Stabilność systemu elektroenergetycznego

Jan Machowski, Zbigniew Lubośny

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-20006-0

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2018

Liczba stron:

922

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Machowski, Jan; Lubośny, Zbigniew. Stabilność systemu elektroenergetycznego. Red. . Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2018, 922 s. ISBN 978-83-01-20006-0

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Machowski, J.

A1 Lubośny, Z.

T1 Stabilność systemu elektroenergetycznego

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

PP Warszawa

YR 2018

SN 978-83-01-20006-0

Bibliografia BibTex:

@Book{ 197727, author = "Machowski, Jan and Lubośny, Zbigniew", editor = "", title = "Stabilność systemu elektroenergetycznego", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2018", address = "Warszawa", isbn = "978-83-01-20006-0" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Machowski, Jan

AU - Lubośny, Zbigniew

ED -

TI - Stabilność systemu elektroenergetycznego

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY - Warszawa

PY - 2018

SN - 978-83-01-20006-0

ER -

Netografia (standard APA):

Machowski, Jan; Lubośny, Zbigniew. Stabilność systemu elektroenergetycznego [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2018 [dostęp: 31 08 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/stabilnosc-systemu-elektroenergetycznego-jan-machowski-zbigniew-197727.

system elektroenergetyczny, sieci przesyłowe, stabilność systemu elektroenergetycznego, regulacja napięcia i częstotliwości, optymalizacja układów regulacyjnych, środki poprawy stabilności, zastosowania układów WAMS

Publikacja Wydawnictwa WNT, dodruk Wydawnictwo Naukowe PWN System elektroenergetyczny jest to zbiór urządzeń przeznaczony do wytwarzania, przesyłu, rozdziału, magazynowania i użytkowania energii elektrycznej, połączonych ze sobą w system umożliwia...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-20006-0

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2018

Liczba stron:

922

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Wykaz używanych skrótów12
1. Wiadomości ogólne16
1.1. Rodzaje stabilności SEE16
1.2. Jednostki względne22
1.3. Schematy zastępcze generatorów synchronicznych26
1.3.1. Obrazy strumieni i reaktancje zastępcze26
1.3.2. Wykresy fazorowe generatora synchronicznego31
1.3.3. Zmiany sił elektromotorycznych po zakłóceniu35
1.3.4. Równanie ruchu wirnika37
1.4. Równania sieci WN40
1.4.1. Schematy zastępcze linii41
1.4.2. Schematy zastępcze transformatorów47
1.4.3. Pojedynczy element indukcyjny54
1.4.4. Równania węzłowe56
1.4.5. Linearyzacja równań węzłowych58
1.4.6. Zmiana układu współrzędnych60
1.4.7. Wyznaczanie punktu pracy SEE61
2. Stabilność kątowa układu generator–sieć sztywna66
2.1. Charakterystyka mocy w stanie ustalonym66
2.2. Stan równowagi71
2.3. Stabilność kątowa lokalna73
2.3.1. Metoda małych zakłóceń74
2.3.2. Charakterystyka mocy w stanie przejściowym76
2.3.3. Metoda równych pól82
2.3.4. Kołysania po zakłóceniu mocy mechanicznej90
2.3.5. Rozwiązanie równania ruchu92
2.3.6. Wpływ regulacji napięcia97
2.4. Stabilność kątowa przejściowa112
2.4.1. Wpływ czasu trwania i rodzaju zwarcia113
2.4.2. Wpływ obciążenia układu przed zwarciem119
2.4.3. Wpływ odległości zwarcia120
2.4.4. Zwarcie likwidowane w cyklu SPZ121
2.4.5. Kołysania mocy124
2.4.6. Wpływ regulacji napięcia125
2.4.7. Proste kryterium do analiz przybliżonych130
2.4.8. Bezpośrednia metoda Lapunowa133
2.5. Praca asynchroniczna i resynchronizacja140
2.5.1. Moc asynchroniczna140
2.5.2. Charakterystyka turbiny145
2.5.3. Punkt równowagi pracy asynchronicznej145
2.5.4. Przejście do pracy asynchronicznej146
2.5.5. Zmiany wartości elektrycznych w trakcie pracy asynchronicznej148
2.5.6. Możliwości resynchronizacji149
2.5.7. Wpływ regulacji napięcia generatora i mocy turbiny151
2.5.8. Identyfi kowanie pracy asynchronicznej153
2.6. Środki poprawy stabilności kątowej159
2.6.1. Stabilizatory systemowe159
2.6.2. Szybka regulacja turbin parowych172
2.6.3. Wyłączanie części generatorów178
2.6.4. Hamowanie elektryczne181
2.6.5. Wykorzystanie bocznikowych urządzeń FACTS183
2.6.6. Wykorzystanie kompensatorów szeregowych FACTS195
2.6.7. Wykorzystanie UPFC200
3. Stabilność napięciowa układu źródło–odbiór209
3.1. Odbiory kompleksowe209
3.2. System elektroenergetyczny jako źródło211
3.3. Warunek stabilności napięciowej dQ / dU213
3.4. Czynniki istotne dla stabilności napięciowej216
3.4.1. Wpływ wzrostu obciążenia216
3.4.2. Wpływ zmian w sieci222
3.4.3. Wpływ kształtu charakterystyk napięciowych224
3.4.4. Wpływ regulacji napięcia227
3.4.5. Zjawiska towarzyszące229
3.5. Inne warunki stabilności napięciowej230
3.5.1. Warunek stabilności napięciowej dE / dU230
3.5.2. Warunek stabilności napięciowej g d /dl Q Q232
3.5.3. Krzywe nosowe235
3.5.4. Proste kryterium do przybliżonych analiz237
3.6. Środki poprawy stabilności napięciowej240
4. Stabilność częstotliwościowa242
4.1. Charakterystyki częstotliwościowe242
4.1.1. Częstotliwościowa charakterystyka poboru242
4.1.2. Częstotliwościowa charakterystyka wytwarzania245
4.1.3. Punkt równowagi249
4.2. System regulacji mocy i częstotliwości252
4.2.1. Korekta czasu synchronicznego253
4.2.2. Regulacja pierwotna254
4.2.3. Regulacja wtórna258
4.3. Uproszczone modele dynamiczne263
4.2.4. Regulacja trójna263
4.3.1. Model regulacji pojedynczego systemu264
4.3.2. Model regulacji dwóch połączonych systemów266
4.4. Przebiegi nieustalone w trakcie regulacji częstotliwości271
4.3.3. Model regulacji kilku połączonych systemów271
4.4.1. Etap I – kołysania wirników generatorów271
4.4.2. Etap II – spadek częstotliwości275
4.4.3. Etap III – regulacja pierwotna278
4.4.4. Znaczenie rezerwy wirującej280
4.4.5. Lawina częstotliwości283
4.4.6. Etap IV – regulacja wtórna285
4.5. Przebiegi nieustalone w trakcie regulacji mocy wymiany288
4.5.1. Etap I i II – kołysania mocy i spadek częstotliwości289
4.5.2. Etap III – regulacja pierwotna291
4.5.2. Etap IV – regulacja wtórna292
4.6. Działania zaradcze298
4.6.1. Plan obrony298
4.6.2. Automatyka SCO300
4.6.3. Urządzenia UPFC lub TCPAR301
5. Modele matematyczne309
5.1. Modele generatorów synchronicznych310
5.1.1. Równania strumieniowo-prądowe312
5.1.2. Moc w układzie zastępczym318
5.1.3. Równania różniczkowe strumieniowe319
5.1.4. Zastępcze źródła napięciowe328
5.1.5. Modele do badania stabilności346
5.1.6. Połączenie z siecią353
5.1.7. Przykładowe parametry355
5.1.8. Wpływ nasycenia żelaza357
5.1.9. Zmiana układu współrzędnych365
5.2. Modele układów wzbudzenia366
5.2.1. Człon pomiarowo-porównawczy367
5.2.2. Wzbudnice maszynowe prądu stałego368
5.2.3. Wzbudnice maszynowe prądu przemiennego370
5.2.4. Wzbudnice statyczne374
5.2.5. Stabilizatory systemowe375
5.3. Modele turbin i ich regulatorów377
5.3.1. Turbiny parowe378
5.3.2. Turbina wodna385
5.3.3. Turbiny gazowe i układy kombinowane390
5.4. Modele farm wiatrowych396
5.4.1. Farmy i elektrownie wiatrowe396
5.4.2. Model elektrowni wiatrowej z maszyną asynchroniczną400
5.4.3. Model elektrowni wiatrowej z maszyną synchroniczną413
5.5. Model elektrowni fotowoltaicznej417
5.6. Modele elementów sieci424
5.6.1. Linie przesyłowe i transformatory424
5.6.2. Odbiory kompleksowe426
5.6.3. Urządzenia FACTS438
5.6.4. Modele łącza HVDC443
6. Badanie wielomaszynowych SEE455
6.1. Badanie stabilności kątowej lokalnej455
6.1.1. Stabilność lokalna naturalna456
6.1.2. Stabilność lokalna sztuczna472
6.2. Badanie stabilności kątowej przejściowej485
6.2.1. Metody przemienne486
6.2.2. Metody jednoczesne502
6.2.3. Porównanie metod505
6.2.4. Odwzorowanie zakłóceń506
6.2.5. Ocena tłumienia kołysań mocy508
6.3. Bezpośrednia metoda Lapunowa511
6.3.1. Funkcje energetyczne dla modeli SEE511
6.3.2. Wyznaczanie krytycznego czasu trwania zwarcia521
6.3.3. Sterowanie bocznikowych urządzeń FACTS526
6.3.4. Sterowanie UPFC543
6.3.5. Sterowanie generatorów synchronicznych554
6.4. Badanie stabilności napięciowej561
6.4.1. Krzywe nosowe562
6.4.2. Analiza wrażliwości i analiza modalna567
6.4.3. Inne metody570
6.5. Stabilność w planowaniu rozwoju i pracy SEE571
6.5.1. Zdarzenia planistyczne i ekstremalne572
6.5.2. Standardy zachowania się SEE582
6.5.3. Przykłady kryteriów ilościowych585
7. Optymalizacja układów regulacyjnych594
7.1. Wymagania formalne stawiane regulatorom594
7.2. Metody optymalizacji regulatorów597
7.2.1. Optymalizacja oparta na modelach liniowych601
7.2.2. Modele klasyczne (IEEE) – regulatory napięcia generatora613
7.2.3. Modele klasyczne (IEEE) – stabilizatory systemowe623
7.2.4. Regulatory optymalne LQR, LQG646
7.2.5. Regulatory krzepkie (odporne) H2, H650
7.2.6. Optymalizacja oparta na modelach nieliniowych661
7.2.7. Regulatory adaptacyjne664
7.3. Weryfi kacja nastawień na obiektach rzeczywistych672
8. Metody czasu rzeczywistego682
8.1. Układy WAMS682
8.1.1. Fazory682
8.1.2. Struktura układu WAMS688
8.2. Zastosowania układów WAMS696
8.2.1. Ocena stanu pracy systemu696
8.2.2. Detekcja pracy wyspowej703
8.2.3. Obrona stabilności systemu707
8.2.4. Tłumienie kołysań elektromechanicznych710
9. Wpływ rozproszonych źródeł energii715
9.1. Rozproszone źródła energii715
9.1.1. Elektrownie wiatrowe716
9.1.2. Elektrownie fotowoltaiczne722
9.2. Inercja w systemie elektroenergetycznym723
9.2.1. Zmienność inercji w systemie723
9.2.2. Wpływ inercji na stabilność systemu737
9.3. Wirtualna inercja745
9.3.1. Idea układu wirtualnej inercji745
9.3.2. Wpływ wirtualnej inercji na stabilność systemu752
9.3.3. Wirtualna inercja a stabilność połączonych systemów760
10. Redukcja modelu766
10.1. Typy ekwiwalentów dynamicznych766
10.2. Przekształcenia sieci768
10.2.1. Eliminacja węzłów768
10.2.2. Agregacja węzłów metodą Dimo772
10.2.3. Agregacja węzłów metodą Żukowa774
10.2.4. Koherencja777
10.2.5. Agregacja zespołów wytwórczych780
10.2.6. Model zastępczy podsystemu zewnętrznego780
10.3. Rozpoznawanie koherencji782
10.4. Właściwości ekwiwalentów opartych na koherencji789
10.4.1. Elektryczna interpretacja agregacji Żukowa789
10.4.2. Model przyrostowy791
10.4.3. Modalna interpretacja dokładnej koherencji795
10.4.4. Wartości własne i wektory własne modelu zastępczego800
10.4.5. Punkty równowagi modelu zredukowanego809
Literatura815
Dodatek. Podstawy teoretyczne822
D.1. Definicje stabilności822
D.2. Układy liniowe824
D.2.1. Równania różniczkowe zwyczajne824
D.2.2. Równanie różniczkowe z współczynnikiem zespolonym834
D.2.3. Wartości i wektory własne macierzy837
D.2.4. Diagonalizacja macierzy rzeczywistej842
D.2.5. Modalna postać równania różniczkowego macierzowego850
D.2.6. Równanie zmiennych stanu z wymuszeniami861
D.2.7. Analiza modalna układu dynamicznego862
D.3. Układy nieliniowe867
D.3.1. Funkcje skalarne w przestrzeni stanów869
D.3.2. Druga metoda Lapunowa874
D.3.3. Pierwsza metoda Lapunowa884
D.4. Częściowa inwersja macierzy887
D.5. Analiza Prony’ego888
D.6. Wybrane prawa elektrotechniki897
D.7. Ograniczniki w członach automatyki regulacyjnej899
D.8. Metody całkowania numerycznego903
D.9. Systemy testowe910
D.9.1. System testowy 3G910
D.9.2. System testowy 7G (CIGRE)913
D.9.3. System testowy 10G (New England)916

1.Wiadomościogólne

okres,adlastabilnościczęstotliwościowejinapięciowejzarównookreskrótki,jak

idługi.Stabilnośćdlakrótkiegoczasutrwaniazjawisknazywasięstabilnościąkrót-

kookresową,adladługiegoczasuodpowiedniostabilnościądługookresową.

Wartotupodkreślić,żeutratastabilnościSEEmożenastępowaćmimoistnienia

idziałaniaautomatykiregulacyjnejorazzabezpieczeńsłużącychdoochronyele-

mentówSEEprzedskutkamizakłóceń.Wpraktyceutratastabilnościmożenastępo-

waćpowystąpieniunietypowego(silnego)zakłócenialubwstanachnienormalnych

pracy,gdysiećWNjestosłabionawyłączeniemkilkujejelementów,awszczegól-

nościprzywystąpieniuwyłączeńkaskadowychspowodowanychsilnymprzecią-

żeniemsieci.Utratastabilnościmożeprowadzićdoawariipolegającejnautracie

zdolnościSEEdozasilaniaodbiorcównadużymobszarze(awariaobszarowa)lub

nawetwcałymSEE(awariasystemowa).

PrzeciwdziałaniezjawiskomutratystabilnościSEEnależypodejmowaćnakaż-

dymmożliwymetapie,awięcwtrakcieplanowaniarozwojuSEE,wtrakciewdra-

żaniaposzczególnychinwestycjiwsektorzewytwarzaniairozwojusieci,wtrakcie

pracySEE.Wkażdymztychetapówpodejmowanedziałaniamająodmiennycha-

rakterimogąbyćopisanewnastępującysposób:

WtrakcietworzeniaplanówrozwojuSEEnależyzapewnićzasadniczekryteria

bezpiecznejpracySEEorazjegoodpornośćnazakłócenia.

Wtrakcierealizacjikonkretnychinwestycjiwsektorzewytwarzanianależyza-

pewnićwykorzystaniedostępnychelektrownianychśrodkówpoprawystabilności

SEEioptymalizacjęichparametrów(np.układówregulacjinapięciageneratorów

izastosowanieodpowiedniodobranychstabilizatorówsystemowychPSS).

WtrakciepracySEEwprzypadkuzidentyﬁkowaniazagrożeństabilnościdlaprze-

ciwdziałaniapowstawaniuawariisystemowychmożnawprowadzaćdoSEEdodat-

koweśrodkipoprawystabilności,naprzykładautomatykiprzeciwawaryjnenazywa-

netakżezabezpieczeniamispecjalnymilubzabezpieczeniamiwielkoobszarowymi.

Należytupodkreślić,żewszelkieśrodkipoprawystabilności(zarównosieciowe,

jakielektrowniane)powinnybyćtraktowanejakośrodkidodatkowepoprawiające

stabilnośćiłagodzącestanynieustalone,anieśrodkizapewniającestabilność.Sta-

bilnośćSEEprzytypowychzakłóceniachpowinnabyćzapewnionaprzezrozwój

siecistosownydorozwojusektorawytwarzania.Takwięcpodstawowądrogąza-

pewnieniabezpiecznejpracySEEpowinnobyćplanowanierozwojusieciprzesyło-

wejdostosowanedoplanowanegowzrostuzapotrzebowanianamociplanowanych

inwestycjiwsektorzewytwarzania.

Brak wyników

Stabilność systemu elektroenergetycznego

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra