Использование информации, полученной от устройств синхронизированных измерений типа PMU, для построения полной математической модели энергосистемы

Филиал ОАО «НТЦ электроэнергетики» СибНИИЭЯзыки: русский + английскийВ последнее время начинается широкое использование устройств синхронизированных измерений (PMU- Phasor Measurement Unit) для целей диагностики моделей электроэнергетических систем (ЭЭС). Под диагностикой электрической цепи понимается определение неизвестных параметров электрической цепи при известных топологии цепи, части параметров цепи и ее реакции на различные воздействия.
Полная математическая модель электроэнергетической системы (ЭЭС) должна учитывать электромагнитные и электромеханические переходные процессы (ЭМагПП и ЭМехПП) с описанием изменения частот вращения синхронных машин и моментов турбин, а также учетом действия систем автоматического регулирования. Эта модель представляет собой систему дифференциальных и алгебраических уравнений, решение которой отображается совокупностью вынужденных и свободных составляющих переменных системы.
На основе полной математической модели ЭЭС может быть получен ряд упрощенных моделей, справедливых на разных этапах развития переходного процесса. Так на первом этапе важным является учет ЭМагПП в элементах электрической сети и в статорных обмотках синхронных машин. ЭМехПП можно пренебречь и считать, что частота вращения роторов машин постоянна. Интервал времени, на котором справедлива данная модель, определяется временем затухания ЭМагПП. На втором этапе можно рассматривать только ЭМехПП с пренебрежением ЭМагПП. В этом случае все дифференциальные уравнения, описывающие элементы электрической сети и статорные обмотки генераторов, становятся алгебраическими. Дифференциальными уравнениями будут описываться процессы в обмотках возбуждения синхронных машин и процессы движения роторов. На третьем этапе рассматривается общее движение генераторов системы, когда взаимные качания генераторов относительно друг друга заканчиваются и устанавливается синхронное общее движение роторов машин, что приводит к появлению в ЭЭС новой частоты. Эта частота изменяется и по окончании переходного процесса в случае сохранения устойчивости становится равной частоте нового установившегося режима.
Математические модели для первого этапа развития переходного процесса используются при расчетах перенапряжений, когда производится выбор коммутационного и защитного оборудования, а также при разработке устройств релейной защиты. Математические модели для второго и третьего этапов развития переходного процесса используются для исследования динамической устойчивости ЭЭС и разработке алгоритмов противоаварийной автоматики.
Правильность математических моделей во всех случаях существенно влияет на технико-
экономические показатели принимаемых инженерных решений. Поэтому вопросам
верификации моделей всегда уделялось много времени.