پاورپوینت پایداری و کنترل سیستمهای قدرت

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

دینامیک سیستمهای قدرت 2

پایداری و کنترل سیستمهای قدرت

پرابها کندور (فصل دوم)

اسلاید 2 :

فصل دوم مقدمه ای بر مساله پایداری سیستمهای قدرت

فهرست

2-1- مفاهیم اولیه و تعاریف
پایداری زاویه روتور
پایداری ولتاژ و فروپاشی ولتاژ
پایداری میان مدت و بلند مدت
2-2- طبقهبندی پایداری
2-3- مروری بر تاریخچه مسائل پایداری

اسلاید 3 :

2-1- مفاهیم اولیه و تعاریف
تعریف اولیه:
باقی ماندن در حالت تعادل در حالت عادی و بعد از اغتشاش
حفظ سنکرونیزم بعد از اغتشاش
انواع اغتشاش:
کوچک مثل تغییر دائمی بار
بزرگ مثل اتصال کوتاه، از دست دادن ژنراتور یا بار یا خط ارتباطی بین دو زیر سیستم

اسلاید 4 :

2-1-1- پایداری زاویه روتور (1)
تعریف: توانایی سیستم در حفظ سنکرونیزم
مطالعه شامل: نوسانهای الکترومکانیکی و رفتار توانهای خروجی در مقابل نوسانهای روتور
مهمترین مشخصه ماشین در بحث پایداری زاویه:
رابطه توان-زاویه

اسلاید 5 :

2-1-1- پایداری زاویه روتور (2)
حالت پایدار: تعادل بین گشتاور مکانیکی ورودی و گشتاور الکتریکی خروجی
حالت نوسانی: تغییر تعادل و شتاب مثبت و منفی روتور بر اساس قوانین حرکت اجسام
چرخش سریعتر یک ژنراتور نسبت به دیگری باعث افزایش زاویه روتور نسبت به ماشین کندتر میشود بارابطه توان-زاویه، بار ماشین کند به ماشین تند منتقل میشود و باعث کاهش اختلاف زاویه میشود.

اسلاید 6 :

2-1-1- پایداری زاویه روتور (3)
ناپایداری:
افزایش اختلاف زاویه باعث کاهش توان مبادله شده و دوباره باعث افزایش زاویه
خارج شدن از حالت سنکرونیزم و افزایش و یا کاهش سرعت روتور
جدا کردن ماشین یا ماشینهای ناپایدار از سیستم به کمک سیستم حفاظتی
شباهت سیستم قدرت به واگنهای قطار (بار و ژنراتور) متصل با تسمه(خط)
گشتاور الکتریکی:
گشتاور سنکرون کننده هم فاز با تغییرات زاویه
گشتاور میراکننده هم فاز با تغییرات سرعت

اسلاید 7 :

2-1-1- پایداری زاویه روتور (4)
طبقهبندی پایداری زاویه روتور:
الف) پایداری اغتشاش کوچک یا سیگنال کوچک
ب) پایداری گذرا (پایداری سیگنال بزرگ یا پایداری دینامیکی (توصیه نشده) )
الف) پایداری سیگنال کوچک
تعریف: حفظ سنکرونیزم در اثر اغتشاشهای کوچک
ناپایداری 1: افزایش زاویه روتور به دلیل کمبود گشتاور سنکرون کننده
ناپایداری 2: افزایش نوسانهای روتور به دلیل کمبود توان میراکننده

اسلاید 8 :

2-1-1- پایداری زاویه روتور (5)سیگنال کوچک
ناپایداری 1: افزایش زاویه روتور به دلیل کمبود گشتاور سنکرون کننده

ناپایداری 2: افزایش نوسانهای روتور به دلیل کمبود توان میراکننده

اسلاید 9 :

2-1-1- پایداری زاویه روتور (6) سیگنال کوچک
انواع نوسان در مطالعه پایداری سیگنال کوچک
1-مدهای محلی: نوسان واحدهای یک نیروگاه نسبت به بقیه سیستم
2- مدهای بین ناحیهای: نوسانهای تعدادی ماشین در یک بخش (نزدیک به هم یا متصل با خط ضعیف) نسبت به بقیه
3- مدهای کنترلی: به دلیل تنظیم بد سیستمهای تحریک، گاورنر، کانورترهای HVDC، جبرانگرهای استاتیکی توان راکتیو SVC
4- مدهای پیچشی: نوسان اجزای چرخان محور توربین-ژنراتور و تاثیر متقابل این مدها با خطوط انتقالی جبرانشده با خازن سری

اسلاید 10 :

2-1-1- پایداری زاویه روتور (7) سیگنال بزرگ (پایداری گذرا)
تعریف: حفظ سنکرونیزم در اثر اغتشاش شدید
اثر: تغییر بزرگ زاویه و توان
نوع اغتشاش: اتصال کوتا سه فاز، تک فاز و دو فاز به هم
زمان محاسبات: 3 تا 5 ثانیه (سیستمهای بزرگ 10 ثانیه)
انواع ناپایداری گذرا:
ناپایداری در اولین نوسان (به دلیل کمبود گشتاور سنکرون کننده)
ناپایداری در نوسانهای بعدی (ناپایدار از دیدگاه سیگنال کوچک)

اسلاید 11 :

2-1-1- پایداری زاویه روتور (7) سیگنال بزرگ (پایداری گذرا)

اسلاید 12 :

2-1-2- پایداری و فروپاشی ولتاژ(1)
تعریف:
توانایی سیستم در حفظ ماندگار ولتاژ در شرایط عادی و بعد از اغتشاش
علت اصلی ناپایداری:
عدم توانایی سیستم در تامین توان راکتیو
معیار پایداری ولتاژ:
کاهش دامنه ولتاژ پس از افزایش توان راکتیو در حداقل یک باس سیستم
یا حساسیت منفی V-Q برای حداقل

اسلاید 13 :

2-1-2- پایداری و فروپاشی ولتاژ(2)
یک سیستم ساده شعاعی برای نمایش پایداری ولتاژ

اسلاید 14 :

2-1-2- پایداری و فروپاشی ولتاژ(3)

اسلاید 15 :

2-1-2- پایداری و فروپاشی ولتاژ(4)
رابطه توان-ولتاژ، مهمترین رابطه در پایداری ولتاژ

اسلاید 16 :

2-1-2- پایداری و فروپاشی ولتاژ(5)
عوامل فرآیند فروپاشی ولتاژ در یک سیستم پیچیده:
قوت و ضعف سیستم انتقال
سطح توان انتقالی
مشخصههای بار
حد توان راکتیو ژنراتورها
مشخصه تجهیزات جبرانگر توان راکتیو
عملکرد ناهماهنگ سیستمهای حفاظتی و کنترلی

اسلاید 17 :

2-1-2- پایداری و فروپاشی ولتاژ(6)
انواع پایداری ولتاژ:
الف) پایداری اغتشاش بزرگ ولتاژ
توانایی کنترل ولتاژ پس از وقوع اغتشاش بزرگ
نیاز به شبیهسازی دینامیکی بلند مدت و بررسی اثرات تغییردهندههای تپ زیر بار و محدودکنندههای جریان تحریک ژنراتور
ب) پایداری اغتشاش کوچک ولتاژ
توانایی کنترل ولتاژ پس از وقوع اغتشاش کوچک مثل تغییر بار
تحلیل استاتیکی سیستم

اسلاید 18 :

2-1-3- پایداری میان مدت و بلند مدت
میرا فرض کردن نوسانهای توان بین ماشینها
بررسی آشفتگیهای شدید در این نوع پایداری
مدل کردن پدیدهها، کنترلکنندهها و سیستمهای حفاظتی کند
پدیدهها:
عکسالعمل دینامیکی دیگهای بخار، واحدهای حرارتی، عکسالعمل دینامیکی آبگذر و کانال آب واحدهای آبی، کنترل خودکار تولید، کنترلکنندهها و سیستمهای حفاظتی نیروگاهها و سیستم انتقال، اشباع ترانسفورماتور، تاثیرات فرکانس غیر نامی بر بار و شبکه

اسلاید 19 :

2-2- طبقهبندی پایداری
دلایل طبقهبندی:
طبیعت فیزیکی ناپایداری
اندازه اغتشاش
تجهیزات، فرآیندها و محدوده زمانی
مناسبترین روش محاسبه و پیشبینی پایداری