Уравнение движения системы

Установившийся режим энергосистемы характеризуется балансом мощностей: суммарная мощность генерации равна нагрузке энергосистемы, включая потери в сети РГ = РН. В нормальном режиме этот баланс сохраняется при номинальной частоте 50 Гц. При нарушении баланса мощностей происходит изменение частоты системы. Если РГ < РН, то частота уменьшается, в случае РГ > РН частота увеличивается.

Уравнение энергосистемы имеет вид

(2.1)

ТЭН.СИСТ — эквивалентная постоянная времени энергосистемы;

D — коэффициент демпфирования; DPг— изменение генерации за счет дополнительного открытия регулирующего органа: DPн — изменение нагрузки, не считая изменения за счет регулирующего эффекта.

Коэффициент демпфирования учитывает изменение мощности генераторов и потребителей в функции частоты

(2.2)

где — регулирующий эффект нагрузки;

— изменение мощности турбины в функции частоты при постоянном открытии регулирующего органа

При отсутствии резерва регуляторы частоты вращения не могут увеличить генерацию. В этом случае дефицит генераторной мощности будет сохраняться на прежнем уровне, а баланс мощностей восстановится только за счет снижения потребления. С учетом сказанного отметим, что в уравнении

и остается неизменным на весь послеаварийный период.

При неизменности возмущения DP передаточная функция энергосистемы принимает вид

(2.3)

где Т’ЭН.СИСТ = ТЭН.СИСТ / D –постоянная времени энергосистемы с учетом регулирующего эффекта нагрузки и изменения момента турбин в функции частоты при постоянном открытии регулятора.

Изменение частоты во времени происходит по экспоненциальному закону:

(2.4)

Поскольку и само значение регулирующего эффекта для энергосистем определяется ориентировочно, то для практических расчетов можно принять

(2.5)

C учетом этого формулу можно записать в виде

(2.6)

Знак отклонения частоты определяется знаком рассогласования мощностей . В аварийных ситуациях, как правило, существует дефицит генераторной мощности, при этом частота сети снижается. Характер снижения частоты при дефиците мощности и отсутствии резерва показан на рис. 2.1. В установившемся режиме

Если произвести отключение потребителей (разгрузить энергосистему), то DР = 0, и частота сети будет увеличиваться.

Несомненно, что аварии, сопровождающиеся дефицитом генераторной мощности, могут возникать как при наличии, так и при отсутствии резерва. Наибольший интерес представляют аварии с большим дефицитом мощности, когда приходится прибегать к аварийной разгрузке системы. В таких ситуациях резерва или совсем нет, или он явно недостаточен, поэтому им можно пренебречь, и расчет переходного процесса вести по предыдущей формуле.