автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Устойчивость работы протяженных электропередач переменного тока с регулируемыми устройствами поперечной компенсации

На правах ру^^си

~ 5 СЕН пп

Кашин Иван Вадимович

УДК 621.315: 621.313.325-52: 519.876.5

УСТОЙЧИВОСТЬ РАБОТЫ ПРОТЯЖЕННЫХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С РЕГУЛИРУЕМЫМИ УСТРОЙСТВАМИ ПОПЕРЕЧНОЙ КОМПЕНСАЦИИ.

специальность 05.14.02 - электрические станции

(электрическая часть), сети, электрические системы и управление ими

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2000

Работа выполнена на кафедре "Электрические системы и сети" Санкт-Петербургского государственного технического университета

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор С.В. Смоловик

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор, член корреспондент РАН Г.Н. Александров

кандидат технических наук, ст.н.с. П.Я. Кац

Ведущая организация

АОНИИПТ

Защита состоиться " 0. "

2000 г. в

часов

на заседании диссертационного Совета К 063.38.24 при Санкт-Петербургском государственном техническом университета по адресу: 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29, главное здание, ауд. 325.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета.

Автореферат разослан " 2000 г.

I Ученый секретарь диссертационного Совета К 063.38.24 д.т.н. доцент

В.А. Масленников

5 ад, ¡и, - т. ч. Р

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время проблема проектирования и юительства протяженных электропередач переменного тока сверхвысокого тряжения актуальна для крупных и промышленно развитых стран и, в эбенности, для России. Строительство и эксплуатация протяженных линий эеменного тока сверхвысокого напряжения имеет широкий спектр шомических, экологических и других преимуществ, основными из которых тяготея:

■ использование экономически более выгодных ресурсов, зачастую удаленных от промышленно развитых регионов;

■ создание мощных межсистемных связей, в том числе и между энергосистемами различных государств;

■ снижение общей установленной мощности энергосистем, из-за несовпадения максимума нагрузок, вследствие разных временных поясов частей объединенной энергосистемы;

• уменьшение резервных мощностей, за счет повышения надежности энергоснабжения;

■ повышение КПД линий сверхвысокого напряжения, за счет увеличения рабочего напряжения;

■ снижение вредных выбросов в окружающую среду, за счет использования более экологически чистых энергоресурсов и удаление от мест с большой плотностью населения.

Повышение предела передаваемой мощности дальних электропередач эеменного тока, для заданного класса напряжения, возможно за счет вдержания напряжения в промежуточных точках линии, которое лцествляется регулированием реактивной мощности с помощью устройств перечной компенсации. Управление компенсирующими устройствами (КУ) здает передаче новые свойства: существенно расширяет диапазон 1МОЖНЫХ длин линии и позволяет реализовать режимы передачи мощностей, 1зких к натуральной, без нарушения статической устойчивости, улучшает 1ество переходного электромеханического процесса, дает бозможность ¡спечить оптимальное распределение напряжения и тока по линии. При боре надлежащих средств компенсации реактивной мощности, управление и способствует ограничению внутренних перенапряжений, что особенно кно для передач класса СВН - т.е. напряжений 750, 1150 кВ и выше, а также, i использовании синхронных компенсаторов (СК), исключает особое »йство линии, связанное с невозможностью работы длинной линии только со тическими устройствами компенсации при полном угле на передаче, 1ьшем 180 эл. град. Устройства компенсации реактивной мощности линии гесообразно применять совместно с мероприятиями по улучшению ¡струкции BJI, такими как создание компактных линий. Эсновными целями данной работы являются:

- разработка методологии универсального математического моделировани. процессов в типовых элементах электрических систем, как в рамках решаемы: задач, так и с обобщением на более широкий спектр научно-практически: проблем;

- определение требований к структуре и работе автоматических регуляторо] возбуждения генераторов, а также регуляторов устройств поперечно! компенсации, установленных в промежуточных точках электропередачи;

- координация настроек регуляторов в рассматриваемой системе;

- анализ рабочих и предельных, по условию статической устойчивости режимов работы дальних электропередач переменного тока;

- создание открытой и универсальной библиотеки математических моделе{ типовых элементов электрических систем.

Основные научные результаты и их новизна заключаются в следующем:

1. Разработана методика математического моделировани! электромеханических переходных процессов протяженных электропереда1 переменного тока на основе использования универсальных математически? моделей типовых элементов электроэнергетических систем, выполненных е среде МаОаЬ 5.2.

2. Предложен и отработан комплексный подход к анализу качестве переходных процессов и оптимизации настроек регуляторов в системе.

3. Предложена наиболее перспективная с экономической и технической точки зрения схема компенсирующего устройства, состоящая из параллельнс работающих управляемого шунтирующего реактора и синхронного компенсатора, относительно небольшой установленной мощности, работающего в нормальном режиме при нулевой выдаче реактивной мощности.

4. Разработаны требования к структуре и настройке регуляторов управляемых шунтирующих реакторов (УШР) и АРВ СК, для различных вариантов их установки.

5. Показано, что использование предложенной схемы параллельной работы УШР и СК в одном промежуточном узле линии существенно расширяет область рабочих режимов дальних передач переменного тока, и особое свойство линии в этом случае не проявляется.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработанные комплексные методы анализа свойств протяженных электропередач с поперечной компенсацией реактивной мощности и полученные результаты могут использоваться в научно-исследовательских, проектных и эксплуатационных организациях, при решении задач перспективного развития энергосистем, создания крупных энергообъединений, определения допустимых условий функционирования ЭЭС, выбора средств режимного управления, разработке мероприятий по улучшению технико-экономических показателей дальних передач переменного тока. Разработанная библиотека математических моделей типовых элементов электрических систем успешно использовалась в научной работе кафедры ЭСиС СПбГТУ.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на учно-технических конференциях, проводимых в СПбГТУ, и научных чинарах кафедры ЭСиС. По теме диссертации опубликовано пять печатных бот.

Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, четыре авы, заключение, список литературы и приложение. Общий объем составляет 6 страниц; основная часть 160 страниц, включающая 45 рисунков и 9 таблиц, иложение 6 страниц. Библиография содержит 96 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, введены цели и основные положения, вынесенные на защиту, приведен аткий обзор диссертации.

В первой главе рассматриваются общая проблематика использования пьних электропередач переменного тока, основные теоретические ложения, дана классификация и описание компенсирующих устройств, общается накопленный опыт исследований в данной и смежных областях гктроэнергетики, отмечены наиболее перспективные мероприятия по учшсншо технико-экономических показателей и повышению пропускной особности дальних электропередач переменного тока.

Во второй главе приведена методология построения универсальных тематических моделей типовых элементов расчетной схемы, алгоритм :чета установившегося режима передачи, подробно представлены тематические модели элементов, даны обоснования выбора используемых в Зоте моделей, а также некоторые результаты расчета, характеризующие бранную методику моделирования.

Исследования проводились для схемы электропередачи, представленной на с.1. Расчетная схема представляет собой эквивалентный генератор, зотающий параллельно с приемной системой неограниченной мощности жз протяженную линию электропередачи переменного тока класса 1150 кВ, делируемую цепочной схемой. Каждый участок цепочной схемы едставлялся П-схемой замещения, нумерация узлов линии велась от оратора, начиная с первого. В точках деления линии установлены тройства управляемой поперечной компенсации параметров :ктропередачи, поддерживающие напряжение в узлах подключения в щнных пределах и обеспечивающие баланс реактивной мощности в узле. В 1сствс таких устройств рассматривались управляемые шунтирующие жторы, синхронные компенсаторы, а также вариант их совместной работы в ном узле. Все трансформаторы полагались идеальными. На шинах эедающей станции также установлен реактор, что исключало режим гребления генератором реактивной мощности. Приемная система швалентировалась шинами бесконечной мощности (ШБМ). В расчетах эдилось малое индуктивное сопротивление приемной системы Х5у5, для ределения тока приемной системы. Все расчеты велись в относительных

единицах, при использовании координатной системы генератора д;

математического описания всех элементов расчетной схемы. За базисный узел расчетах принимался узел шин отправной станции.

СГ 1 2 3 1 п ШБ

ШР КУ КУ КУ КУ

Рис.1. Схема электропередачи.

Расчетную схему удобно разделить на ряд однотипных элементов описываемых своими наборами дифференциальных и алгебраически; уравнений. Каждый элемент характеризуется набором входных и выходньп параметров, которые описывают процессы внутри каждого элемента и егс влияние на другие элементы расчетной схемы. Кроме того, необходимс установить связи между элементами системы, эти связи могут быть записань как в форме алгебраических, либо других уравнений, так и с помощьк графической интерпретации, выполненной во многих современны? программных пакетах. На рис.2, представлена структура расчетной схемь любого элемента, иллюстрирующая данный подход.

1щ

1П2

Математическое описание элемента:

Уравнение I Q

Входные параметры

Уравнение 2 Г

Уравнение 3 £

Уравнение п [_

Oufi

OUÍ2

Out3

Ouíi,

Выходные параметры >элемента

Рис.2. Структура расчетной схемы элемента.

Для однозначного и полного математического описания расчетной схемы, представленной па.рис.1., необходимо:

1. выделить все элементы в расчетной схеме, учитывая наглядность и достаточность математического описания;

2. определить количество однотипных элементов в схеме;

3. математически описать каждый элемент с помощью алгебраических и дифференциальных уравнений;

4. определить входные и выходные параметры каждого элемента, входной параметр одного элемента может являться выходным параметром другого;

5. установить связи между элементами.

В расчетной схеме, представленной на рис.1., можно выделить следующие эднотипные элементы:

■ генератор и синхронный компенсатор, которые описывались уравнениями Парка-Горева, с использованием системы относительных единиц взаимного типа "хаа ", для которой, за счет применения одинаковых базисных мощностей для всех контуров, сохраняется форма уравнений при переходе от именованных единиц к относительным;

■ автоматический регулятор возбуждения (типа АРВ СДП1);

■ силовая часть управляемого шунтирующего реактора (УШР), который моделировался переменной индуктивностью, с учетом переходных процесов в первичной обмотке;

регулятор УШР;

узел на линии, при этом в линии учитывались все активные сопротивления и проводимости, переходные процессы в продольной индуктивности и поперечной емкости. Зсе регуляторы описывались набором передаточных функций и инерционных усилителей, со своим набором входных режимных »аметров и одним выходным, регулируемым режимным параметром. Гакой подход к математическому описанию элементов любой расчетной мы имеет ряд существенных преимуществ - во многих задачах часто :ерес представляет не вся совокупность процессов, происходящих в том или >м элементе расчетной схемы, например в генераторе, а его влияние на тие элементы этой схемы, либо какие-то определенные параметры: токи, [ряжения, углы и т.д. Кроме того, появляется возможность создания таточно универсальной библиотеки математических моделей большинства овых элементов электроэнергетических систем. При использовании такой шиотеки, для решения различных задач в разнообразных схемах, бходимо лишь описать связи между элементами и задать начальные чения всех переменных. Для любого типового элемента существует можность создания математической модели различной степени подробности ;етализации, а также создания подмоделей частей типовых элементов темы. С другой стороны, в некоторых случаях целесообразным является единение нескольких типовых элементов в один макроэлемент, например кольких узлов линии с установленными в них компенсирующими зойствами. При этом необходимо заново определять связи нового элемента

с другими, входящими в систему, т.е. переопределять входные и выходны параметры.

В третьей главе дано краткое описание некоторых особенносте] математического пакета МАТЬАВ 5.2, применительно к решению задач связанных с исследованиями процессов в электрических системах, а такж! приведено описание разработанной библиотеки моделей типовых элементов.

В четвертой главе представлены результаты исследований рабочих I предельных режимов дальних передач различной длины, даны рекомендацш по выбору структуры и совместной настройки регуляторов УШР, АР! генератора и СК, при различных схемах установки компенсирующие устройств, определены технические границы применения реакторов, а такж( целесообразность применения в качестве компенсирующих устройст1 синхронных компенсаторов.

Любую регулируемую систему, математическая модель которой записан; через заданные переменные состояния в нормальной форме Коши, можне представить в следующем виде:

X = А X + В и, У =С X +о и ,

где А, В, С и Б матрицы пространства состояний, обеспечивающие линейную связь входа - выхода в указанной форме; X - вектор переменных состояния; и и У - векторы входных и выходных переменных обобщенного регулятора, соответственно.

Элементы матрицы А зависят от начальных значений вектора состояний Хо. т.е. от установившегося режима системы, в окрестностях которого произведена линеаризация, таким образом, каждому возможному установившемуся режиму соответствует своя матрица состояний. Динамические свойства системы определяются характеристическими числами матрицы А, ранг которой, а, следовательно, и количество характеристических чисел, равен количеству дифференциальных уравнений, описывающих систему. Средства БтшИпк позволяют легко проводить линеаризацию нелинейной модели, включающую в себя нелинейности в виде произведений и тригонометрических функций, в окрестностях любого установившегося режима, с достаточной степенью точности, для этого необходимо построить модель системы в среде БшиНпк и задать начальные значения всех переменных состояния, т.е. предварительно рассчитать установившейся режим. Оценка качества переходных процессов выполнялась как на основе анализа временных зависимостей режимных параметров, получаемых при численном интегрировании нелинейной системы дифференциальных уравнений, так и на основе анализа собственных чисел системы линеаризованных уравнений. Оба метода обладают своими достоинствами и недостатками и, в принципе, взаимодополняют друг друга. На графике переходного процесса удобно наблюдать характер изменения любого режимного параметра системы, при этом легко определяется время затухания переходного процесса в случае сохранения устойчивости системы; оценивать

эсолютное его изменение, что особенно важно при рассмотрении нескольких егуляторов в одной точке; кроме того, сразу определяется характер поведения истемы: апериодический, либо колебательный, характер колебаний чектромагнитный или электромеханический и т.д. Анализ характеристических исел линеаризованной системы дает общую картину наличия и затухания зждой колебательной либо апериодической составляющей свободного вижения системы. Характеристические числа представлялись в форме р=а+]Р,

а - затухание, р - частота колебаний, выраженная в Герцах. Показано, что при работе генератора на шины бесконечной мощности через аник» без промежуточных компенсирующих устройств, в диапазоне длин лнии до 1000 км, не существует проблемы передачи мощности, меньшей атуральной. Однако, несмотря на отсутствие ограничений по устойчивости, /шествует более жесткий критерий ограничения работы - по повышению спряжения в середине участка. Для линий класса СВН допускается эвышение напряжения не более 1.05и„„м, это, в основном, связано с леньшением затрат на изоляционные материалы, и максимально возможная шна участка линии без промежуточных компенсирующих устройств, для »стоты напряжения 50 Гц составляет 600 км., для частоты напряжения 60 Гц -Ю км. При увеличении длины линии, появляется необходимость разбиения шии на участки длиной менее 600 км, в точках деления линии :танавливаются регулируемые компенсирующие устройства.

Л

0.95 0.9 0 85 0.8 0.75 0.7

0.1 0 2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 р

Рис.3. Зависимость КПД линии от передаваемой активной мощности

Существенной особенностью установившихся режимов дальних передач ременного тока является практически полная компенсация реактивной |щности, генерируемой самой линией, генератором отправной станции и СК, случае работы в режиме выдачи реактивной мощности. С увеличением редаваемой по линии мощности уменьшается требуемая мощность КУ, нако установленная мощность КУ определяется зарядной мощностью линии, :. режимом холостого хода линии. Распределение токов и напряжений по нии, для заданного класса напряжений, определяется активной и реактивной

мощностью на шинах отправной станциии, в промежуточных точках лини постоянство напряжения в заданных рамках поддерживается с помощь: регулирования режима потребления или выдачи (для режима передач мощности, большей натуральной) реактивной мощности КУ. Одним из важны технико-экономических показателей работы любого энергооборудования и, частности, дальних электропередач переменного тока является его КПД. Н рис.3, представлены зависимость КПД линии от передаваемой полезно мощности для линий различной длины.

На первом этапе исследования, в качестве КУ были использованы тольк< УШР, структура регулятора которых представлена на рис. 4, в качестве входные параметров регулятора УШР использовались: отклонение напряжения в точк< подключения реактора, отклонение полного угла на передаче и отклонена полного тока линии. Приведенная структура регулятора справедлива для част! системы регулирования, отвечающей за работу в нормальных режимах \ выполняющей функции регулирования напряжения. При работе УШР i аварийных режимах, режимах коммутации линии и гашения дуги в паузе ОАПВ появляется необходимость использования в системе регулирована отдельного быстродействующего блока форсировки параметров реактора, с приоритетом выше регулятора нормального режима. При использовании i качестве компенсирующих устройств одних УШР, на работу дальней линш: накладывается ограничение по предельному полному углу на передаче, выраженное в нарушении колебательной устойчивости, при этом угол на передаче не может превышать 180 эл.град. Это приводит к существенному снижению предельно возможной передаваемой мощности, по мере увеличения длины линии, уже при длинах линии свыше 2500 км., предельная передаваемая мощность становится недопустимо низкой - порядка 0.8РН. С увеличением

пины линии возникает необходимость уменьшения коэффициентов усиления шалов регулирования, как у регулятора УШР, так, в меньшей степени, и у РВ генератора. Особенно сильно это проявляется в уменьшении по Зсолютному значению коэффициентов К„р и Кюр, практически на порядок. При тинах линии, больших 2000 км., проявляется негативное влияние канала по гклонению полного тока линии в регуляторе УШР, что вынуждает отказаться г этого канала в схемах с одними реакторами при длинах линии, больших 2000 л. Необходимо отметить и тот факт, что при приближении полного угла на гредаче к 180 эл.град, усложняется выбор не только оптимальных, но и эпустимых настроек регуляторов, что вызвано сужением диапазона рабочих [ачений коэффициентов усиления всех каналов регулирования. Другой ;обенностью использования УШР в качестве компенсирующих устройств, щяется необходимость увеличения минимально возможной постоянной >емени регулятора УШР Тр при увеличении длины линии, почти на порядок в осматриваемом диапазоне длин линии, так, для линий длиной до 1800 км. тоимально возможное значение Тр=0.5 е., а при 2600 км - Тр=3 с. Решить проблему уменьшения предельной передаваемой по линии згцности, с увеличением длины линии, позволяет использование в качестве V синхронных компенсаторов, имеющих естественную внутреннюю ЭДС и ¡ханическую инерцию. Даже при установке СК ие во всех промежуточных лах, особое свойство линии не проявляется. Однако следует иметь в виду, что бота в узле только СК (рис. 5 а), имеет ряд существенных недостатков:

- значительную установленную мощность СК: так как установленная мощность КУ выбирается исходя из зарядной мощности линии, поэтому установленная мощность СК будет весьма значительной - Оптах=РД-

- необходимость работы СК в режимах потребления реактивной мощности: так как линий обычно работают в режиме передачи мощности, меньшей натуральной, то СК вынужден потреблять реактивную мощность, а, следовательно, работать в режиме глубокого недовозбуждения, что негативно влияет как на запас устойчивости, так и на регулировочную способность СК;

менее эффективная, по сравнению с реакторами, возможность ограничения неизбежно возникающих при эксплуатации перенапряжений. При использовании неуправляемого реактора, подключенного параллельно С в одной точке линии (рис.5, б), удается устранить часть перечисленных достатков, однако при передаче по линии мощностей, близких к натуральной, юрируемая линией реактивная мощность весьма мала, реактор при изменной проводимости потребляет реактивную мощность, почти равную эей номинальной мощности, и СК по режимным соображениям вынужден 5отать в области перевозбуждения и выдавать в систему мощность, шнимую с номинальной мощностью реактора, т.е. установленная мощность I будет такой же, как и в первом случае. Наличие двух мощных силовых гройств ухудшает технико-экономические показатели передачи, тановленную мощность СК можно снизить, используя коммутацию групп

УШР, однако возникающие при этом технические сложности: появлени перенапряжений при отключении реактора, кратность которых может достигат 2.5...3, увеличение количества высоковольтных выключателей и сами реакторов, меньшей номинальной мощности, и, как следствие, снижение обще надежности, а также увеличение эксплуатационных и капитальных затра делают нецелесообразным использования такого решения.

Рис.5. Схемы подключения СК, в качестве компенсирующего устройства на

линиях СВН.

Предложенная автором схема работы в одной точке двух управляемы: устройств - СК и УШР рис.5 (в), позволяет существенно снизит установленную мощность СК. Реактивная мощность СК технически може варьироваться в рамках его установленной мощности, как на выдачу, так и н. потребление. Известно, что регулирующие эффекты реактивной мощности CI по ЭДС и напряжению максимальны в режиме нулевой выдачи реактивно] мощности - Qck=0, поэтому при подключении СК параллельно УШР целесообразна работа компенсатора при нулевой выдаче реактивной мощности и его задачей является только поддержание устойчивости передачи i демпфирование колебаний. Кроме того, потери в СК при работе в такоъ режиме минимальны. Задачу потребления избыточной реактивной мощности генерируемой линией, берет на себя управляемый реактор, который меняе-свою проводимость в зависимости от режима. При правильной совместно! настройке АРВ СК и регулятора УШР, после возмущения СК долже1 оставаться в режиме близком к нулевой выдаче мощности.

Особенности параллельной работы СК и УШР в одном узле, совместны! анализ работоспособности каналов регулятора УШР и АРВ СК, а также выбо{ допустимых значений коэффициентов усиления каналов рассматривается ш примере схемы, представленной на рис. 1. Протяженная линия длиной 2200 км моделировалась четырьмя одинаковыми П-ячейками. Выбор длины линш обусловлен тем, что угол в этом случае для мощностей порядка (0.9... 1.0) Рн близок к 180 эл.град., при такой достаточно большой длине, в полной мер; проявляются все свойства протяженной линии, и вместе с тем, выбор iiacxpoei всех регуляторов возможен в более широком диапазоне, чем при больше! длине линии. На шинах отправной станции установлен неуправляемый реактор (узел 1), управляемые реакторы установлены в узлах 2, 3 и 4, кроме того, в узле 3, т.е. в середине линии, установлен эквивалентный СК. Реактивная мощность

лдаваемая генератором в сеть, при его загрузке по активной мощности -=0.5... 1.0, выбиралась равной 0.2. В ходе исследования маловозмущенных феходных процессов в системе, выяснилось сильное влияние на :мпфирование и частоту электромеханических колебаний канала :гулирования по первой производной полного угла на передаче АРВ СК птимальное значение Ксос=3...5). Влияние на демпфирование каналов по :рвой производной напряжения и второй производной полного угла на :редаче проявляется в меньшей степени (оптимальные значения Ка>1с—5 ...10 Ки1с=-10...-15). Канал регулирования по отклонению тока обмотки »збуждения не оказывает влияния на демпфирование колебаний, кроме того, m относительно небольших значениях начиная с Kifc=-2 и больше, [блюдается процесс колебательной неустойчивости, что делает шоэффективным использование этого канала, поэтому в расчетах шнималось значение Kifc=-0.3. Функцией канала регулирования по клонению напряжения является поддержание на шинах СК напряжения в данных рамках (оптимальное значение Кис=-30...-50).

При относительно коротких линиях возможно использование совместного тулирования в одном узле СК и УШР, оснащенного регулятором, »едставленном на рис.5, однако при длинах линии больше 3300 км юявляется конфликт между системами регулирования СК и УШР, вызванный уществлением регулирование по одинаковым режимным параметрам: клонению напряжения, первой и второй производной частоты, выраженный в зникновении электромагнитной неустойчивости, частота электромагнитных лебаний в этом случае близка к 10 Гц. Отключение управления реактора в ле с СК позволяет решить проблему возникновения высокочастотных затухающих колебаний, и такой режим работы передачи будет устойчивым. iK уже отмечалось выше, использование неуправляемых реакторов целесообразно, поэтому необходимо осуществлять регулирование раметров реактора по другим режимным параметрам, чем те, которые пользуются в АРВ синхронного компенсатора - например только по полному ку на линии, полной или активной передаваемой мощности и т.д. Поскольку эпически проще производить измерение тока на линии, то управление будем уществлять по отклонению тока линии. На рис.6. представлена структурная гма пропорционального одноканального регулятора УШР.

AI

1

0.05S+1 Т

Tp.s+1

-*ALp

Kip

Рис.6. Структурная схема регулятора УШР.

Подобное регулирование позволяет использовать достаточно стродействующие регуляторы с постоянной времени Тр порядка 0.2... 1.0 е.,

в отличие от соответствующего канала унифицированного регулятора, используемого в других узлах линии. Увеличение постоянной времени регулятора реактора не только не требуется, но и нежелательно из-за увеличении времени затухания переходных процессов в передаче. Значение коэффициента усиления канала по отклонению полного тока на линии реактора - К|р выбирается из соображения, что изменения проводимости реактора должно быть таким же, как соответствующее изменение проводимости в случае традиционного регулирования, при одинаковом возмущении. В противном случае происходит дисбаланс распределения нагрузки СК и УШР. Решить эту проблему в принципе возможно, путем взаимного регулирования реактора и СК по одному из параметров друг друга, например по токам в продольной оси. В условиях эксплуатации значение этих виртуальных параметров не трудно получить путем добавления решающего элемента в систему регулирования УШР и СК.

Sc

-0.75+J0.94

-0.75-10.94

-0.92+j0.37

-0.92-p.37

-0.72+10 14

-С 72-Р 14

> а)

Sc

+0.38+j2.0533 +0.38-j2.0533 -1 OS+jO 38 -1 08-jO 38 -0.72 »-¡0.14 -0.72-|b.14

6)

t,c

t,c

Рис. 7. Переходный процесс, вызванный скачкообразным увеличением мощности турбины, при работе генератора через линию 2200. км, моделируемую 4 П-ячейками, на ШБМ, УШР в узлах 1-4 и СК в узле 3. Исходный режим Р=0.9 (Р„=7340 MB A), Q=0.2, ЛР=0.01, Qck=0. a) SckHOM-320 MBA. Tjc=10 с. б) Бскном=320 MBA. Tjc=2 с.

Из рис. 7. видно, что с уменьшением механической инерционной постоянной Т^ СК, при неизменной установленной мощности, увеличивается частотота электромеханических колебаний ротора СК, с одновременным ухудшением затухания этой составляющей, вплоть до нарушения колебательной устойчивости. Именно малое значение Т^, а не малая установленная мощность СК, является причиной колебательной неустойчивости системы на частоте электромеханических колебаний ротора СК, порядка 1...2 Гц. Увеличение значения приводит к снижению частоты колебаний ротора СК. Следует отметить, что условиях реальной эксплуатации, технически не представляет труда увеличить механическую постоянную времени СК, путем закрепления на роторе дополнительных масс, тем самым улучшив демпферные свойства СК. Теоретически, при правильной совместной настройке регуляторов СК и УШР возможно и дальнейшее снижение установленной мощности СК, при сохранении значений Т^ порядка 2...5 е., при этом необходимо увеличивать

5

0

2

6 В

4

ачения активных сопротивлений демпферных контуров СК, которые сцественно влияют на затухание колебаний ротора СК, что позволяет сколько снижать значение Однако при этом снижается регулировочный апазон СК, и тогда достоинство СК, заключающееся в возможности менения своей загрузки по реактивной мощности, в рамках своей минальной мощности, как в сторону потребления, так и выдачи, пропадает, отому целесообразно принимать установленную мощность СК в узле рядка (0.05...0.1)Р„, исходя из типового ряда номинальных мощностей. Анализ предельных режимов, для линий, использующих в качестве «пенсирующих устройств СК и УШР, будем проводить для схемы, гдставленной на рис.1. В середине линии, независимо от длины, установлен работающий параллельно УШР, оснащенного пропорциональным ■улятором указанной структуры. Количество необходимых П-ячеек, в шсимости от длины линии, определяется следующим образом: от 1200 до 30 км - 4 П-ячейки, от 2400 до 3600 км - 6 П-ячеек, от 3600 до 4800 км - 8 П-гек.

а

1.2 1

08 06 04 02 0

0 005 0.01 0 015 0 02 0025 003 0 035 004 г

1 где

Рис. 8 . Зависимость затухания колебаний ротора СК от значения ктивных сопротивлений поперечного демпферного контура СК{ггцс= гГ2ЧС).

^ увеличением длины линии предельная, по условиям статической :ойчивости, активная мощность уменьшается, и, начиная с 1900 км, ловится меньше натуральной. Снижение предельной мощности становится )бенно заметным при длинах линии свыше 4200 км, что соответствует 2100 между эквивалентными генератором и СК, СК и приемной системой. При :ой длине в некоторой мере проявляются свойства линий с только тическими устройствами компенсации, а именно: заметное снижение сдельной передаваемой по линии активной мощности, при увеличении длины ши; необходимость уменьшения коэффициентов усиления всех каналов улирования УШР. Вплоть до длины линии 3400 км, предельная сдаваемая мощность мало отличается от значения порядка 0.93, при этом шый угол на передаче растет за счет увеличения длины линии. Значения ивных сопротивлений демпферных контуров СК выбирались исходя из ¡спечения хорошего демпфирования колебаний ротора с частотой 1..2 Гц. ияние значений активных сопротивлений продольных демпферных контуров ! на показатель затухания проиллюстрировано на рис.8. Во всех случаях

реактивная мощность, выдаваемая эквивалентным генератором в систем) принималась равной 0.2, настройки его АРВ принимались следующими: К„=-50, К„(—15, К0=5, Ки1=15, К,г=-20.

Таблица 1

Предельные режимы для пинии с использованием в качеств компенсирующих устройств УШР и СК.___

длина, км Рпр доминирующие характеристические числа 5пр (бл), град Коэффициенты регуляторов Тр, с

3400 бП-яч 0.93 -0.276-^0.882 -0.276-j0.882 -0.834-bj0.319 -0.834-j0.319 232.08 (176.98) УШР: Кир=-20, Ксор=3, Кш1р=1, Клр=0.1 СК: Ггцс= гГ2ЧС—0.081 3

3600 6 П-яч 0.91 -0.144-j0.837 -0.14-j0.837 -0.9114j0.272 -0.911-j0.272 236.36 (181.85) УШР: Кир=-15, Ксор=3, Кш1р=1, Юр=0 СК:ггцс=ГЙчс=0.081 5

3800 8 П-яч 0.88 -0.286-i-j0.983 -0.287-j0.983 -0.92l4-j0.290 -0.921-j0.290 240.91 (187.31) УШР: Кир=-10, К©р=2, Ксо1р=0.5, Клр=0 СК: гг,чс= гг2<1с=0.04 5

4000 8 П-яч 0.87 -0.272-t-j0.978 -0.272-j0.978 -0.812-Hj0.369 -0.812-j0.369 247.02 (193.73) УШР: Кир=-10, Ксор=1.5, Кш1р=0.1,Клр=0 СК: гГ1Чс= Гг2дС=0.04 5

4200 8 П-яч 0.85 -0.2224-j0.968 -0.222-j0.968 -0.7934-j0.362 -0.793-30.362 250.0 (197.47) УШР: Кир=-10, Кшр=1.5, Кш1р=0.1, Юр=0 СК: гг1чс= гй„с=0.04 7

4400 8 П-яч 0.8 -0.219-i-j0.979 -0.219-j0.979 -I.4134-j0.269 -I.413-j0.269 244.26 (193.28) УШР: Кир=-5, Ксор=1.5, Ко1р=0.1,Юр=0 СК:гг1чс=0.03,г,2<|с=0.035 7

4600 8 П-яч 0.78 -0.3394-j0.937 -0.339-j0.937 -0.9694-j0.315 -0.969-j0.315 245.81 (195.56) УШР: Кир=-5, Кшр=1, Ки>1р=0.1, Юр=0 СК: Гг1чс=ГГ2ЧС=0.035 7

4400 8 П-яч СКв узлах 3, 5, 7. 5с=320 0.92 -0.252+/0.714 -0.252-j0.714 -0.761+] 0.993 -0.761-¡0.993 -0.464-j0.95 -0.464-j0.95 276.45 (221.64) УШР: Кир=-50, Ксир=5, Ка)1р-3, Шр=0 СК: г,1чс=гг2яс=0.085 7

Существенно увеличить предельную передаваемую по линии мощносп возможно путем уменьшения расстояния между узлами установки СК. Прг установке СК параллельно реакторам в узлах 3, 5, 7, т.е. при чередовании узлох с установленными только УШР и параллельной работой СК и УШР, для линии длиной 4400 км. предельная передаваемая мощность увеличивается до 0.92. Е

зм случае, расстояние на передаче между элементами с естественной утренней э.д.с не превышает 1500 км., и свойства длинной линии во многом ределяются длинной этого участка, именно это обстоятельство позволяет гличить значение предельной передаваемой по линии мощности.

Заключение.

На основании проведенных теоретических и расчетных исследований, по «ной диссертационной работе можно сделать следующие основные выводы: Разработаны и апробированы методы математического моделирования электромеханических переходных процессов протяженной электропередачи переменного тока, оборудованной управляемыми шунтирующими реакторами трансформаторного типа и синхронного компенсаторами. Методика реализована в виде библиотеки моделей типовых элементов электроэнергетической системы и набора программ для исследования режимов, переходных процессов и определения показателей устойчивости, на базе математического пакета Matlab 5.2.

Выполнены исследования режимов и показателей статической устойчивости протяженных линий электропередач, произведен анализ протекания переходных процессов. Показано, что параллельная работа в качестве компенсирующих устройств, УШР и СК в одном узле, существенно расширяет диапазон возможных длин линии и позволяет реализовать режимы передачи мощностей, близкие к натуральной. Особое свойство линии, связанное с невозможностью работы длинной линии только со статическими устройствами компенсации, при полном угле на передаче, большем 180 эл.град, в такой схеме не проявляется.

Приведены рекомендации по выбору унифицированной структуры и настройке регуляторов УШР, работающих, как совместно с СК в одном узле, так и без него. Произведена координация настроек регуляторов УШР, АРВ СК и АРВ эквивалентного генератора.

Во избежание конфликта двух регуляторов, регулирование УШР, работающего параллельно с СК в одном узле, целесообразно производить по другим режимным параметрам, чем регулирования СК, например по полному току линии, при этом целесообразно минимизировать значение постоянной регулятора реактора.

При работе в узле одного УШР, постоянная времени регулятора реактора должна увеличиваться с ростом угла на передаче.

Использования взаимного регулирования СК и УШР по параметрам друг друга позволяет добиться того, что после изменения мощности эквивалентного генератора отправной станции, при переходе к новому режиму потребляемая СК реактивная мощность близка к нулю. В этом случае, возможно использования СК достаточно малой установленной мощности, поскольку установленная мощность СК практически не влияет на его регулировочную способность и возможность демпфировать колебания широкого спектра частот.

7. На способность СК демпфировать колебания в системе и обеспечиват приемлемое качество переходных процессов и достаточный запас, ка колебательной, так и апериодической устойчивости существенное влияни оказывает механическая инерционная постоянная ротора СК - Tjc, независимости от установленной мощности СК, значение ее должн составлять порядка 3...5 с.

8. Существенное влияние на демпферные свойства СК оказывает значени активного сопротивления его демпферных контуров в поперечной оси. 4ei эти значения больше, тем лучше демпферные свойства СК, что позволяе несколько снизить значение механической инерционной постоянно времени СК.

9. На дальней передаче переменного тока расстояние между элементам! имеющими схему замещения ЭДС за индуктивным сопротивлением эквивалентным генератором отправной станции, СК, приемной системой н должно превышать 1500... 1800 км., в противном случае начинаю проявляться негативные свойства длинной линии, снабженной тольк статическими компенсирующими устройствами.

10. Изменение напряжения на передаче определяется длиной участка линии, не полной длиной линии.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Беляев А.Н., Кашин И.В., Смоловик C.B. "Исследования режимов i устойчивости протяженных линий электропередачи." // Фундаментальны исследования в технических университетах. Материалы научно-техническо! конференции. - 1997, с. 55-56, С.-Пб.: СПбГТУ, - 482 с.

2. Кашин И.В., Смоловик C.B. "Использование УШР и СК при работ электрической станции на сверхдальнюю линию электропередач! переменного тока." // Фундаментальные исследования в технически: университетах. Материалы научно-технической конференции. - 1998, с. 154 155, С.-Пб.: СПбГТУ,- 308 с.

3. Кашин И.В., Рындина И.Е., Смоловик C.B. "Разработка методо! математического моделирования сверхпроводникового индукционной накопителя энергии для анализа режимов работы энергосистем." / Фундаментальные исследования в технических университетах. Материаль научно-технической конференции. - 1998, с. 84-85, С.-Пб.: СПбГТУ, - 308 с.

4. Кашин И.В., Смоловик C.B. "Моделирование типовых элементе! электроэнергетических систем." // Фундаментальные исследования i технических университетах. Материалы научно-технической конференции. • 1999, с. 127, С.-Пб.: СПбГТУ. - 308 с.

5. Кашин И.В., Смоловик C.B. Устойчивость работы протяженны* электропередач переменного тока с регулируемыми устройствам! поперечной компенсации. - Электричество, 2000 (принята y опубликованию).

Введение.

ГЛАВА. 1. ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОЧИХ

РЕЖИМОВ И УСТОЙЧИВОСТЬ ДАЛЬНИХ ПЕРЕДАЧ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

1.1. Анализ теоретических и практических исследований в области обеспечения работоспособности протяженных электропередач переменного тока.

1.2. Обеспечение рабочих режимов дальних электропередач переменного тока.

1.3. Проблемы исследования устойчивости дальних электропередач переменного тока.

1.4. Регулируемые устройства компенсации реактивной мощности протяженных линий электропередач переменного тока.

1.5.Задачи диссертационной работы.

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТИПОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

ДАЛЬНЕЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

2.1. Методология математического описания расчетной схемы дальней электропередачи.

2.2. Математическое моделирование синхронного генератора.

2.3. Моделирование длинной линии.

2.4. Расчет установившегося режима передачи.

2.5. Математическое описание автоматического регулятора возбуждения.

2.6. Моделирование управляемого шунтирующего реактора и синхронного компенсатора.

ГЛАВА 3 ПРИМЕНЕНИЕ ПАКЕТА MATLAB ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ И ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ.

ГЛАВА 4 УСТАНОВИВШИЕСЯ РЕЖИМЫ И УСТОЙЧИВОСТЬ ДАЛЬНИХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

4.1. Работа эквивалентного генератора на линию без промежуточных компенсирующих устройств.

4.2. Особенности режимов дальних передач переменного тока.

4.3. Выбор оптимальной структуры регулятора управляющего шунтирующего реактора.

4.4. Статическая устойчивость дальней передачи с управляемыми шунтирующими реакторами.

4.5. Особенности параллельной работы управляемого шунтирующего реактора и синхронного компенсатора, установленных в одной точке.

4.6. Статическая устойчивость дальней передачи с синхронными компенсаторами и управляемыми реакторами.

В настоящее время в мировой энергетике наблюдаются тенденции к расширению производства электрической энергии в местах с большой концентрацией гидро-, тепло- и нетрадиционных энергоресурсов, которые, как правило, удалены от потребителя на значительные расстояния, до нескольких тысяч километров. В качестве примера можно привести: одну из крупнейших в мире ГЭС - Итайпу на реке Парана, практически вся мощность которой передается на расстояние около 1000 км. Существует проект освоения притоков Амазонки и сооружения Амазонских ГЭС в Бразилии, который потребует решения вопроса о передаче 6-8 ГВт на расстояния 1.5-1.8 тыс. км. В стадии рассмотрения находится проект сооружения гидростанций на реке Конго и передачи мощности в Египет, Северную Африку, а возможно, и в систему иСРТЕ [4]. .Все эти проекты требуют совершенной, экономически обоснованной и экологически безопасной технологии передачи электрической энергии на сверхдальние расстояния. Эта проблема особенно актуальна для крупных и промышленно развитых стран, и, в особенности, для России. Строительство и эксплуатация протяженных линий переменного тока сверхвысокого напряжения имеет широкий спектр экономических, экологических и других преимуществ, основными из которых являются:

- использование экономически более выгодных ресурсов, зачастую удаленных от промышленно развитых регионов;

- создание мощных межсистемных связей, в том числе и между энергосистемами различных государств;

- снижение общей установленной мощности энергосистем, из-за несовпадения максимума нагрузок, вследствие разных временных поясов частей объединенной энергосистемы;

- уменьшение резервных мощностей, за счет повышения надежности энергоснабжения;

- повышение КПД линий сверхвысокого напряжения, за счет увеличения рабочего напряжения;

- снижение вредных выбросов в окружающую среду, за счет использования более экологически чистых энергоресурсов и удаление от мест с большой плотностью населения.

Повышение предела передаваемой мощности дальних электропередач переменного тока, для заданного класса напряжения, возможно за счет поддержания напряжения в промежуточных точках линии, за счет регулирования в них реактивной мощности с помощью устройств поперечной компенсации. Управление компенсирующими устройствами придает передаче новые свойства. В частности, управление поперечной компенсацией, рассматриваемое в данной диссертационной работе, увеличивает пределы статической устойчивости, улучшает качество переходного электромеханического процесса, дает возможность обеспечить оптимальное распределение напряжения и тока по линии. При выборе надлежащих средств компенсации реактивной мощности, управление ими способствует ограничению внутренних перенапряжений, что особенно важно для передач классов напряжения 750, 1150 кВ и выше. В качестве таких устройств возможно использовать синхронные компенсаторы, управляемые шунтирующие реакторы, статические тиристорные компенсаторы, сверхпроводниковые индуктивные накопители энергии (СПИНЭ) и их комбинации. Использование устройств компенсации реактивной мощности линии целесообразно совместно с мероприятиями по улучшению конструкции BJ1, такими как создание компактных линий [2, 4, 5].

Основными целями данной работы являются:

- разработка обобщенного подхода к исследованию режимов и устойчивости дальних передач переменного тока;

- разработка методологии универсального математического моделирования процессов в типовых элементах электрических систем, как в рамках решаемых задач, так и с обобщением на более широкий спектр научно-практических проблем;

- определение требований к структуре и работе автоматических регуляторов возбуждения генераторов, а также регуляторов устройств поперечной компенсации, установленных в промежуточных точках электропередачи; в качестве таких устройств в рамках данной диссертации рассматривались только синхронные компенсаторы и управляемые шунтирующие реакторы;

- координация настроек всех регуляторов в рассматриваемой системе;

- анализ рабочих режимов работы дальних электропередач;

- анализ предельных, по условию статической устойчивости, режимов работы дальних электропередач;

- создание открытой и универсальной библиотеки математических моделей типовых элементов электрических систем.

Оценка качества переходных процессов строилась как на основе анализа временных зависимостей режимных параметров, получаемых при численном интегрировании нелинейной системы дифференциальных уравнений, так и на основе анализа собственных чисел системы линеаризованных уравнений. Такой комплексный подход к исследованию переходных процессов в системе стал возможным, в связи с быстрым ростом в последние годы производительности и быстродействия цифровой вычислительной техники, а также появлением новых качественных возможностей при использовании универсальных современных математических пакетов, таких как Matlab, Matead и специализированных пакетов для моделирования электроэнергетических систем, например АТР [60]. Все регуляторы описывались набором передаточных функций и безынерционных усилителей, со своим набором входных режимных параметров и одним выходным, регулируемым режимным параметром.

Основные научные результаты и их новизна заключаются в следующем:

1. Разработана методология построения универсальных математических моделей типовых элементов электроэнергетических систем и на этой основе создано в среде Matlab 5.2. необходимое для расчетов программное обеспечение и открытая библиотека математических моделей стандартных электроэнергетических элементов, в рамках решаемых задач.

2. Предложен и отработан комплексный подход к анализу качества переходных процессов и показателей регулировочной способности регуляторов в системе.

3. Предложена наиболее перспективная с экономической и технической точки зрения схема компенсирующего устройства, состоящая из параллельно работающих управляемого шунтирующего реактора и синхронного компенсатора, относительно небольшой установленной мощности, работающего в режиме нулевой выдачи реактивной мощности.

4. Разработаны требования к структуре и настройке регуляторов УШР и АРВ СК, для различных случаев их установки.

5. Расчетами показано, что использование предложенной схемы параллельной работы УШР и СК, в одном промежуточном узле линии, существенно расширяет область рабочих режимов дальних передач переменного тока, и особое свойство линии, выраженное в невозможности работы передачи, при использовании только статических компенсирующих устройств, при углах на передаче больших 180 эл.град., в этом случае не проявляется.

Практическую ценность представляют разработанные результаты и комплексные методы анализа динамических свойств протяженных электропередач с поперечной компенсацией реактивной мощности, которые могут применяться в научно-исследовательских, проектных и эксплуатационных организациях, при решении задач перспективного развития энергосистем, создания крупных энергообъединений, определения допустимых условий функционирования ЭЭС, выбора средств режимного управления, разработки мероприятий по улучшению технико-экономических показателей дальних передач переменного тока. Разработанная библиотека математических моделей типовых элементов электрических систем успешно использовалась в научной работе кафедры ЭСиС СПбГТУ.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректным использованием математического аппарата, апробированных и универсальных математических моделей при проведении исследований и результатами компьютерных расчетов, а также сопоставлением некоторых полученных результатов с предыдущими работами в данной области.

Результаты данной диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях, проводимых в СПбГТУ и научных семинарах кафедры ЭСиС. В настоящее время по теме диссертации опубликовано четыре печатных работы [15, 49, 50, 51] и одна принята к публикации в журнал "Электричество".

Диссертация включает введение, четыре главы, заключение, список литературы и приложение. Общий объем с составляет 166 страниц; основная часть 160 страниц, включающая 45 риунков и 9 таблиц,

Заключение.

На основании проведенных теоретических и расчетных исследований, по данной диссертационной работе можно сделать следующие основные выводы:

1. Разработаны и апробированы методы математического моделирования электромеханических переходных процессов протяженной электропередачи переменного тока, оборудованной управляемыми шунтирующими реакторами трансформаторного типа и синхронного компенсаторами. Методика реализована в виде библиотеки моделей типовых элементов электроэнергетической системы и набора программ для исследования режимов, переходных процессов и определения показателей устойчивости, на базе математического пакета Matlab 5.2.

2. Выполнены исследования режимов и показателей статической устойчивости протяженных линий электропередач, произведен анализ протекания переходных процессов, показано, что параллельная работа, в качестве компенсирующих устройств, УШР и СК в одном узле, существенно расширяет диапазон возможных длин линии и позволяет реализовать режимы передачи мощностей, близких к натуральной. При установке в середине линии даже одного синхронного компенсатора небольшой мощности, достижима длина линии около 3500 км. Особое свойство линии, связанное с невозможностью работы длинной линии только со статическими устройствами компенсации, при полном угле на передаче, большем 180 эл.град, в такой схеме не проявляется.

3. Приведены рекомендации по выбору унифицированной структуры и настройке регуляторов УШР, работающих, как совместно с СК в одном узле, так и без него. Произведена координация настроек регуляторов УШР, АРВ СК и АРВ эквивалентного генератора.

4. Во избежании конфликта двух регуляторов, регулирование УШР, работающего параллельно с СК в одном узле, целесообразно производить по другим режимным параметрам, чем регулирования СК, например по полному току линии, при этом целесообразно минимизировать значение постоянной регулятора реактора.

5. При работе в узле одного УШР, постоянная регулятора реактора должна увеличиваться с ростом угла на передаче.

6. Использования взаимного регулирования СК и УШР по параметрам друг друга позволяет добиться того, что после наброса мощности эквивалентного генератора отправной станции, при переходе к новому режиму потребляемая СК реактивная мощность близка к нулю. В этом случае, возможно использования СК достаточно малой установленной мощности порядка 0.01РН, поскольку установленная мощность СК практически не влияет на его регулировочную способность и возможность демпфировать колебания широкого спектра частот.

7. На способность СК демпфировать колебания в системе и обеспечивать приемлемое качество переходных процессов и достаточный запас как колебательной так и апериодической устойчивости существенное влияние оказывает механическая инерционная постоянная времени Т^, в независимости от установленной мощности СК, значение ее должно составлять порядка 3. 5 с.

8. Существенное влияние на демпферные свойства СК оказывает значение активного сопротивления его демпферных контуров в поперечной оси. Чем эти значения больше, тем лучше демпферные свойства СК, что позволяет несколько снизить значение механической инерционной постоянной времени СК.

9. На дальней передаче переменного тока расстояние между элементами, имеющими схему замещения ЭДС за индуктивным сопротивлением: эквивалентным генератором отправной станции, СК, приемной

150 системой не должно превышать 1500.1800 км., в противном случае начинают проявляться негативные свойства длинной линии, снабженной только статическими компенсирующими устройствами. 10. Изменение напряжения на передаче определяется длиной участка линии, а не полной длиной линии.

1. Азарьев Д.И., Белоусов И.В. Статический тиристорный компенсатор на подстанции 500 кВ "Луч". Электрические станции. - 1985. № 9, с. 40-44.

2. Александров Г.А. Установки СВН и охрана окружающей среды. Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 176 с.

3. Александров Г.Н., Кашина В.А. Сравнение технико-экономических показателей шунтирующих и управляемых шунтирующих реакторов. -Электротехника. 1997, №1. С. 25-28.

4. Александров Г.Н. Передача электрической энергии переменным током. М.: Изд-во "Знак", 1998. 278 с.

5. Александров Г.Н. Воздушные линии повышенной пропускной способности Электричество, 1981, № 7.

6. Александров Г.Н., Альбертинский Б.И., Шкуропат И.А. Принципы работы управляемого шунтирующего реактора трансформаторного типа. -Электротехника, 1995, № 11.

7. Александров Г.Н. Управляемый шунтирующий реактор трансформаторного типа. Электротехника, 1996, № 10.

8. Александров Г.Н. К методике расчета управляемых шунтирующих реакторов трансформаторного типа. Электричество, 1998, № 4.

9. Астахов Ю.Н., Лабунцов В.А. и др. Перспективы использования сверхпроводниковых накопителей в электроэнергетических системах. -Электричество. 1992. № 7, с. 1-7.

10. Баринов В.А., Совалов С.А. Анализ статической устойчивости электроэнергетических систем по собственным значениям матриц -Электричество. 1983. № 2.- С. 8-15.

11. М.Баринов В.А., Совалов С.А. Математические модели и методы анализа устойчивости электроэнергетических систем // Вопросы устойчивости сложных электрических систем: СО. науч. тр. ин-та Энергосетьпроект. -М. 1985.-С. 23-30.

12. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория автоматического регулирования. -Наука, 1972.-768 с.

13. Бики М.А, Бродовой E.H., Брянцев А.М., Лейтес Л.В., Лурье А.И. Чижевский Ю.Л. Электромагнитные процессы в мощных управляемых реакторах. Электричество. - 1994. № 6.

14. Бортник И.М., Буряк С.Ф., Ольшвинг М.В., Таратута И.П. Статические тиристорные компенсаторы энергосистем и сетей электроснабжения. -Электричество. 1998. № 2, с. 13-19.

15. Брянцев А.М. Магнито-тиристорный регулятор реактивной мощности. -Электротехника, 1984, № 10.

16. Бушуев В.В., Боровик В.К. Сарычев С.П. Методы настройки АРВ в сложных энергосистемах // Вопросы устойчивости сложных электрических систем: Сб. науч. тр. ин-та Энергосетьпроект.- М., 1985.- С. 182-192.

17. Веников В.А., Рыжов Ю.П. Дальние передачи переменного и постоянного тока. М., Энергоатомиздат, 1985. -276 с.

18. Веников В.А Регулирование напряжения электроэнергетических систем Энергоатомиздат, 1983. -242 с.

19. Веников В. А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. М., Высшая школа, 1978. - 415 с.

20. Веников В.А. Дальние электропередачи. М.: Государственное энергетическое издательство, 1960. - 312 с.

21. Веников В.А., Литкенс И.В. Математические основы теории автоматического управления режимами электросистем. М.: Высшая школа. 1964.-205 с.

22. Вольдек А. И. Электрические машины. Л., Энергия, 1974. -840" с.

23. Вульф A.A. Проблема передачи электрической энергии на сверхдальние расстояния по компенсированным линиям. М.: Госэнергоиздат, 1941.- 100 с.

24. Герасимов С.Е., Евдокунин Г.А., и др. Численные и аналитические методы анализа электрических систем. Л.: 1986. ЛПИ . -88 с. - Л.: Энергоатомиздат, 1985 . -352 с.

25. Глебов И. А. Электромагнитные процессы систем возбуждения синхронных машин. -Л.: Наука, 1987. -344с.

26. Горев A.A. Избранные труды по вопросам устойчивости электрических систем, М., Л.: Госэнергоиздат, I960.- 260 с.

27. Горев A.A. Переходные процессы синхронной машины. М., Л,: Госэнергоиздат, 1950.- 551 с.

28. Горюнов Ю. П., Смоловик С. В. Математические модели элементов электроэнергетических устройств и исследование их динамических свойств. Системы координат. Уравнения синхронной машины. Учебное пособие. СП б: СПбГТУ, 1992.- 79 с.

29. Груздев И.А., Шахаева О.М. Системы автоматического регулирования возбуждения синхронных генераторов. Л., ЛПИ, 1978. -80 с.

30. Груздев И.А., Торопцев Е. Л., Устинов С.М. Определение настроек АРВ для совокупности режимов энергосистемы. Электротехника. 1986. №4. -С. 11-15.

31. Груздев И.А., Труспекова Г.Х., Устинов С.М. Одновременная координация настроек регуляторов возбуждения генераторов на базе численного поиска. Электричество. 1984.- № З.-С. 51-53.

32. Груздев И.А., Екимова М.М. Основные задачи исследования сильного регулирования возбуждения генераторов сложных электроэнергетических систем. // Труды ЛПИ № 385.- Л., 1982.-С. 3-12.

33. Груздев И.А., Стародубцев A.A. Устинов С.М. Условия достижения наилучшего демпфирования переходных процессов в энергосистемах при численном поиске настроек АРВ-СД Энергетика (Изв. высш. учеб. заведений). 1990. № 11.- С. 21-25.

34. Евдокунин Г.А. Селезнев Ю.Г. Электромагнитные процессы в электрических системах. С-Пб.: СПбГТУ, 1993. -103 с.

35. Евдокунин Г.А., Селезнев Ю.Г. Дальние передачи переменного тока. Л.:СП6ГТУ,1995. -83 с.

36. Евдокунин Г.А., Рагозин A.A. Исследование статической устойчивости дальних линий электропередач с управляемыми шунтирующими реакторами. Электричество, 1996, № 8.

37. Евдокунин Г.А., Коршунов Е.В., Сеппинг Э.А., Ярвик Я.Я. Метод расчета на ЭВМ электромагнитных переходных процессов в ферромагнитных устройствах с произвольной структурой магнитной и электрической цепи. Электротехника, 1991, № 2.

38. Евдокунин Г.А., Нештаев В.В., Сеппинг Э.А., Ярвик Я.Я. Ограничение внутренних перенапряжений в электропередачах блочного типа с помощью управляемых реакторов. Труды ЛПИ, 1984, № 399, с. 52-56.

39. Егоренков Д.Л., Фрадков А.Л., Харламов В.Ю. Основы математического моделирования с примерами на языке MatLAB Изд. 2-е, доп.: Учебное пособие / Под ред. Фрадкова А.Л.: БГТУ. СПб., 1996. -192 с.

40. Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических систем,- М.: Энергия, 19.-445 с.

41. Зеккель A.C. Оценка качества регулирования и методика настройки стабилизации АРВ генераторов Электричество. 1988. № 5,- С. 15-21.

42. Кабанов П.С., Каспаров Э.А. и др. Пути создания мощных синхронных компенсаторов продольно-поперечного возбуждения. Электричество. 1984, №9.-С. 1-6.

43. Кашин И.В., Смоловик C.B. "Моделирование типовых элементов электроэнергетических систем." // Фундаментальные исследования в технических университетах. Материалы научно-технической конференции. 1999, с. 127, С.-Пб.: СПбГТУ. - 308 с.

44. Каштелян В.Е., Сирый Н.С., Юрганов A.A. Регулирование возбуждения мощных гидро- и турбогенераторов и синхронных компенсаторов // Проблемы энергетики и электромеханики,- Л.: Наука. 1979.- С. 50-53.

45. Ковалев И. Н. Выбор компенсирующих устройств при проектировании электрических сетей. -М.: Энергоатомиздат, 1990. 200 с.

46. Коршунов Е.В., Краснопивцев В.А. Статические и динамические характеристики управляемого реактора 500 кВ. Электротехника, 1991, №2.

47. Крюков A.A., Либкинд М.С., Сорокин В.М. Управляемая поперечная компенсация электропередач переменного тока. -М., Энергоатомиздат, 1981.-184 с.

48. Кучумов Л.А., Груздев М.А., Кадомская К.П. Применение АВМ в энергетических системах. М., Энергия, 1970. -400 с.

49. Кучумов Л.А., Черновец А.К, Ярвик Я.Я. Математическое моделирование управляемых реакторов большой мощности. Электричество.- 1970. № 1, с. 26-30.

50. Лебедев С.А., Жданов П.С., Городский Д.А., Кантор P.M. Устойчивость электрических систем.-М.: Госэнергоиздат, 1940.- 304 с.

51. Левинштейн М.Л., Щербачев O.B. Статическая устойчивость электрических систем. С-П6.: СП6ГТУ,1994. -264 с.

52. Ли Ченгуань. Управляемая поперечная компенсация для электропередач переменного тока.// Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. С.-Пб.: СПбГТУ, 1999 - 143 с.

53. Либкинд М.С. Управляемый реактор для линии электропередачи переменного тока. М., Издательство АН СССР, 1961. - 139 с.

54. Либкинд М.С., Маневич A.C., Сорокин В.М. Длинная линия передачи с управляемыми реакторами на приемном конце. Электричество. - 1970. № 5, с. 78-81.

55. Либкинд М.С., Черновец А.К. Управляемый реактор с вращающимся магнитным полем. М., Энергия, 1971. -184 с.

56. Литкенс И.В., Абрамян Р.Ш. Определение доминирующей формы электромеханических колебаний. Электричество. - 1988. № 3, с. 17-21.

57. Литкенс И.В., Пуго В.И. Колебательные свойства электрических сетей. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 216 с.

58. Литкенс И.В., Филинская И.Г. Выбор настроек АРВ в многомашинной системе. Электричество.- 1986. № 4, с. 15-19.

59. Лоханин Е.К., Скрыпник А.И. Анализ статической устойчивости электроэнергетических систем на основе программного комплекса ВРК/ДАКАР. Электричество. - 1998. № 8, с. 5-8.

60. Масленников В. А. Управление собственными динамическими свойствами крупных энергообьединений и дальних электропередач.//

61. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. С.-Пб.: СПбГТУ, 1998 - 38 с.

62. Масленников В.А., Устинов С.М. Статическая устойчивость протяженных электропередач с управляемыми шунтирующими реакторами. Изв. РАН. Энергетика, 1995, № 1.

63. Михевич Г.В., Раздин А.Е., Фиалков В.М., Курочкин А.Н. Повышение устойчивости сверхмощных турбогенераторов с помощью управляемых реакторов. Электричество. - 1970. № 7, с. 51-55.

64. Мишин В.И., Забудский Е. И., Собор И. В. Трехфазные управляемые реакторы. Кишинев: Мтиница, 1977. -136 с.

65. Потемкин В.Г. Система MatLab. Справочное пособие. М.: Диалог-МИФИ, 1997,-350 с.

66. Рагозин A.A. Обобщенный анализ динамических свойств энергообьединений на основе структурного подхода.// Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. С.-Пб.: СПбГТУ, 1998.-360 с.

67. Рокотян С.С., Шапиро P.E. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. Л: Энергоатомиздат, 1985. -352с.

68. Смоловик C.B. Методы математического моделирования переходных процессов высокоиспользованных и нетрадиционных синхронных генераторов электроэнергетической системы: Дис. докт. техн. наук / Ленингр. политехи, ин-т.- Л., 1988.- 420 с.

69. Совалов С.А., Баринов В.А. Математическое моделирование установившихся режимов электроэнергетических систем. Электричество.- 1980. № 10, с. 11-17.

70. Соколов Н.И., Соколова Р.Н. Некоторые особенности режимов дальних линий электропередачи. Электричество. - 1997. № 11, с. 17-20.

71. Стахов C.B. Методы расчета переходных электромеханических процессов в электроэнергетических системах. -Электричество. -1985. № 2, с. 1-9.

72. Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. М.: Энергия, 1970.- 518 с.

73. Шидловский А.К., Федий B.C. Частотно-регулируемые источники реактивной мощности. Киев: Наук, думка, 1980. - 304 с.

74. Щербаков В.К. и др. Настроенные электропередачи.- Новосибирск: Издательство СО АН СССР.Труды ТЭИ., 1963. 275 с.

75. Электрические аппараты высокого напряжения: Учебное пособие для вузов / Г.Н. Александров, В.В. Борисов, B.J1. Иванов и др.; Под ред. Г.Н. Александрова. JI.: Энергоатомиздат, 1989. 344 с.

76. Электрическая передача больших мощностей на далекие расстояния. / Под ред. Р.Рюденберга. M. - JL: Энергоиздат, 1934.- 372 с.

77. Юрганов A.A., Кожевников В.А. Регулирование возбуждения синхронных генераторов. С.-Пб.: РАН, 1997. -139 с.

78. Якимец И.В., Наровлинский В.Б., Матвейкин В.М. Выбор параметров индуктивного накопителя для энергетической системы. -Электричество. -1992. №6, с. 18-24.

79. G.N. Alexandrov, G.A Evdokunin, A.A. Ragozin, Y.G. Seleznev. Provision of Parallel operation of power systems connected by extra-long A.C. transmission lines with controlled shunt reactors. Perspectives in Energ. -1994-95, vol.3.160

80. G.N. Alexandrov, Smolovic S.V. Flexible lines for electrical energy transmission over long distances. Симпозиум "Электротехника 2010 год", сб. докладов, т.2. Моск.обл., октябрь 1999 г.

81. Amstrong W., Mongomery D. Saturable reactors aid long distance AC line planning.- Energy International, 1975, vol. 12, № 7, p. 19-21.

82. Becker H., Brandes D., Gappa. Three phase shunt reactors with continuosly controlled reactive current. Conference Internationale des Grands Reseaux Electriques (GIGRE), 24 Session, report 32-13, 1972.- 14 p.

83. Gavrilovic M.M., Begin G. SMES systems for transient stability and damping improvement of power systems. American Power Conference, Chicago, 111., April 13-15, 1993.

84. Giglioli R., Paris L., Zini C., et al. Reactive power balance optimization to improve the energy transfer through A.C. system over long distance. Session GIGRE. 1988. 22th August- 3rd September.

85. Electromagnetic Process in High-power Controlled Reactors. M.A. Biki, E.N. Brodovoy, A.M. Bryantsev et e.a. ISEF-91 - International Symposium on Electromagnetic fields in Electrical Engineering. - September 18-20 , 1991.

86. Srinivason K., Desrochers G., Desrochers C. Static Compensator Loss Estimation from Digital Measurment of Voltages and Currents. IEEE Transaction on PAS-102? 1983, № 3, March.