Opis
System elektroenergetyczny jest to zbiór urządzeń przeznaczony do wytwarzania, przesyłu, rozdziału, magazynowania i użytkowania energii elektrycznej, połączonych ze sobą w system umożliwiający realizację dostaw energii elektrycznej na terenie kraju w sposób ciągły i nieprzerwany. Publikacja dwóch ekspertów z dziedziny elektroenergetyki – prof. Jana Machowskiego i prof. Zbigniewa Lubośnego - traktuje o stabilności pracy takich systemów. Prezentuje podstawy teoretyczne, niezbędną wiedzę matematyczną, opisuje zjawiska fizyczne zachodzące w systemie elektroenergetycznym pod wpływem zakłóceń, omawia modele matematyczne do symulacji tych zjawisk i badania stabilności oraz optymalizacji układów regulacyjnych i doboru środków poprawy stabilności. Książka stawia duży nacisk na przystępne wyjaśnienie zjawisk zachodzących w systemie elektroenergetycznym pod wpływem zakłóceń oraz opis modeli i metod badania stabilności stosowanych w praktyce. Czytelnik będzie mógł zapoznać się w niej z licznymi przykładami obliczeniowymi. Sięgnąć po nią powinni studenci i doktoranci uczelni technicznych na kierunkach Elektrotechnika i Energetyka specjalizujący się w Elektroenergetyce oraz praktycy - operatorzy sieci przesyłowych, projektanci i planiści sieci przesyłowych oraz inni specjaliści z dziedziny elektroenergetyki. Spis treściWykaz używanych skrótów 11 1. Wiadomości ogólne 15 1.1. Rodzaje stabilności SEE 15 1.2. Jednostki względne 21 1.3. Schematy zastępcze generatorów synchronicznych 25 1.3.1. Obrazy strumieni i reaktancje zastępcze 25 1.3.2. Wykresy fazorowe generatora synchronicznego 30 1.3.3. Zmiany sił elektromotorycznych po zakłóceniu 34 1.3.4. Równanie ruchu wirnika 36 1.4. Równania sieci WN 39 1.4.1. Schematy zastępcze linii 40 1.4.2. Schematy zastępcze transformatorów 46 1.4.3. Pojedynczy element indukcyjny 53 1.4.4. Równania węzłowe 55 1.4.5. Linearyzacja równań węzłowych 57 1.4.6. Zmiana układu współrzędnych 59 1.4.7. Wyznaczanie punktu pracy SEE 60 2. Stabilność kątowa układu generator–sieć sztywna 65 2.1. Charakterystyka mocy w stanie ustalonym 65 2.2. Stan równowagi 70 2.3. Stabilność kątowa lokalna 72 2.3.1. Metoda małych zakłóceń 73 2.3.2. Charakterystyka mocy w stanie przejściowym 75 2.3.3. Metoda równych pól 81 2.3.4. Kołysania po zakłóceniu mocy mechanicznej 89 2.3.5. Rozwiązanie równania ruchu 91 2.3.6. Wpływ regulacji napięcia 96 2.4. Stabilność kątowa przejściowa 111 2.4.1. Wpływ czasu trwania i rodzaju zwarcia 112 2.4.2. Wpływ obciążenia układu przed zwarciem 118 2.4.3. Wpływ odległości zwarcia 119 2.4.4. Zwarcie likwidowane w cyklu SPZ 120 2.4.5. Kołysania mocy 123 2.4.6. Wpływ regulacji napięcia 124 2.4.7. Proste kryterium do analiz przybliżonych 129 2.4.8. Bezpośrednia metoda Lapunowa 132 2.5. Praca asynchroniczna i resynchronizacja 139 2.5.1. Moc asynchroniczna 139 2.5.2. Charakterystyka turbiny 144 2.5.3. Punkt równowagi pracy asynchronicznej 144 2.5.4. Przejście do pracy asynchronicznej 145 2.5.5. Zmiany wartości elektrycznych w trakcie pracy asynchronicznej 147 2.5.6. Możliwości resynchronizacji 148 2.5.7. Wpływ regulacji napięcia generatora i mocy turbiny 150 2.5.8. Identyfi kowanie pracy asynchronicznej 152 2.6. Środki poprawy stabilności kątowej 158 2.6.1. Stabilizatory systemowe 158 2.6.2. Szybka regulacja turbin parowych 171 2.6.3. Wyłączanie części generatorów 177 2.6.4. Hamowanie elektryczne 180 2.6.5. Wykorzystanie bocznikowych urządzeń FACTS 182 2.6.6. Wykorzystanie kompensatorów szeregowych FACTS 194 2.6.7. Wykorzystanie UPFC 199 3. Stabilność napięciowa układu źródło–odbiór 208 3.1. Odbiory kompleksowe 208 3.2. System elektroenergetyczny jako źródło 210 3.3. Warunek stabilności napięciowej dQ / dU 212 3.4. Czynniki istotne dla stabilności napięciowej 215 3.4.1. Wpływ wzrostu obciążenia 215 3.4.2. Wpływ zmian w sieci 221 3.4.3. Wpływ kształtu charakterystyk napięciowych 223 3.4.4. Wpływ regulacji napięcia 226 3.4.5. Zjawiska towarzyszące 228 3.5. Inne warunki stabilności napięciowej 229 3.5.1. Warunek stabilności napięciowej dE / dU 229 3.5.2. Warunek stabilności napięciowej g d /dl Q Q 231 3.5.3. Krzywe nosowe 234 3.5.4. Proste kryterium do przybliżonych analiz 236 3.6. Środki poprawy stabilności napięciowej 239 4. Stabilność częstotliwościowa 241 4.1. Charakterystyki częstotliwościowe 241 4.1.1. Częstotliwościowa charakterystyka poboru 241 4.1.2. Częstotliwościowa charakterystyka wytwarzania 244 4.1.3. Punkt równowagi 248 4.2. System regulacji mocy i częstotliwości 251 4.2.1. Korekta czasu synchronicznego 252 4.2.2. Regulacja pierwotna 253 4.2.3. Regulacja wtórna 257 4.2.4. Regulacja trójna 262 4.3. Uproszczone modele dynamiczne 262 4.3.1. Model regulacji pojedynczego systemu 263 4.3.2. Model regulacji dwóch połączonych systemów 265 4.3.3. Model regulacji kilku połączonych systemów 270 4.4. Przebiegi nieustalone w trakcie regulacji częstotliwości 270 4.4.1. Etap I – kołysania wirników generatorów 270 4.4.2. Etap II – spadek częstotliwości 274 4.4.3. Etap III – regulacja pierwotna 277 4.