Распределения реактивной мощности между СГ

2.14.1. Вывод основных соотношений (вводная часть).

В соответствии с рис.2.26 регуляторы АРН1 и АРЧ1 ведущего генератора обеспечивают постоянство в сети (на шинах ГРЩ) постоянного напряжения U=1 о.е. и постоянной частоты f=1 о.е. Модель ведущего СГ1, оборудованного АРН, рассмотрена в теме 2.10. Распределение между генераторами активной и реактивной мощностей осуществляется регуляторами АРАМ и АРРМ, установленными на каждом ведомом генераторе. Ниже приводится вывод уравнений модели одного из ведомых СГ, оборудованного системами АРАМ и АРРМ.

Полные активная P_Σ и реактивная Q_Σ мощности нагрузки электростанции, имеющей сопротивление Z_H, активную и реактивную составляющие проводимости G_H и В_Н, при U=1=const равны (в относительных единицах)

(2.120)

а суммарные активные и реактивные токи нагрузки –

(2.121)

Далее рассматриваем вариант, когда генераторы ведущий и ведомый имеют одинаковые номинальные полную и активную мощности. Для таких СГ системы АРАМ и АРРМ должны поделить поровну между ними активную Р_Σ и реактивную Q_Σ мощности:

и (2.122)

Между векторами э.д.с. ведомого генератора и напряжением сети устанавливается угол, равный углу нагрузки СГ2. Активная мощность СГ2 (считаем СГ неявнополюсным) равна

(2.123)

где Е_f генератора, наведенная в статоре вращающимся магнитным полем обмотки возбуждения,

(2.124)

Из (2.122), (2.123) и (2.124) следует

(2.125)

Составляющие напряжения статора СГ2 в осях d-q, работающего на сеть с , равны

(2.126)

Из выражения (2.125) и (2.126) следуют выражения составляющих u_d и u_q напряжения СГ2

(2.127)

Векторная диаграмма сигналов статорной цепи СГ2 в осях d-q приведена на рис.2.29.

Из векторной диаграммы имеем

(2.128)

Так как , то из (2.128) следуют определения реактивного i_P и активного i_А токов (в относительных единицах):

(2.129)

Полученное выражение реактивного тока i_P справедливо для любого генератора из работающих в параллель. Оно может быть использовано в описании САУ распределением реактивных токов между СГ.

2.14.2. Моделирование САУ реактивного тока ведомого генератора.

Структурная схема САУ приведена на рис.2.30.

Рисунок 2.30 - САУ распределения реактивного тока между СГ

Сигналом задания САУ является полный реактивный ток I_PΣ нагрузки, который является постоянной составляющей реактивного тока i_PΣ нагрузки, выделенной фильтром низких частот (ФНЧ). Сигналом обратной связи является реактивный ток i_P ведомого генератора. В случае двух параллельно работающих генераторов одинаковой мощности сигнал i_P перед поступлением на элемент сравнения удваивается блоком с коэффициентом передачи равным 2. Этим обеспечивается загрузка СГ2 реактивным током равным половине тока I_PΣ. Сигнал ошибки регулирования Δi_Р поступает на вход регулятора реактивного тока РРТ2, который формирует сигнал напряжения возбуждения u_f СГ2. Выходное напряжение и генератора стабильно равно номинальному, что в относительных единицах, в которых записываются уравнения Парка-Горева, составляет единичный уровень – и=1. Из полного тока i_H нагрузки z_H реактивная составляющая тока i_PΣ. выделяется в соответствии с вторым выражением системы (2.129): .

Генератор СГ2 описывается системой уравнений

(2.130)

где

(2.131)

Элемент сравнения описывается алгебраическим уравнением

(2.132)

Если регулятор РРТ2 является ПИ-типа, то

(2.133)

Третье уравнение системы (2.130) заменяется на следующую систему, состоящую из двух уравнений,

(2.134)

где S₁ и S₂ – переменные-ключи, которые принимают только значения 0 или 1.

В зависимости от значений S₁ и S₂ реализуются различные режимы работы САУ распределения реактивного тока СГ согласно табл.2.3.

Таблица 2.3

Ключи	П-регулятор	И-регулятор	ПИ-регулятор
S1	1	0	1
S2	0	1	1

Итак, моделирование САУ реактивного тока ведомого генератора осуществляется по системе уравнений (2.130), в котором третье уравнение заменено на систему (2.134), с учетом системы (2.131) и уравнения (2.132).

Вопросы для самоконтроля

1. Как рассчитать полные активный и реактивный токи нагрузки электростанции?

2. Как рассчитать активный и реактивный токи ведомого СГ?

3. Поясните по структурной схеме принцип действия САУ распределения реактивных токов параллельно работающих генераторов.

4. Приведите описание управляющих элементов САУ распределения реактивных токов (элемента сравнения и регулятора реактивного тока).

5. Приведите полную систему уравнений модели САУ распределения реактивных токов.

Литература [1-9]