1 (2024-05-01 23:31:46 отредактировано 201bazza)

Тема: Изолированная система. Отклонение частоты от номинальной. Мустанг

Здравствуйте, помогите пожалуйста разобраться. Имеется схема изолированной сети. Расчеты производятся в программе Mustang.

При снижении нагрузки Н1 (зеленый график) со 100 МВт до 50 МВт в момент времени t = 1 сек возникает переходный процесс. Мощность генератора Pг (черный график) мгновенно падает с 116,3 МВт до 68,9 МВт, мощность турбины Pт г (красный график) падает медленней, чем электрическая мощность генератора. Так как в первый момент времени Pт г > Pг, то частота вращения ротора увеличивается и как следствие частота тока (синий график) увеличивается. Через промежуток времени t = 20 сек система приходит к установившемуся значению.

Вопрос: ПОЧЕМУ частота после прекращения переходного процесса больше 50 Гц ? В данном случае 50,82 Гц получилась.
     
P.S. В этих же условиях при работе с системой частота возвращается к 50 Гц. Неужели в изолированных системах так сильно меняется частота? Мне преподаватель сказал искать ответы в математической модели АРЧВ (автоматический регулятор частоты вращения турбины). Как в этой модели реализовано звено со статизмом?

https://i.postimg.cc/m2vvckBc/1.png https://i.postimg.cc/m2vvckBc/1.png

https://i.postimg.cc/wMVnncnn/2024-05-02-02-54-22.png https://i.postimg.cc/wMVnncnn/2024-05-02-02-54-22.png

2 (2024-05-02 06:07:48 отредактировано beyond)

Re: Изолированная система. Отклонение частоты от номинальной. Мустанг

Покажите скрин с настройками АРС. Обычно такая картина получается если регулятор работает в режиме droop, т.е. с некоторым коэффициентом статизма, обычно это где то 4-5%.
Сталкивался с изолированной системой 376 МВт, там все ГТУ работали в режиме droop и при отключении генератора и отсутствии дефицита мощности, частота могла отклоняться до 49-49.5 Гц, но дополнительно к первичному регулированию (АРС), было и вторичное регулирование частоты дополнительной системой распределения электроэнергии, которая после возмущений в сети возвращала частоту сети к 50 Гц в течении примерно 5-10 минут. Если же перевести один из генераторов в режим работы isochronous, то тут уже АРС этого генератора будет тянуть частоту к 50 Гц, если конечно хватит запаса.
В вашей же модели присутствует только первичное регулирование и АРС вероятно работает в режиме droop, поэтому частота стабилизируется на 50.82 Гц при сбросе нагрузки.

3

Re: Изолированная система. Отклонение частоты от номинальной. Мустанг

201bazza писал(а):
2024-05-01 23:03:02

Вопрос: ПОЧЕМУ частота после прекращения переходного процесса больше 50 Гц ? В данном случае 50,82 Гц получилась.

Потому что клапаны через которые поступает пар в турбину не открываются и закрываются мгновенно.  Это процессы во времени. Кузов самосвала не может мгновенно подниматься и опускаться. Клапаны работают также. Плюс сами тепловые процессы в турбине. Нагрузка снизилась, как следствие пара меньше в турбину поступает, следствием этого ухудшается охлаждение проточной части турбины (где пар работает как охладитель), следствием этого рост температуры металла в "хвосте" турбины, а это ведет к увеличению расхода воды через конденсатор, что ведет к увеличению потребляемой мощности насосами охлаждения. И это представляет собой колебательный процесс, длящийся минуты. Это еще без учета котлов, которые воду в пар превращают.

4 (2024-05-02 10:34:03 отредактировано 201bazza)

Re: Изолированная система. Отклонение частоты от номинальной. Мустанг

beyond писал(а):
2024-05-02 05:48:31

Покажите скрин с настройками АРС. Обычно такая картина получается если регулятор работает в режиме droop, т.е. с некоторым коэффициентом статизма, обычно это где то 4-5%.

Я всегда предполагал, что у реальных генераторов в небольшой изолированной системе АРЧВ настроено так, что частота напряжения в сети 50 Гц. А получается с Ваших слов и из данных программы, что частота сильно меняется. Скрин ниже. Розовое - коэффициент статизма, зеленое - зона нечувствительности регулятора

https://i.postimg.cc/qRJTVdpG/12.png https://i.postimg.cc/qRJTVdpG/12.png

5 (2024-05-02 11:30:48 отредактировано beyond)

Re: Изолированная система. Отклонение частоты от номинальной. Мустанг

В изолированных системах в большинстве случаев применяется вторичное регулирование, т.е. есть какой-то контроллер, который может осуществлять групповое регулирование несколькими генераторами и он отвечает за поддержание частоты сети в режимах когда нагрузка меняется не очень сильно, т.е. не выходя за пределы коэффициента статизма. Если же перевести все генераторы в режим поддержания частоты (isochronous), то контроль частоты сети уже будет за АРС и при любых кратковременных изменениях в сети (пуск двигателя например) будет отрабатывать АРС, хотя можно было подождать пока переходный режим пройдет и при этом ничего не делать. Т.е. сама система в целом становится менее устойчивой, т.к. каждый регулятор будет тянуть частоту на себя и дополнительно к этому происходит дополнительный износ регулирующей аппаратуры турбины. Поэтому если есть вторичное регулирование, то имеет смысл перевести все генераторы в droop (статизм), что бы не дергать лишний раз турбину. Если же вторичного регулирования нет, то один из генераторов переводят в режим поддержания частоты, а остальные работают в droop.
Попробуйте изменить коэффициент статизма, например 1%, частота стабилизируется на значении близком к 50Гц, но увеличится продолжительность колебаний.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6

Re: Изолированная система. Отклонение частоты от номинальной. Мустанг

мой опыт показывает, что графики изменения частоты в расчётах Mustang сильно зависят от значения усреднения этой самой частоты   - 0,1 с, значение которой указывается в параметрах по умолчанию, но можно задать и 20 мс ... или вообще 1с
по параметрам АРВ можно как-то повлиять, но  не глобально,
ещё Tj стоит поточней задавать - турбина, муфта, редуктор и генератор ... например иногда не учитывают газовую турбину типа маленький вес, но у неё бывает обороты и по 6000 и  даже 12000 и тогда момент будь здоров и значительное увеличение Tj!!!
Токр и Тзакр так же мало влияют, но они и не могут быть какими-то специфическими , как и статизм. там 2 значения - 4,5% и 6%...
Рекомендую просто взять Рабиновича и по известной формуле определить или оценить значение минимальной частоты для аварийного небаланса мощности, а потом уже уточнить значение усреднения...