Материал: Полный текст лекций

является моделирование каждой нагрузки. Но, вместо этого пользуются нагрузкой, которая представляется в качестве определенного шунта (просто активное и индуктивное сопротивление). Но параметры этих шунтов немножко более заковыристые.

Рисунок 71

Вся необычность параметров заключается в том, что если бы это были просто резисторы (или просто катушки), то у них характеристики были бы вполне линейными и известными. Но это было бы неправдой. В подавляющем большинстве случаев нагрузка имеет более сложный характер, нежели линейный.

Про второй пункт на рисунке: сложно найти два одинаковых узла, в которых будет одинаковая нагрузка.

Достоверно эти характеристики определить очень сложно, и они очень сильно меняются от характера нагрузки. Поэтому не говорят о статической характеристике для определенного узла, а вводят такое понятие как типовой узел, состав которого известен.

Ранее было сказано: про линии, трансформаторы и генераторы, то есть про объекты моделирования генерации и распределения мы знаем все (точность при правильном моделировании 1…2%). А нагрузки – это самый неизвестный (неточный) элемент в энергосистеме.

Статические характеристики нагрузки по U

Статические характеристики нагрузки – это изменение потребляемой мощности в зависимости от параметров в узле подключения. Разделяют статические характеристики по напряжению и по частоте. То есть говорят: есть какая-то ЭС, и там есть какой-то узел, в котором находится нагрузка. И мы для этого узла знаем Р и Q, которую должна потреблять наша нагрузка. Но вот эти Р и Q обычно даются на номинальном напряжении и номинальной частоте узла. Но в реальности частота иногда отклоняется от номинала (50 Гц), а напряжение иногда проседает даже без КЗ (достаточно широкий диапазон). И получается, что если, допустим, напряжение не 1 (в о.е.) а 1,05, то уже идет потребление Р не 100 МВт (как закладывалось), а как-то отличающееся от 100 МВт. И как раз эти статические характеристики нагрузки (полиномы на рисунке 72) показывают, как в зависимости от напряжения меняется потребление нагрузки.

Рисунок 72

Коэффициенты a, b и c подбираются под характер нагрузки так, чтобы эта нагрузка примерно соответствовала тому, что есть. Физического смысла в этих коэффициентах нет, но их можно определить по результатам замеров и, как правило, их типовые значения известны.

Если, допустим, aP = 1 bP = 0 cP = 0, то получается, что наша нагрузка Pн не зависит от напряжения в узле нагрузки. То есть, даже если напряжение на узле нагрузки изменится от 1 о.е. до 1,1 о.е., то нагрузка будет потреблять ту же мощность.

Пусть aP = 0 bP = 1 cP = 0. Тогда зависимость потребляемой мощности будет линейной. То есть, если напряжение в узле нагрузки поменяется в k раз, то потребляемая мощность изменится в столько же раз.

Если же aP = 0 bP = 0 cP = 1, то будет квадратичная зависимость.

То есть, эти коэффициенты показывают чувствительность от напряжения (насколько нагрузка чувствительна к напряжению). Если есть некий обобщенный узел, то мы его нагрузку (характер) с помощью вот этих коэффициентов можем набрать.

Типовой узел нагрузки

Применяется при расчетах. Состав двигателей и нагрузок в нем показан на рисунке 73.

Рисунок 73

Если моделировать эту типовую нагрузку целиком (все замещается одной нагрузкой) статической нагрузкой, в которой есть квадратичная зависимость от напряжения, то это значит, что коэффициент надо использовать. Потому что это значение является коэффициентом квадратичной зависимости (рисунок 72). И если мы учитываем АД, то его

Но помимо АД есть другие нагрузки, характеристики которых различны. Если эти характеристики построить на графике в зависимости от напряжения, то мы увидим кривую P, кривизна которой задается коэффициентами . На рисунке 73 приведены характеристики P для разных значений коэффициентов. Точка (1;1) – потому что задается активная мощность для номинального напряжения в о.е. Все то же самое и для реактивной мощности.

Про критическое напряжение. Это значение есть у АД: после снижения ниже Uкр у нас моментно-скоростная характеристика опускается вниз и АД начинает тормозиться, наблюдается лавина напряжения.

Статическая характеристика типового узла имеет очень сильный характер и очень похожа на АД. Но это нелогично, потому что АД составляют практически половину типового узла нагрузки. Но, тем не менее, это не полностью АД, так как есть еще другие части. Обычно при помощи статических характеристик нагрузки описывают все узлы, которые будут встречаться в энергосистеме.

Значения коэффициентов a, b, c

Рисунок 74

Первые три случая – это частные случаи. Если c = 1, значит у нас только квадратичная зависимость P и Q. Если b = 1, то линейная зависимость. Если a = 1, то постоянная мощность.

Статические характеристики нагрузки по частоте

Существует такое понятие, как статические характеристики нагрузки по частоте.

Рисунок 75

То же самое, что и по напряжению. Есть некая P, есть номинальная Рном (имеется в виду при номинальных значениях частоты), и есть зависимость мощности от частоты в виде полинома первой степени. Получается, что нагрузка может быть смоделирована без зависимости от частоты (α = 1, при любом отклонении частоты нагрузка будет потреблять столько, сколько надо). Второй вариант, когда есть линейная зависимость от частоты.