МЕТОД АКТИВНОГО ВИЯВЛЕННЯ РЕЖИМУ ЕНЕРГООСТРОВА ДЛЯ ДЖЕРЕЛ РОЗОСЕРЕДЖЕНОГО ГЕНЕРУВАННЯ НА ОСНОВІ ДИСКРЕТНИХ ТЕСТОВИХ ЗБУРЕНЬ

Анотація

Стаття присвячена розробленню методу активного виявлення режиму енергоострова джерела, що працює у складі мікромережі розосередженого генерування. Актуальність теми обумовлена тим, що переважна більшість відомих активних методів виявлення режиму енергоострова розрахована на інверторні джерела розосередженого генерування й реалізується через модуляцію форми вихідного струму силового перетворювача. Тоді як для синхронних генераторів – основи автономного електропостачання об'єктів критичної інфраструктури в умовах воєнного часу задача побудови активного методу, що діяв би безпосередньо через штатні контури регулювання генератора без додаткових інжекційних пристроїв, залишається розкритою недостатньо. Особливу увагу приділено обґрунтуванню математичної моделі контурів активної та реактивної потужності генератора у формі передавальних функцій, які явно відокремлюють складову, що описує сам генератор, від складової, яка описує зовнішній приєднаний імпеданс мережі. Саме відмінність цих передавальних функцій у паралельному та острівному режимах роботи покладено в основу запропонованого критерію виявлення. Розглянуто принцип формування дискретного тестового збурення двох незалежних каналів регулювання – струму збудження та завдання первинного двигуна, що вводиться в систему періодично й на обмежений час, не змінюючи структуру штатних регуляторів на решту часу роботи генератора. На підставі проведеного аналізу отримано аналітичний вираз для допустимого діапазону амплітуди тестового впливу, який гарантує виявлення режиму енергоострова без хибних спрацювань у паралельній роботі з енергосистемою. Обчислювальним експериментом для турбогенератора потужністю 12 МВт підтверджено практичну здійсненність запропонованого критерію: за фізично реалістичної амплітуди тестового збурення (2 – 5 % від номінальної потужності) забезпечується істотна, майже стократна різниця відгуку частоти генератора між паралельним та острівним режимами роботи, достатня для надійного виявлення острова навіть за близького до нульового небалансу активної й реактивної потужності генератора в момент відокремлення від мережі – найскладнішого випадку для більшості відомих пасивних і активних методів. Результати дослідження мають теоретичне та практичне значення й можуть бути використані під час розроблення й модернізації систем автоматизованого керування розосередженим генеруванням на основі синхронних машин малої та середньої потужності.