Дослідження статичної стійкості генераторів ДТЕК «Добротвірська ТЕС» методом модального аналізу
Автор: Осколіп Андрій Михайлович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Стійкість енергосистеми – це здатність енергосистеми повертатися до сталого режиму роботи після різного роду збурень без переходу до асинхронного режиму. Стійкість енергосистеми визначається статичною і динамічною стійкістю. Статична стійкість – це здатність енергосистеми повертатись до усталеного режиму після малих збурень режиму, за яких зміни параметрів дуже малі проти їхніх середніх значень без переходу до асинхронного режиму. Динамічна стійкість – це здатність енергосистеми повертатись до усталеного режиму після значних збурень, за яких зміни параметрів режиму порівнюються із значеннями цих параметрів без переходу до асинхронного режиму. Аналіз аварій в електроенергетичних системах (ЕЕС) світу показав, що однією з причин їх виникнення є слабодемпфовані низькочастотні коливання (НЧК). Це обумовлює необхідність вирішення комплексу задач по зменшенню впливу НЧК на режими роботи та підвищення стійкості ЕЕС. Для об’єднаної електроенергетичної системи (ОЕС) України, яка характеризується відносно слабкими міжсистемними зв’язками в умовах впровадження розосереджених відновлювальних джерел енергії (ВДЕ) вирішення вказаних задач є особливо актуальним, бо призводить до зміни характеру проблеми стійкості і може суттєво впливати на умови використання (завантаження) міжсистемних електричних зв’язків (зазвичай усі міжсистемні зв’язки є слабкими) внаслідок виникнення небезпечних для функціонування ОЕС низькочастотних електромеханічних коливань. За англомовною термінологією (і відповідною класифікацією) такі НЧК – це inter-area oscillations. Виникнення НЧК пов’язане з коливаннями у протифазі на певній частоті ?1Гц роторів синхронних машин, які належать до протилежних за фазою таких коливань груп СМ. Поширення НЧК в ОЕС може призводити до вимкнення ліній електропередачі, блоків електростанцій, знеструмлення споживачів електроенергії. Магістерська кваліфікаційна робота присвячена використанню методу модального аналізу (SMA) для дослідження стійкості роботи генераторів в складі електроенергетичної системи, визначенню генераторів, які впливають на появу низькочастотних коливань та способів покращення умов демпфування цих коливань на прикладі генераторів ДТЕК «Добротвірська ТЕС». Аналіз низькочастотних коливань проведено в програмному комплексі ДАКАР ЕЛЕКС [2, 4]. Це дозволило зробити висновки про вплив заміни системи збудження енергоблоку ТГ-8 на низькочастотні коливання та провести оптимальне налагодження АРЗ. Об’єкт дослідження – електрична мережа 110-220 кВ району видачі потужності Добротвірської ТЕС. Предмет дослідження – стійкість режимів роботи генераторів Добротвірської ТЕС у складі ОЕС України. Мета дослідження – дослідження низькочастотних коливань в енергосистемі України методом модального аналізу та способів покращення їх демпфування. В програмному комплексі ДАКАР ЕЛЕКС виконано формування цифрової моделі електричної мережі 110-750 кВ району видачі потужності Добротвірської ТЕС, цифрових моделей синхронних генераторів, їх систем збудження та автоматичних регуляторів збудження та частоти обертання для аналізу стійкості режимів роботи методом модального аналізу. Проведено детальний аналіз впливу на моди низькочастотних коливань різних налаштувань каналів регулювання автоматичних регуляторів збудження та запропоновано оптимальні значення коефіцієнтів підсилення цих каналів, які забезпечують найкращі умови демпфування таких коливань. Ознайомився з новим функціоналом програмного комплекса ДАКАР ЕЛЕКС стосовно графічного аналізу досліджень низькочастотних коливань методом модального аналізу. Проведені дослідження показали зручність використання цього функціоналу для розуміння впливу того чи іншого генератора та його параметрів на умови збереження стійкості роботи складних електроенергетичних систем.