Совершенствование теории и практики демпфирования низкочастотных колебаний в электроэнергетической системе с помощью вставки постоянного тока

В настоящее время наблюдается тенденция по развитию и реализации концепции интеллектуальных энергетических систем, которая в том числе предполагает увеличение доли распределённой генерации (РГ) и широкое внедрение управляемых гибких электропередач переменного тока (FACTS). В силу особенностей исторического развития Единой энергетической системы (ЕЭС) России создание интеллектуальных энергетических систем находится на «начальной стадии», в отличие от значительных успехов, достигнутых в этом направлении за рубежом. Одной из основных причин, сдерживающих интеграцию РГ, в том числе генерирующих установок, подключаемых к энергетической сети через инверторы, и устройств FACTS, является недоиспользование функциональных возможностей последних. В тоже время внедрение данных технологий (несмотря на положительный технико-экономический эффект их использования) приводит к изменению и усложнению установившихся и переходных процессов в электроэнергетических системах (ЭЭС), что существенно расширяет круг задач по обеспечению надежного и эффективного функционирования ЭЭС. В частности, важным являются задачи: 1) анализа влияния режима по напряжению ЭЭС на функционирование объектов РГ (определение поведения объектов РГ при посадках, колебаниях и снижениях напряжения, вызванных короткими замыканиями в электрической сети и наличием изменяющейся несимметричной нагрузки. В зарубежной практике поведение объектов РГ в аварийных и послеаварийных режимах ограничивается характеристикой, определяющей условия запрета на отключение, – Low voltage ride through (LVRT)); 2) анализа влияния режима по напряжению ЭЭС на функционирование устройств FACTS (в том числе в условиях несимметрии напряжения, колебания напряжения, оценка возможности и эффективности участия устройств FACTS в задаче симметрирования напряжения); 3) анализа взаимного влияния функционирование устройств FACTS и объектов РГ в установившихся и переходных процессах (например, распределение нагрузки по реактивной мощности между слабо электрически удаленными друг от друга устройствами FACTS и объектов РГ, возможность ухудшение демпфирующих свойств ЭЭС) и др. Эффективное решение обозначенных задач определяется полнотой и достоверностью используемой при этом информации о режимах и процессах в ЭЭС, что связанно с необходимостью применения соответствующих моделей, адекватно описывающих единый непрерывный спектр нормальных и анормальных процессов в оборудовании и ЭЭС в целом. В рамках проекта, в качестве научного задела, предусматривается использование способа гибридного моделирования, позволяющий разрабатывать и применять эффективные методы, агрегирование которых обеспечивает успешное решение получения полной и доставочной информации процессах в ЭЭС. Практической реализацией данного подхода является разработанный в Томском политехническом университете Всережимный моделирующий комплекс реального времени электроэнергетических систем (ВМК РВ ЭЭС).