Tính toán ổn định quá độ của hệ thống nhiều máy

- Hà nội, tháng 04 năm 2015 Học viên Phạm Đình Nguyện MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC BẢN VẼ DANH MỤC BẢN BIỂU LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG DAO ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ BÀI TOÁN ỔN ĐỊNH GÓC QUÁ ĐỘ .
- Giới thiệu về máy phát điện đồng bộ .
- Nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ .
- Dao động của roto máy phát điện và bài toán nghiên cứu ổn định góc quá độ .
- Mô hình máy phát điện trong phân tích ổn định quá độ Phương trình dao động cơ .
- Công suất của máy phát trong quá trình quá độ .
- Biểu diễn quá độ điện từ trong máy phát .
- Biểu diễn các tác động điều chỉnh tự động trong máy phát .
- Áp dụng phương pháp giải tuần tự, với mô hình cổ điển (bậc 2) cho máy phát và tổng trở hằng cho phụ tải .
- Rút gọn hệ thống điện .
- Ghép tương đương các máy phát.
- Dữ liệu máy phát.
- Tính sdd trong của máy phát công suất P của các máy phát CĐXL…69 3.3.3.
- Số liệu máy phát bài toán áp dụng Bảng 3.4.
- Chương 1: Dao động của máy phát điện và bài toán ổn định góc quá độ.
- Xin trân trọng cảm ơn! Cao học CHƯƠNG 1 DAO ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ BÀI TOÁN ỔN ĐỊNH GÓC QUÁ ĐỘ 1.1 Giới thiệu chung về nghiên cứu động học của HTĐ.
- Cuối cùng, các điều chỉnh rất chậm của turbin máy phát điện và hệ thống điều chỉnh phát điện (AGC).
- Trong quá trình vận hành nhiễu loạn lớn gây ra quá trình quá độ có thể dẫn đến mất đồng bộ cho các máy phát điện.
- 1.2 Giới thiệu về máy phát điện đồng bộ 1.2.1 Khái niệm và định nghĩa cơ bản.
- 1.2.2 Nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ.
- 1.3 Dao động của roto máy phát điện và bài toán nghiên cứu ổn định góc quá độ.
- Công suất chuyển giao từ các máy phát điện tới động cơ là một hàm của góc lệch giữa góc quay của hai máy.
- công suất máy phát điện có quan hệ với góc (δ) được vẽ trong hình 1.2 d.
- G là máy phát đồng bộ, M động cơ đồng bộ (b) Mô hình lý tưởng.
- Đối với một máy phát điện kết nối đến một hệ thống dự trữ lớn, trong trường hợp không điều chỉnh kích từ tự động, sự mất ổn định là do thiếu mô-men đồng bộ.
- Minh họa bản chất của máy phát điện có điều chỉnh điện áp tự động.
- Phương thức đơn giản và chế độ của hệ thống được kết hợp với các dao động tại một máy phát điện đối với phần còn lại của hệ thống điện.
- Chế độ hãm được liên kết với các hệ thống thành phần trục quay tua bin máy phát điện.
- Hệ thống sẽ phản ứng và tác động đến sự thay đổi của góc rotor máy phát điện.
- Hình 1.4 minh họa hoạt động của một máy phát điện đồng bộ cho các tình huống ổn định và không ổn định.
- Ổn định góc rotor liên quan đến khả năng của máy phát điện đồng bộ trong một HTĐ liên kết vẫn còn giữ được sự đồng Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học bộ hóa sau khi trải qua các kích động có thể xảy ra trong HTĐ.
- 2.1 Mô hình máy phát điện trong phân tích ổn định quá độ.
- Chuyển động quay của roto của máy phát điện đồng bộ trong trường hợp chung có thể viết: J.
- là mômen quay của tua bin và máy phát.
- J là mô men quán tính roto tổ máy phát.
- y là góc quay của roto máy phát.
- (2.1) Phương trình dạng (2.1) được coi là phương trình chuyển động tương đối roto của máy phát.
- Gọi tốc độ quay của máy phát trong QTQĐ là Ω(t.
- Như vậy khi máy phát quay bằng tốc độ đồng bộ góc lệch không thay đổi..
- Khi trong hệ thống điện có nhiều máy phát điện ,ở chế độ quá độ các rôto chuyển động theo những tốc độ khác nhau .Dạng chung của phương trình chuyển động tương đối (so với trục quay đồng bộ) không có gì thay đổi.
- Khi đó hệ phương trình chuyển động tương đối rôto các máy phát trong hệ thống phức tạp có dạng : Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học d /dt = d /dt.
- 2.1.2 Công suất của máy phát trong quá trình quá độ.
- a) Phương trình cân bằng điện áp của máy phát điện đồng bộ.
- Đối với máy phát điện đồng bộ.
- Đối với máy phát điện đồng bộ cực ẩn.
- Đối với máy phát điện đồng bộ cực lồi.
- Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học c) Quá trình năng lượng trong máy phát điện đồng bộ.
- Giản đồ năng lượng của máy phát điện đồng bộ.
- Điện kháng của máy phát là điện kháng từ hoá ( móc vòng từ roto sang stato và ngược lại), điện kháng tản từ.
- Máy phát cưc lồi: Xd- Xq Xq Eq Id I Xd Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học Hình 2.5.
- Xd + Xh (Trong đó Xh điện kháng từ hóa móc vòng từ stato sang roto và ngược lại) Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học Máy phát cực ẩn: Eq Uf Xd Hình 2.6.
- Đáp ứng động của máy phát lúc đó đột biến khi xảy ra kích động nên không sử dụng phương trình trên.
- là đạo hàm của Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học Biểu diễn quá độ điện từ trong máy phát.
- Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học Trong mô hình này các máy phát điện được đại diện bởi các sức điện động quá độ và và các điện kháng quá độ và được xác định bởi điện áp phần ứng biến đổi từ đó ta có.
- Công suất của các máy phát điện có thể được tính toán bằng cách sử dụng thay thế cho phần ứng điện áp từ phương trình 2.15 và biến đổi ta được.
- Mô hình bậc 2 (mô hình cổ điển): Máy phát biểu diễn bởi phương trình dao động cơ và sđđ hằng E’ ở đằng sau điện kháng X’d.
- (2.20) Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học Do giả thiết sđđ trong và dòng trục d thay đổi nhỏ, mô hình này chỉ dùng được cho máy phát ở xa điểm xảy ra kích động.
- Đối với rối loạn chậm thay đổi và cho phép giải pháp nhanh hơn trong các hệ thống phức tạp, mô hình máy phát điện có thể được đơn giản hóa bằng cách bỏ qua các cuộn dây van điều tiết từ các phương trình điện.
- Trong việc phát triển tất cả các mô hình máy phát nó đã được giả định rằng Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học và sức điện động trong các phương trình điện áp phần ứng có thể được bỏ qua.
- 2.1.4 Biểu diễn các tác động điều chỉnh tự động trong máy phát.
- Đi kèm máy phát thường có hệ thống điều chỉnh tự động kích từ và tốc độ (TĐK và TĐT).
- Trong luận văn này giả thiết máy phát không được điều chỉnh trong thời gian quá độ nghiên cứu.
- 2.3.5 Áp dụng phương pháp giải tuần tự, với mô hình cổ điển ( bậc hai ) cho máy phát và tổng trở hằng cho phụ tải.
- Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học Thay thế máy phát bằng điện kháng và phụ tải bằng tổng trở, tách các nút của lưới điện ra nút trong máy phát và các nút còn lại, tại đó dòng nút bằng 0.
- (2.3.10) trong đó I là vector dòng trong các máy phát.
- Áp dụng tính toán trong luận văn thì đơn giản dùng lệnh giải phương trình tuyến tính của Matlab) 3- Tính dòng máy phát từ (2) của Tính công suất máy phát từ (2.3.12) từ đó xác định F trong hệ phương trình dao động Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học Biết điểm hiện tại X(k.
- 2.4 Rút gọn hệ thống điện.
- Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học t Sơ đồ 2.16: Ví dụ về sự biến đổi góc roto của 3 máy phát.
- M2 Ma S1 S2 Sn Sơ đồ 2.17: Sự tập hợp cơ học của các roto liên kết Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học Sơ đồ 2.17, một nhóm các máy phát điện như thế có thể được thay thế bằng một máy phát tương đương với hệ số quán tính Ma và đầu vào công suất cơ học Pmax theo phương trình.
- Phương trình 2.4.21 Trong đó Mi là hệ số quán tính và Pmi là đầu vào công suất cơ học của máy phát tổng hợp.
- Máy phát tương đương được đại diện bằng một mô hình cổ điển có sức điện động tương đương không đổi.
- (2) Xác định các nhóm liên kết của máy phát.
- Tất cả các máy phát đã tổng hợp sẽ được thể hiện bằng mô hình cổ điển.
- sin + sin Phương trình (2.4.22) Trong đó V, với i thuộc {G}, là chế độ không ổn định của máy phát emf , Vk cho k thuộc [B] là điện áp tại nút biên.
- Một biểu thức tương tự về gia tốc được viết cho máy phát khác cho hệ thống phụ bên ngoài.
- Xác định sự chuyển đổi ma trận tổng dẫn đối với nút biên {B} và tất cả các nút máy phát trong hệ thống phụ bên ngoài.
- Đánh dấu tất cả các nút máy phát của hệ thống bên ngoài để nhóm các máy phát thích hợp lại.
- Nếu máy phát i hoặc j không thích hợp để nhóm lại, đi đến bước 4 Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học .
- Nếu không thì tạo ra nhóm {g} bao gồm các máy phát {i.
- b) Nút máy phát tương đương.
- 3.1.3 Dữ liệu máy phát.
- Máy phát ở nút 1-3 có thông số (thông số đã quy đổi về cơ sở 100 MVA): D = 0.
- Thuật toán đã trình bày ở trên, sử dụng công thức tích phân Euler cải biên bao gồm các bước tính toán sau: Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học Tính CĐXL và tính E∠δ0 của nút trong của 3 máy phát và công suất của chúng P0 (bằng công suất turbin không đổi PT) (2) Lập ma trận Y sau khi xảy ra ngắn mạch (3) Xác định gia số công suất của các máy phát ngay sau khi xảy ra nhiễu (tính toán như ở bước (6) dưới đây) Tại bước tích phân thứ k+1 (bắt đầu từ k=0): (4) Dự đoán gia số tốc độ góc cho bước k+1 từ góc bước hiện tại (k).
- Tính dòng máy phát: EEEVI YV YE.
- Từ đó tính công suất của máy phát và gia số công suất ∆P = PT - P (7) Hiệu chỉnh gia số tốc độ góc bước k+1: Tính theo ∆P cũ và ∆P mới Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học .
- Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học Tính sđđ trong của máy phát và công suất máy phát trong CĐXL.
- Dòng máy phát 1 là Trong đó: 14.
- 0.01749i Từ đó i Sđđ E’ của máy phát 1: 7.
- i Công suất đầu cực máy phát 1 là: 1 = 1* conj( 71) (conj ( 71) chỉ số phức liên hợp của ( 71.
- i Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học Tương tự dòng trong máy phát 2 là: 82 = 84.
- i i i i i i+ (0.15i i i Công suất đầu cực của máy phát 2: 2 = 2*conj i Tương tự dòng trong máy phát 3 là: 93.
- Công suất ở đầu cự máy phát CĐXL là: Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học i i i Trong đó quan tâm đến công suất thực P của các máy phát, giá trị của chúng biến thiên trong QTQĐ.
- Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học Ta cũng ghép thêm 3 nhánh điện kháng máy phát nối với 3 nút trong của máy phát (kí hiệu nút 7-9).
- ee*E ta thu được dòng máy phát: Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học i i i = 2.2824 Từ đó công suất máy phát tính bởi.
- Với máy phát 2: 1()2pkk khPHωωω δ.
- Với máy phát 3: 1()2pkk khPHωωω δ.
- Với máy phát 2: Ta tính được gia số công suất mới 1 = (PT- P ) Với P .
- Với máy phát 3: Ta tính được gia số công suất mới 1 = (PT- P ) Với P .
- Đồ thị điện áp nút tại t cắt là 0.5 (s) Học viên: Phạm Đình Nguyện Cao học Với thời gian ( tcat = 0.5 s ) lớn nhất mà hệ thống ổn định nên (tgh = 0.5s) 3.4.2 Xét ảnh hưởng của mômen cản và ( tcat = 0.6 ( không đổi)) a) Giả sử hệ số cản của các máy phát là ( D =0.05).
- b) Giả sử hệ số cản của các máy phát là ( D =0.1)

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt