor de voltagesabiliteit van het energienetwerk wordt ondermijnd.

Traditionele opwekkingsystemen kunnen het voltage niet effectief controleren. Daarentegen veroorzaakt de controle van het eindvoltage aan de hoogspanningskant, vanwege de nauwe verbinding tussen de hoogspanningsbus en het systeem, een snelle voltagedaal in het beginstadium van een storing, waardoor de respons gevoeliger is. Na een kortsluitingsstoring stijgt het generator-eindvoltage en het high-side voltage van de hoofdtransformator sneller dan met de opwekkingregelaar, waardoor het voltage in korte tijd wordt gestabiliseerd en zo de stabiliteit van de voltagebus wordt gewaarborgd.

Om de stroomnetvoltage-regelaar beter te laten functioneren, moet het systeem daarvoor berekend worden. Tijdens de berekening wordt de impact van de opwekkingcontrolemodus op de kritieke schakeltijd geanalyseerd op basis van eenvoudige systemen en werkelijke systemen. Bij de berekening van het enkele-machine-oneindig-bus-systeem dient de structuur van de oneindige bus, het dynamische model van de generator, de transformatorimpedantie en de impedantie van het dubbel-circuit transformer energienetvoltage-regelaar (Principes en Experimentele Analyse, Zheng Changquan, Guangzhou Baiyun Electric Equipment Co., Ltd.) te worden opgehelderd. Op basis hiervan wordt de kortsluiting in het energienetwerk geanalyseerd, en de bijbehorende resultaten worden verkregen via simulatieberekeningen. De resultaten tonen aan dat de opwekkingregelaar en de stroomnetvoltage-regelaar weinig correlatie hebben met de kritieke schakeltijd.

Bij de berekening van het werkelijke systeem kan het netwerk van een bepaald energienetbedrijf worden gebruikt als berekeningnetwerk, en de werkende generator van een bepaalde centrale wordt hierop geanalyseerd. Op basis hiervan wordt de kortsluitingsstoring in het energienetwerk geanalyseerd. De resultaten tonen aan dat wanneer de kritieke schakeltijd op de standaardwaarde ligt, de stroomnetvoltage-regelaar niet effectief reageert onder de storing.

Om de stroomnetvoltage-regelaar beter te analyseren, wordt de enkele eenheid rechtstreeks via één lijn aangesloten op het netsysteem, de high-side schakelaar van de generator-hoofdtransformator wordt gesloten (zorg ervoor dat de lijnschakelaar open is), en verschillende versterkingsfactoren worden gekozen op basis van deze configuratie, en het opwekkingssysteem wordt geanalyseerd met behulp van de generator leegloop-voltestapreactie simulatieberekeningmethode. De resultaten tonen aan dat als de versterkingsfactor te groot is, het energienetwerk leegloopstabiliteitsproblemen zal ervaren. Om dit probleem beter op te lossen, is het raadzaam om de functie van de hoogspanningsbuscontrole te gebruiken tijdens de leegloopproef.

De stroomnetvoltage-regelaar kan ook worden geanalyseerd op dezelfde bus. Tijdens de experimentele analyse moet nadruk worden gelegd op het oplossen van het probleem van de distributie van blindvermogen tussen parallelle generatoren. In de praktijk moet hetzelfde energienetvoltage worden aangepast om dezelfde positieve neiging te bereiken. Tijdens de werkelijke operatie van een centrale werden simulatieberekeningen gebruikt om de oorspronkelijke opwekkingregelaar te combineren met de stroomnetvoltage-regelaar, en zij losten gezamenlijk de tekortkoming van het blindvermogen van het energienetwerk op. De resultaten tonen aan dat er geen vermogensconcurrentie was tijdens de werking van de eenheid, en de distributie van het blindvermogen was relatief redelijk.

III. Conclusie

Met de continue ontwikkeling van informatietechnologie zijn dynamische kwaliteitsproblemen van elektriciteit een focuspunt geworden voor de veilige en geordende werking van elektriciteitsnetwerken. Het vertrouwen alleen op de oorspronkelijke opwekregelaar kan het doel van veilige en geordende netwerkoperatie niet bereiken. In dit geval zijn compensatiemiddelen nodig om spanningproblemen op te lossen. De combinatie van de spanningregelaar van het elektriciteitsnetwerk en de opwekregelaar voldoet in zekere mate aan praktische behoeften. Echter, om de spanningregelaar van het elektriciteitsnetwerk beter toe te passen in het netwerk, moet zijn principe en de testresultaten worden geanalyseerd.

Naarmate de tijden vorderen, zullen er nieuwe problemen ontstaan in het elektriciteitsnetwerk. Om deze problemen beter op te lossen, is verdere analyse van het principe van de spanningregelaar van het elektriciteitsnetwerk vereist.