1

Тема: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

Здравствуйте!
Очередная загадка от Мустанга. Моделирую КЗ на линии с её отключением и отделением участка схемы на изолированную работу. В острове - 2 ГТУ по 16 МВт, пара трансформаторов 35/10 и несколько узлов нагрузки. Маленький такой островок получается. Нагрузка на каждой ГТУ в доаварийном режиме - номинал (по 16 МВт), после КЗ, отделения и действия АЧР - по 13,5 МВт на каждую. И вот частота в этом острове после окончания всех колебательных процессов фиксируется на 50,42 Гц.
Параметры регуляторов скорости - статизм 5%, зона нечувствительности 0,04% - заказчиком предоставлены не были и приняты на основании СТО 59012820.27.100.004-2016 "Нормы участия парогазовых и газотурбинных установок в нормированном первичном регулировании частоты и автоматическом вторичном регулировании частоты и перетоков активной мощности".
По ГОСТу в изолированных районах допускается до 51 Гц, и 50,42 Гц - это нормально, о чем было написано в ПЗ.
Но пришел закономерный вопрос от заказчика - почему 50,42 Гц, когда как при реальном тестировании изолированной работы этой ГТУ с нагрузкой 13 МВт она держала номинальную частоту 50 Гц (и протоколы испытаний прилагают).

Два вопроса:
1. Куда копать, чтоб получить 50 Гц?
2. Или что ответить заказчику?

Слышал, что Мустанг в принципе плохо считает маленькие схемы и изолированные районы...

2

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

Berks пишет:

Параметры регуляторов скорости - статизм 5%, зона нечувствительности 0,04% - заказчиком предоставлены не были

Надо было у завода-изготовителя запрашивать данные параметры напрямую или через Заказчика.

Добавлено: 2018-03-02 17:38:57

Berks пишет:

50,42 Гц.

В установившемся режиме?

3

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

Сегодня еще раз спросил у заказчика.
Там вообще всё не просто. Например, его не устраивает, что во время однофазного КЗ вблизи генератора (за повышающим трансформатором) на диаграммах мустанга происходит краткое (на время кз) повышение частоты генератора. Человек твердо уверен, что у генератора при его параллельной работе с мощной системой частота при любых возмущениях всегда 50 Гц. А при однофазном КЗ - ведь по оставшимся здоровым фазам он же связан с системой? А в системе 50 Гц... 
Вот как-то так. И не смешно.

Да, в установившемся. После отключения КЗ (0,11 сек) остров сначала отделяется с небалансом 25 МВт на 2 ГТУ, частота садится, потом АЧР отрубает (1,26 сек) 30 МВт нагрузки, частота плавно растет и примерно с 10-й секунды фиксируется на 50,42Гц. Делал для проверки расчет на 2 минуты - прямая линия.

4

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

Да, хороший у Вас заказчик, грамотный.

Спросите в каком режиме регулятора скорости они тестировали изолированную работу. Чтобы получить идеальные 50Гц, нужно либо иметь нулевой переток с с системой до выделения, либо регулятор скорости перевести в режим контроля частоты, т.е. с астатической характеристикой.
Можно также сослаться на частотную характеристику нагрузки, сомневаюсь что Вы ее точно смоделировали в Мустанге.

Насчет частоты - видимо заказчик из старорежимных, которые любят пальчиком в пики синусоиды тыкать, и считать сколько пиков за секунду наберется. Будете до хрипа объяснять локальные колебания роторов, укажете на математическую формулировку мгновенной частоты через первую производную угла - а он Вам с умным видом скажет "частота во всей системе одна".
Ну и дайте ему то что он хочет. Примените фильтр НЧ со срезом на 0.05Гц - все частоты в системе выстроятся в единую, медленно и печально изменяющуюся линию.

Oleg Bagleybter

5

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

Berks пишет:

Параметры регуляторов скорости - статизм 5%, зона нечувствительности 0,04% -

Со статизмом понятно, обычно от 4 до 6%, взято среднее 5%. А вот с зоной нечувствительности путаница, для таких маленьких в диапазоне от 0,02 до 0,1, но не в %, а в плюс-минус Гц.
такое явление у Мустанга я тоже наблюдал, просто не придаю этому значения, программа по моему на такое и не рассчитана, что бы доводить послеаварийный режим  до нормы в принципе, да этого и не требуется.
Попробуйте просто поэкспериментировать с зоной нечувствительности  в разумных диапазонах будет ли меняться после аварийное значение. В настройках Мустанга можно изменить время усреднения значений частоты. Должно меняться. Можно поставить у одной ГТУ зону 0,035, а у другой 0,055, как бы задать приоритет для одной из ГТУ (в принципе реально так и делают, что задают параметры разными)...

6

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

obagley пишет:

Спросите в каком режиме регулятора скорости они тестировали изолированную работу

Запустили изолированно ГТУ, накинули ей нагрузки плавно до 13 МВт. Поэтому, скорее всего,

obagley пишет:

регулятор скорости перевести в режим контроля частоты

obagley пишет:

заказчик из старорежимных

Наоборот, уверен, что при КЗ недалеко от генератора он должен тормозиться.

obagley пишет:

Примените фильтр НЧ со срезом на 0.05Гц

Тогда все кривые станут другими. Совсем). Плавными, это да.. А ему, вроде, достаточно, чтоб в конце расчета частота была ровно 50.

ПАУтина пишет:

для таких маленьких в диапазоне от 0,02 до 0,1, но не в %, а в плюс-минус Гц

0,02 Гц - это 0,04%. В Мустанге в % задается, судя по хелпу.

ПАУтина пишет:

программа по моему на такое и не рассчитана

Я в этом почти уверился, когда не смогли нормально посчитать схему маленького изолированного района. Криво все в мелкой схеме.

ПАУтина пишет:

поэкспериментировать с зоной нечувствительности 

Пробовал. До 0 снижал - частота немного снижалась (до 50,3 вроде), но до 50 не доходит. Больше влияет статизм РС. Методом подбора - 0,01% (!!!) дает ровно 50 Гц на выходе. Но там в переходном процессе такая щетка колебаний, что ужас.

ПАУтина пишет:

изменить время усреднения значений частоты

Пробовал. Итоговая частота не меняется. Просто в переходном процессе всё плавнее происходит. Например, не видно момент работы АЧР.

Спасибо за варианты!

Вот с этим еще

obagley пишет:

сослаться на частотную характеристику нагрузки, сомневаюсь что Вы ее точно смоделировали в Мустанге

не знаю пока, что делать. Можете поподробнее?

7

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

А нельзя ли задать в программе воздействие, которое при отделении района либо уменьшит статизм агрегатов до нуля, либо уменьшит заданную мощность агрегатов таким образом, чтобы она равнялась мощности нагрузки в отделившемся районе?

8

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

Berks, я бы на Вашем месте с таким заказчиком был поосторожнее... Вы его спросите прямо - чего ему надо? Иначе можете здорово нарваться...
Надо очень детально разбираться с режимами работы регулятора скорости. Они его тестировали в изначально изолированной сети, т.е. в режиме контроля частоты (астатическая характеристика). В этом случае, естественно, частота будет поддерживаться на 50Гц пока хватает мощности турбины (если локальные колебания хорошо сдемпфированы). Если же исходный режим "с сетью" и регулятор скорости в режиме контроля частоты - он на каждый чих в системе будет отрабатывать до упора вверх или вниз, пытаясь своими 16МВт регулировать частоту в ЕЭС России. Т.е. тогда исходный режим регулятора скорости неизбежно - со статической характеристикой, или с фиксированной мощностью.
Внимание - вопрос: есть ли логика переключения в режим контроля частоты при выделении на изолированную работу? Если есть, то:
1. Поделитесь как выполнено. Тема очень интересная, классическая проблема в microgrids. Как выявить выделение на изолированную работу при условии что разделение может быть в разных точках сети. Мы такие решения предлагаем на базе синхрофазоров - несколько базовых PMU в основной сети, парочка внутри microgrid, дальше смотрим на поведение частот и углов между всеми PMU.
2. Моделируйте переход на астатическую характеристику в своей программе при выделении на изолированную работу, как и предложено в #7
Если такой логики нет - тогда что от Вас заказчик хочет? Чтобы частота в изолированной сети была 50Гц? Не будет такого, за исключением ситуации когда переток с сетью до разделения =0. И программа Ваша все правильно считает, будет некая отличная от 50Гц частота, на которой статическая характеристика турбины скомпенсирует небаланс мощности в выделенном районе.

Berks пишет:

Вот с этим еще

obagley пишет:
сослаться на частотную характеристику нагрузки, сомневаюсь что Вы ее точно смоделировали в Мустанге

не знаю пока, что делать. Можете поподробнее?

Не заморачивайтесь, это просто отмазка для тупого заказчика. Вы нагрузку как моделируете? Скорее всего или постоянным сопротивлением, или постоянной мощностью. И то и другой не соответствует действительности, на самом деле будет некая зависимость P и Q нагрузки от V и f на шинах. Точно смоделировать практически невозможно, никогда нет исходных данных. Как правило, нагрузка в целом "помогает" при снижении частоты и/или напряжения, т.к. мощность нагрузки тоже падает, тем самым снижая общий небаланс. Если расчеты на модели слегка (или не очень) расходятся с реальностью, то частотная и напряженческая (корявое слово...) зависимость нагрузки - это прекрасная отмазка.

Oleg Bagleybter

9

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

Что-то начинает в голове складываться..
Тема для меня новая, попробую кратко подытожить.
1. Генератор при изначальной работе изолированно с любой нагрузкой (в пределах номинала) может поддерживать частоту 50Гц, так как в таком режиме работает с астатической характеристикой (присланные заказчиком диаграммы тестирования).
2. Генератор Рген=16МВт работает параллельно с системой со статизмом 5%. При отделении на изолированную нагрузку Рнаг=13 МВт генератор в пределах заданного статизма не сможет держать частоту 50Гц, она будет чуть выше (так как нагрузка стала меньше доаварийной). Это нормальное явление, а не нюансы расчета в Мустанге (так?). Для того, чтоб в данных условиях обеспечить номинальную частоту, генератор должен переключиться на работу с астатической характеристикой (вопросы заказчику - автоматически? логика?).

obagley пишет:

что от Вас заказчик хочет?

Заказчик хочет, чтоб на кривых в Мустанге частота в конце расчета была не 50.42Гц, а 50Гц. Любыми средствами, вплоть до ручной коррекции.
Поэтому завтра попробую поискать, может ли Мустанг сделать то, что предложил RF7000 в #7.

10

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

Все правильно. Заказчику только объясните, что 50Гц в конце процесса по Мустангу не гарантируют 50Гц в реальной жизни. Если Вы вручную в программе корректируете - значит оперативному персоналу придется вручную корректировать реальную машину. Иначе какой смысл в моделировании?

Oleg Bagleybter

11

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

Berks пишет:

статизм 5%, зона нечувствительности 0,04%

- что такое "зона нечувствительности 0,04%" - если 50*0,04=2Гц
тогда генератор не обязательно вернется на 50 Гц

Berks пишет:

с её отключением и отделением участка схемы на изолированную работу

-----------
при этом где в пределах "зона нечувствительности 0,04%" встанет частота - зависит от предыстории -
сверху или снизу изменилась частота

12 (2018-03-04 10:36:44 отредактировано Berks)

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

Пользователь пишет:

"зона нечувствительности 0,04%" - если 50*0,04=2Гц

Не правильно. 0,04% от 50 Гц - это (50*0,04)/100=0,02 Гц
И я согласен с тем, что частота может установиться на уровне 50+0,02=50,02Гц.
Но она устанавливается на уровне 50,42Гц, и эти лишние 0,4Гц на диаграмме не укладываются в заданную зону нечувствительности и не устраивают заказчика.

13

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

То что расчётная частота в после аварийном режиме получается выше, так и должно быть, возьмите сохраните этот режим и посчитайте как установившийся и частота станет 50 Гц.
Есть в Мустанге такая опция в настройках "Управляющая" поставить галочку на "Создать УР после расчёта" и он досчитает  и частота будет 50 Гц, так как он назначит балансирующий узел ну и  .....
Можно покрутить с СХН и ДХН, можно например загнать так, что в послеаварийном режиме напряжение будет менее 50% Uн, частота менее  50 Гц.    К сожалению таких характеристик наверняка у Вас нет, да и где их взять, но попробовать можно
Но самое главное закон сохранения энергии ни кто не отменял и для такой аварии станция устоит с гарантией, а как я понимаю нужно успокоить заказчика, ну так постройте графики не собственным редактором Мустанг, а через Эксел и поправьте как надо. Не нужно боятся угрызений совести за подгон, ну Мустанг не может выдать то, что Вам в том виде как надо, ну такая погрешность, а заказчики всякие бывают, что ж сделаешь...
В конце-то концов, согласно ГОСТ 13109-97 долговременно df = +-0,2 Гц и кратковременно +-0,4 Гц, поэтому чем собственно не нравится заказчику расчётное послеаварийное отклонение частоты на 0,42 Гц???, а разница на 0,02 Гц - это погрешность расчёта к номинальной 50 Гц всего 0,04%. Выводите значения до первого знака - 50,4 Гц.
Причём, можно же элементарно, доколупаться: "а, что это только 13 МВт, ведь может быть и 11 или даже 5...6 МВт, вот тогда покажите, что значение частоты будет не более 50,4 Гц". Поэтому, хорошо, что заказчик ещё такого вопроса не ставит!
ГОСТ 13109-97 от 1999 г., а Мустанг от 2008 г. и гн очевидно учитывает требования этого ГОСТ-а.

14

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

ПАУтина пишет:

ГОСТ 13109-97

данный документ недействующий. Приказом Росстандарта от 21.12.2010 N 904-ст устанавливалось, что применение ГОСТ 13109-97 прекращается на территории Российской Федерации с 01.01.2013 с введением в действие ГОСТ Р 54149-2010.

15 (2018-03-05 06:04:18 отредактировано Berks)

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

ПАУтина, всё правильно говорите.
В итоге все-таки получилось подгонкой вывести частоту на 50Гц  - с 8-й секунды (когда частота растет и уже близка к 50Гц) ввел автоматику изменения механической мощности турбины за три шага по 5% с интервалом 1 сек (чтоб в итоге мощность трбины соответствовала мощности нагрузки генератора), одновременно с первым шагом изменяя шаг печати (2 сек) для плавности кривых. Тогда у РС с заданными статизмом и нечувствительностью получается стабилизировать частоту на 50 Гц.
Считаю это оптимальным решением, так как в этом случае диаграмма основного переходного процесса (первые 8 секунд) остается без изменений/

Добавлено: 2018-03-05 11:59:37

SYSTEM пишет:

ГОСТ Р 54149-2010

Вообще-то, этот ГОСТ тоже аннулирован с 1-07-2014г.)
Актуальный сейчас ГОСТ 32144-2013.
И в нем в п.4.2.1 в изолированных системах допускается +/-1Гц в течение 95% времени и +/- 5Гц - в течение 100% времени. А тут как раз и получается изолированная система, при разрыве связи.

16 (2018-03-05 06:09:37 отредактировано SYSTEM)

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

obagley пишет:

Внимание - вопрос: есть ли логика переключения в режим контроля частоты при выделении на изолированную работу?

Логика есть, но также интересует ответ на вопрос - как выполнен переход малой генерации со статической характеристики регулирования частоты и напряжения на астатическую при выделении малой генерации на изолированную работу?

obagley пишет:

Как выявить выделение на изолированную работу при условии что разделение может быть в разных точках сети.

По положению выключателей и направлению обменной мощности пробовали выявлять выделение на изолированную работу?

Добавлено: 2018-03-05 11:11:28

Berks пишет:

Актуальный сейчас ГОСТ 32144-2013.

Всё правильно говорите! Ошибся и я )

17 (2018-03-05 15:23:36 отредактировано ПАУтина)

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

Berks пишет:

Актуальный сейчас ГОСТ 32144-2013.
И в нем в п.4.2.1 в изолированных системах допускается +/-1Гц в течение 95% времени и +/- 5Гц - в течение 100% времени. А тут как раз и получается изолированная система, при разрыве связи.

Спасибо, за уточнение по ГОСТ, чёт отстал совсем, но я называл более жёсткие условия.
По установившейся частоте в малых ЭС. В Анадыре летом при работе только газомоторок, установившаяся частота 50,1...50,15 Гц и все живут счастливо... частота задрана наверно специально, так как когда один или два одновременно крана в порту дёрнутся, то частота может просесть до уставок срабатывания АЧР1 -- 48,8...48,9 Гц и не из-за запаса мощности (запас всегда не менее 2,5...3 МВт, кран не более примерно 1,2 МВт), а агрегаты лёгкие Tf примерно 0,8 ... 1,2 с. 
Поэтому, "прокочайте" у заказчика-эксплуатации ещё и этот вопрос (Мустанг-Мустангом), но если есть мощные потребители которые будут коммутироваться, то может и держать частоту в соответствии: если он отключен, то 50,5 Гц (вообще идеально с расчётами 50,42 Гц!!!), а если он включен, то 50 Гц.

18

Re: Мустанг - повышение частоты в изолированном районе

ПАУтина пишет:

ещё и этот вопрос

С этим бы закончить. Там уже следующая порция странных вопросов на подходе.
В принципе, красивая картинка, которую так хочет заказчик, уже получилась (пост #15).
Если кому интересны реально используемые уставки РС ГТУ с Рном=14,8 МВт - статизм 4%, зона нечувствительности 0,01% (прислали оперативно). С этими параметрами частота выходит на 50,3Гц. С помощью нехитрых манипуляций из поста 15 получил в конце ровно 50Гц.
Спасибо всем за помощь!
Продолжение следует...