Features of package MATLAB/simulink application for analyzing static sustainability of synchronous generators in power system

Abstract

43Введение. Сегодня активно вводятся в экс-плуатацию новые электростанции, на которых применяются мощные установки комбинирован-ного типа. В Челябинской области в последние годы были введены в эксплуатацию два парогазо-вых блока мощностью 430 МВт на Южно-Уральской ГРЭС-2, три парогазовые установки мощностью 250 МВт на Челябинской ГРЭС и пы-леугольный блок мощностью 660 МВт на Троиц-кой ГРЭС. Строительство новых электростанций приводит к увеличению перетоков мощности и росту уровня токов короткого замыкания в элек-троэнергетической системе, что ужесточает требо-вания к способностям синхронных генераторов сохранять статическую и динамическую устойчи-вости в нормальных и аварийных режимах.Задаче анализа режимов синхронных генера-торов, работающих параллельно с энергосистемой, в разное время было посвящено много работ, при этом особое внимание всегда уделялось анализу их устойчивости на математических моделях, реали-зуемых с применением программных средств на ЭВМ [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10]. Поэтому при моделировании элемен-тов и объектов электроэнергетики широкое при-менение находят разные математические пакеты, в частности MATLAB/Simulink [11][12][13][14][15][16][17][18][19][20]. Его возмож-ности позволяют рассчитывать установившиеся и переходные режимы в электрических цепях с раз-личными функциональными элементами, включая электродвигатели, трансформаторы, линии элек-тропередачи, синхронные генераторы, а также рас-сматривать вопросы управления ими. Так, в [13,15] затронуты вопросы разработки синхронных генераторов новой конструкции, выполнено ими-тационное моделирование в MATLAB/ Simulink, дана оценка их характеристик. Работы [11, 12] по-священы вопросам моделирования нормальных и аварийных режимов синхронных генераторов, в частности, анализу статической и динамической устойчивости при изменении нагрузки, коммута-циях в сети и коротких замыканиях, а в работах [14, 16, 17] рассмотрены вопросы настройки сис-тем управления генераторами и их влияние на ус-тойчивость отдельных агрегатов и энергосистемы в целом. Результаты, достигнутые в этих работах, позволяют сформировать представление о возмож-ностях пакета MATLAB/Simulink в решении задач имитационного моделирования, что в свою оче-редь поддерживает интерес к его дальнейшему изучению.Однако применение пакета для имитационно-го моделирования сопряжено с рядом трудностей. Реализованные в пакете модели силовых элемен-тов, таких как генераторы, трансформаторы, ли- Пакет MATLAB/Simulink находит широкое применение при расчете и анализе установившихся и переходных режимов электроэнергетических систем. Для этого в пакете реализован ряд математических моделей, необходимых в решении задач имитационного моделирования. Модели имеют свои особенно-сти и отличаются от описанных в отечественной литературе, что усложняет применение и создает до-полнительные трудности при их параметризации и сопоставлении результатов моделирования. Поэтому сохраняют свою актуальность вопросы изучения особенностей применения пакета MATLAB/Simulink, в частности, при анализе статической устойчивос...