Моделирование генератора в программе RastrWin3
Версия от 18:47, 15 декабря 2023; Kordwiner13 (обсуждение | вклад)
- Один из основных элементов любой энергосистемы, наравне с потребителем и средством доставки энергии, - это источник энергии. В случае с электроэнергетической системой источниками являются генераторы. В качестве генераторов в большинстве своём используются синхронные машины, которые приводят во вращение тем или иным способом. Генераторы являются довольно комплексными устройствами с множеством параметров, однако их моделирование в расчётных моделях электрических сетей и их режимов довольно лаконично. В этой статье будут рассмотрены все способы представления генератора в одной из основных программ для расчётов режимов электрических сетей – RastrWin.
Содержание
Общие положения
- Генераторы в RastrWin3 можно задавать различными способами, к которым можно отнести: через узел с заданными активной и реактивной мощностями – PQ-узел, через узел с заданными активной мощностью и напряжением – PV-узел, через PV-узел, но с уточненным расчётом максимально допустимой реактивной мощности [math]Q_{\text{max}} [/math] через группы генераторов, объединенных одним ГРАМ.
Через таблицу Узлы (PQ-узел)
- Генератор можно смоделировать с помощью вписания номинальных параметров генератора в пункты P_г и Q_г генераторного узла, как например в узле 3. Этот метод является самым простым и понятным, однако зачастую не позволяет в полной мере смоедлировать все режимы работы генератора, поэтому используется довольно редко и в учебных целях.
Через таблицу Генераторы(УР)(PV-узел)
- Еще один вариант представления, который является более предпочтительным, - с помощью окна Генераторы (Ур) (Открыть – Генераторы (Ур) – Генераторы (Ур)). Здесь задаются такие параметры, как:
-
- S – состояние генератора (включен/отключен);
- Название – название генератора (необязательное поле);
- N узла – номер узла, в который подсоединен генератор (обязательное поле для согласования с таблицей Узлы);
- P – активная мощность генерации;
- Q – реактивная мощность генерации;
- Pmin, Pmax – минимальная/максимальная активная генерация;
- Qmin, Qmax – минимальная/максимальная реактивная генерация;
- N_PQ – номер PQ-характеристики (диаграмма мощности генератора, необязательное поле).
- RastWin3 автоматически учитывает данные из таблицы Генераторы (УР), но если этого не произошло, можно вручную включить расчёт с учётом генераторов: Расчеты – Параметры – Режим – Пересчитывать P/Q по Р ген (Ген->Р) – Да
- Для задания PQ диаграммы используется специальное окно: Открыть – Генераторы (Ур) – Диаграмма PQ
Уточненный расчёт генератора
- Для точного расчета [math]Q_{\text{max}} [/math] используется модель уточненного расчёта генератора, в которой учтены следующие факторы: ток статора не должен превышать максимально допустимого значения; ток возбуждения не должен превышать максимально допустимого значения (при номинальной частоте этому соответствует ограничение величины ЭДС, генерируемой в статоре).
- Поскольку должны выполняться оба ограничения: по току статора, и по току ротора, - то берется наименьшее из двух значений. Этот режим не включен автоматически, для его использования: Расчеты – Параметры – Режим – Точный метод расчёта Qmax – Да
- Для расчёта обязательно в окне Генераторы(УР) необходимо задать параметры:
- x_d – синхронное сопротивление генератора, отн.ед;
- cosφ_ном– номинальный коэффициент мощности;
- K_I– кратность допустимой перегрузки по току статора (к номинальному току статора);
- K_e– кратность допустимой перегрузки по току ротора (к номинальному току ротора, т. е. отношение максимально допустимой ЭДС к ее номинальному значению);
- P_ном– номинальная мощность генератора, МВт;
- U_ном– номинальное напряжение генератора, кВ.
- Изначально эти параметры не добавлены в редактируемые, но это можно сделать в окне Генераторы(УР). При этом не следует объединять генератор с повышающим трансформатором.
- Также при расчёте коэффициентов перегрузки по токам статора и ротора в зависимости от их температуры в Rastrwin3 существует готовый шаблон, найти и изменить который можно так: Открыть – Генераторы (Ур) –Доп. перегрузки K(T).
Группы генераторов
- Также RastrWin3 позволяет моделировать группу генераторов, находящихся под управлением ГРАМ (групповой регулятор активной и реактивной мощности). Чтобы открыть окно ГРАМ: Открыть – Генераторы (Ур) – ГОУ(ГРАМ)
Параметры ГРАМ:
- N_ГОУ – номер устройства ГРАМ, уникальный в пределах расчетной модели;
- Название – название ГОУ (необязательное поле);
- Pг(зад) – заданная суммарная активная мощность для группы генераторов, [МВт] (обязательное поле);
- Pг(расч), Pг_мин, Pг_мах – расчетная суммарная мощность группы генераторов.
Также в таблицу Генераторы(УР) нужно добавить следующие поля:
- N_ГОУ – номер устройства ГРАМ, к которому отнесен генератор;
- tgA – тангенс угла наклона ХОП (характеристика отнсительных приростов) [math]\alpha[/math] (должен быть больше нуля, при значении меньше [math]10^{\text{-6}}[/math] принимается равным [math]10^{\text{-6}}[/math])) (обязательное поле);
- Bmin – значение b min;
- Pmin – минимальное значение активной мощности генератора;
- Pmax – максимальное значение активной мощности генератора.
- Изначально ГРАМ не учитывается при расчёте. Для её включения:Расчеты – Параметры – Режим – Пересчёт мощности генератора по ГРАМ – Да