Giriş Giriş Giriş

Modern güç sistemlerinin güvenilir operasyonu, büyük bir jeneratör ağı, iletim hatları ve yüklere bağlıdır. Oscillations ve inst yükümlülükler tarafından tetiklenir, olayları veya yükleme modellerini değiştirir - hızlı bir şekilde ve kontrol edilemez, karmaşık olmayan sistemlere yol açarsa, bu fenomenleri teşhis etmek ve azaltmak için uzun süredir sağlam analitik araçlar talep eder.

Güç Sistemi Osilasyonlar: Sınıflama ve Etki

Power system oscillations, sistem elemanları arasındaki enerji periyodik değişimine işaret ediyor -tipik olarak jeneratörler, yükler ve iletim devreleri - bu gerilim, mevcut veya güç akışındaki dalgalanmalar olarak ortaya çıkıyor. Bu salınımlar frekans ve uzaysal ölçüde geniş bir şekilde sınıflandırılabilir:

Yerel (Makine) Oscillations

Tek bir jeneratör ve sistemin geri kalanı arasında, genellikle 0.8-2.0 Hz aralığında, jeneratör rotorunun ağa karşı elektromekanik dinamik dinamiklerinden doğarlar; eğer kötü bir şekilde, jeneratör gezi veya adasına neden olabilirler.

Inter-area Oscillations

Bir alanda jeneratör grupları, gruplara karşı başka bir alanda hızlanıyor, 0.1-0.8 Hz. Bunlar özellikle zor çünkü birçok makineyi içeriyor ve genellikle uzun mesafelere yayıyor. Yetersiz barajlar sistemi ayrılığa ve kalibrelere yol açabilir.

Subsynchronous Resonance (SSR)

Bir türbin-jenere milinin doğal frekansları seri-kompansasyon hatlarının elektrik rezonanslarıyla örtüştüğünde meydana gelen özel bir osilasyon sınıfı, ciddi mekanik stres ve mil yorgunluklarına neden olabilir ve simetrik bileşen teknikleri kullanarak özel analiz gerektirir.

Torsional Oscillations

Büyük Türbin-jeneratörlerin mekanik mil sistemi ile ilgili olarak, genellikle hata veya kontrol etkileşimleri tarafından heyecanlanır. Symmetrical bileşenler elektrik sistemi ile etkileşim yapan torsional modlarını izole etmeye yardımcı olur.

Bu osilasyonların etkisi, bir dizi çizgi gezi takip eden kesintiler tarafından önceden belirlenmişti. Bu nedenle, doğru bir şekilde izleme yeteneği ve barajlar doğru bir şekilde izleme yeteneği, tahmin etme ve barajlar güvenilir bir şebeke operasyonu temelleridir.

Symmetrical components'ın teorik temeli

simetrik bileşenler yöntemi, ilk olarak 1918 yılında Charles L. Fortescue tarafından önerilen, üç dengesiz fasors (amir veya mevcut) üç dengeli diziye dönüştürür: olumlu sıra, negatif dizi ve sıfır sıra.

[V012] = [A]⁻¹ [Vabc]
where [A] = [[1, 1, 1], [1, a², a], [1, a, a²]]
and a = 1∠120°

Olumlu Eşitlik Bileşenleri

Olumlu sıra set, sistemin sürekli devlet koşulları altında, net güç transferi ile aynı yönde ayrılmış ve doğrudan yük-yükleme ve istikrar çalışmaları için kullanılan birincil miktarlardır.

Olumsuz Eşitlik Bileşenleri

Olumsuz dizi set aynı zamanda 120° ayrılıkta eşit büyüklükteki fasorsa sahiptir, ancak ters yönde döner. Olumsuz sıra bileşenleri, elektromekanik istikrarsızlığı ve line-line hataları gibi asimetrik hatalardan kaynaklanır.

Zero Sequence Bileşenler

Sıfır sıra kümesi, boyut ve fazda eşit olan üç fasorsdan oluşur (köpücü ayrılık yoktur). Zero serisi öncelikle zemin hataları sırasında görünür (line-to-ground veya çift-line-to-ground) ve sistem tarafsız bir yol olduğunda. Zero serisi engelleyici bir yoldur.

Eşitlik Ağları

Analiz için, her simetrik bileşeni bağımsız olarak ayrı dizi ağları (pozitif, negatif, sıfır) oluşturmakla tedavi edilir ve her bir bileşen tarafından görülmekte olan bu ağlar, sonra jeneratörler ve kontrol sistemleri ile ilgili hataların etkisini doğrudan dinamik analize kadar genişletebilir.

Symmetrical components to Oscillation Analysis

Modern güç sistemi osilasyonlar, doğrusallaştırılmış modeller bir işletim noktası etrafında analiz edilir (küçük imzalı stabilite). Sistemin diferansiyel denklemleri devlet uzay biçiminde ifade edilir ve eigenvalues, bu analizi birkaç şekilde tanımlamak için hesaplarlanır: Symmetrical components bu analizi birkaç şekilde geliştirir:

Sequence Decomposition ile Modal Analiz

Üç fazlı bir sistem dengesiz bir rahatsızlık yaşarken, ortaya çıkan elektromekanik osilasyonlar hem olumlu hem de negatif dizi bileşenleri içermektedir.Bu bilgi kılavuzları hedefli eylemlere dönüştürürken, mühendisler öncelikle her bir osilasyon modunda yer alan hangi dizi bileşenleri tanımlayabilirler. Örneğin, yüksek negatif bir katılım gösteren bir modda, dengesiz bir iletim hattının veya yükün kök nedeni olduğunu gösterebilir.

Eşitlik için özdeğerlik Impedance

Symmetrical bileşenler, eigenvalue hassasiyetlerinin hesaplanmasına izin verir ve ağın dengelemesi veya yeniden yapılandırılması ile ilgili olarak. Belirli bir osilasyon modu kötü bir şekilde değiştirilebilirse, mühendisler pozitif sıralı tonlama toparlama toparlama toparlama toparlama toparlama toparlama toparlama toparlama sistemi stabilizatörler (PSS), negatif dizi etkiler ağı dengelemek veya yeniden yapılandırmak için azaltılabilir.

Transient Stability with Unbalanced Faults

Belirsiz hatalar sırasında - tek bir çizgi-vardaki hata gibi - sistem hatanın süresi için dengesiz kalır. Symmetrical components, belirsiz ağın üç sıraya indirilmesiyle ilgili geçici stabilite simülasyonunu basitleştirir.

Symmetrical kompresifleri kullanarak stratejiler

simetrik bileşen analizinden elde edilen bilgiler doğrudan baraj kontrol ve koruyucu şemaların tasarımını bildirir. Anahtar mitigation stratejileri şunları içerir:

Power System Stabilizers (PSS)

PSS, asimetrik bileşenleri kullanarak yerel ölçümlerden (rotor hız, güç) elde edilen olumlu dizi sinyalleri kullanır (parçasız sistemlerde, negatif diziler PSS girişinin bozulmasına veya simetrik bileşenleri kullanarak) olumsuz dizi içeriği filtrelemeye devam edebilir.

Esnek AC Transmission Systems (FACTS)

Statik Var Compensatörler (SVC), statik senkronizasyonlar (STATCOM) ve Birleşik Güç Akış kontrolörleri (UPFC) gibi cihazlar, belirli bir tazminat sağlamak için kontrol edilebilir. Örneğin, bir STATCOM negatif dizigenleri karşılayarak negatif dizin gerilimi enjekte edebilir, böylece dengeleyici olmayan şanzımanlar ile FACTS'yi kullanarak.

Subsynchronous Damping Controllers

SSR ve torsional oscillations için, seçici olarak belirli torsional modlarının genellikle simetrik bileşenlere güvendiğini kontrol eder. jeneratör terminallerinde mevcut negatif diziyi ölçerek, biri torsional etkileşimi tespit edebilir ve bir barajlama sinyalini excitation system.The use of simetrik provides to the controlter mode rather than the negative other machine.

Wide-Area İzleme ve Phasor Ölçüm Birimleri (PMU)

PMUs, çeşitli PMU'lardan gelen olumlu dizingen ölçümlerini (pozisyon ve sıfır dizileri) ile eş zamanlı izleme sistemleri arasındaki fark eder.The North American Electric Reliability Corporation (NERC) inter-area mod şekillerini ve barajlama oranını önerir.In addition, negatif ve sıfır sıralı veriler, [Dönemli olmayan koşullara göre değişebilir[Dönemli olmayan koşullar).

Vaka Çalışması: Bir Line Trip Sonrası Yanan Oscillations

500 kV iletim hattının dört döngüden sonra temizlenen tek bir basamaklı hata yaşadığını düşünün. Hata, sadece% 2 ile 0,7 arası bir Hz inter-area oscillation'ı heyecanlandıran bir koşul yaratır.

simetrik bileşen analizi kullanarak, mühendisler birkaç alt istasyonda gerilim ve mevcut dizi bileşenlerini hesaplar. etkilenen koridordaki negatif dizi bileşeninin alışılmadık derecede yüksek olduğunu bulurlar ( olumlu sıra büyüklüğün% 5'i) ve sıfır sıra bileşeninin öncelikle dengesiz bir faz-faz etkisi olduğunu gösterir.

Bu bilgi ile, olumsuz dizingenlere karşı iki üst üste iki büyük jeneratörü uygularlar ve bu durumda simetrik bileşenlerin dengesizliğe karşı çıkan negatif dizi gerilimi enjekte eder ve bu değişiklikleri azaltır.

Yaklaşımların Faydaları ve Sınırları

Faydaları Faydaları Faydaları

  • [FONT:0) Basitleştirilmiş Analiz: [Dönetici: Üç dengeli ağa indirgenme sistemleri matematiksel karmaşıklığı azaltır ve birçok stabilite çalışması için olumlu dizi modellerin kullanılmasını sağlar.
  • [FONT:0)Targeted Damping:[Dönetici:[Dönetici:0) Hangi dizinin seçici kontrol stratejilerinden sorumlu olduğunu tespit etmek, gereksiz ayarlamalardan dengeli bileşenlere kaçınmak.
  • [FONT:0) Koruma Sistemleri ile Uyumluluk:[Dönetici:[Dönetici:0) Birçok koruyucu röpek zaten hata tespiti için simetrik bileşenler kullanıyor; aynı veriler yeni donanım olmadan salınım analizi için yeniden kullanılabilir.
  • [FONT:0]Scalability:[Dönetici:[Dönetici:0) Yöntem hem yerel hem de geniş çaplı bir stabilite değerlendirmelerine uygulanır, tek bir jeneratörden kıta ölçekli ızgaralara.

Sınırlamalar

  • [FONT:0) Linear Ağının Varsayım:[Döneticileri lineer, zaman değişmez ağlara kesinlikle uygulanır. Yüksek doğrusal olmayan bileşenler (saturable transformatörler, H999 dönüştürücüler) demseriğin doğruluğunu yükselten harmonikleri ortaya koyar.
  • [FONT=0)Sekizliğe bağlı olarak: [DDDÜDÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜŞÜNÜSÜŞÜNÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ: 0)SÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ
  • [FONT:0] Dengeli Kaynaklara dikkat etmek için: Yöntem, jeneratörün iç gerilimlerin dengeli pozitif sıra olduğunu varsaymaktadır.In fact, unbalanced rotor devreleri (salient kutuplar) veya dönüştürücü asimmetler küçük negatif dizi gerilimler üretebilir.
  • [FONT=0)Data Quality:[Dön-ayda simetrik bileşenlerin kullanımı PMU'lardan doğru aşama ölçümlerine dayanır ve bu da GPS reçet veya iletişim gecikmelerinden etkilenebilir.

Future: Modern Grids'teki Symmetrical Bileşenler

Güç sistemleri yenilenebilir enerji ve güç elektroniklerini giderek artan oranda entegre ettikçe, stabil analizdeki simetrik bileşenlerin rolü gelişmektedir. (wind, solar, batarya depolama) şebeke stabilitesini desteklemek için kontrol edilen gerilimler üretir. Örneğin, grid-formasyonları için negatif veya sıfır serisi bileşenlerinin rolü, dengesiz olmayan hataların gerilimi ve damp-fault osilleri korumak için negatif dizinleri ()

Online oscillation monitoring using PMU data and real-time simetrik bileşen hesaplaması kontrol merkezlerinde standart hale geliyor. Süreç serisine giriş yapan algoritmaların çözümü, yükselmeden önce en az yükümlülükler saniyelerini tahmin edebilir. simetrik bileşen teorisinin kombinasyonu daha dayanıklı ağ operasyonları ile.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Symmetrical bileşenler, osilasyonları ve enst yükümlülükleri ele almak için güç sistemi analizinin temel bir taşı olarak kalır.Ssimetrik olmayan koşulların pozitif, negatif ve sıfır sıralarına göre, yöntem mühendislere osilasyon stratejilerinin kök nedenini ve etkili barajlama stratejilerini teşhis etmeyi sağlar. Geleneksel PSS ayarlarından PMU ve FACTS kullanarak, uygulamalar, kara korumayı önlemenin temel bir öğesidir.