Modellering van configuraties. Transiënt gedrag ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Module 6 Uitwerking generatormodel. Koppellijnmodel. Opbouw van netmodellen ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15. Inleiding generatormodel 15.1. Doel en mogelijkheden van het model 15-1 15.2. Methode van afleiden van het model en het werken er mee. 15-1 15.3. Opbouw van de synchrone generator; d-as, q-as 15-2 15.4. Werking van de generator 15-6 15.4.1. Inleiding 15.4.2. De mechanische werking 15.4.3. De elektromagnetische en elektrodynamische werking 15.4.4. De elektrische werkingen 15.5. Hoofdlijn van de modelontwikkeling 15-9 16. P-model, model van de mechanische werking 16-1 17. E r -model, model van de elektromagnetische en elektrodynamische werking 17.1. Inleiding 17-1 17.2. Model voor de stationaire toestand 17-2 17.2.1. Inleiding, situatie en wijzerdiagram 17.2.2. Ontbinding langs d- en q-as; d- en q-grootheden 17.2.3. Stationair Er-model 17.3. Model voor de transiënte verschijnselen en voor de stationaire toestand 17-6 17.3.1. Inleiding 17.3.2. Onderscheid naar d- en q-as 17.2.3. Transiënt Er-model 17.4. Model voor de subtransiënte en transiënte verschijnselen en voor de stationaire toestand 17-7 17.4.1 Inleiding 17.4.2. Effecten voor de d-as 17.4.3. Effecten voor de q-as 17.4.4. Subransiënt E r -model 17.5. Betekenis van het E r -model 17-10 17.6. Vinden of bepalen van parameters 17-11 18. Afleiding IngangsE- en UitgangsE-modellen 18.1. Inleiding 18-1 18.2. InE-model, bepaling van I q en I d 18-1 18.2.1. InE a -model, gegeven belasting 18.2.2. InE b -model, gegeven spanningter plaatse van het knooppunt van het generatorcircuit en het overige net 18.3. UitE-model, bepaling van klemgrootheden 18-6 18.3.1. Klemspanningen 18.3.2. Vermogen en blindvermogens Inhoud deel 1-1
19. PV-generatormodel (compleet generatormodel) 19.1. Inleiding 19-1 19.2. Samenstelling deelmodellen tot V-model (I) 19-2 19.2.1. V-model gebaseerd op het E r -model 19.2.2. V a -model 19.2.3. V b -model 19.3. Samenstelling deelmodellen tot V-model (II) 19-4 leidend tot toepassing van algemeen bekende parameters,x q, X d, kortsluittijdconstanten t d ',t d ",t q ',t q " 19.3.1. Inleiding, V-model gebaseerd op het Ug-model 19.3.2. Ug-model in plaats van E r -model 19.3.3. V a -model gebaseerd op het Ug-model 19.3.4. V b -model gebaseerd op het Ug-model 19.4. PV-generatormodel 19-8 19.4.1. PV a -generatormodel, G a 19.4.2. PV b -generatormodel, G b 19.5. Kenmerken van het PV-generatormodel 19-10 20. PV-model van een koppellijn. PV-rail-of knooppuntmodel 20.1. PV-model van een koppellijn (model van een reactantie) 20-1 20.1.1. Situatie 20.1.2. Koppellijn als vermogensoverdrager 20.1.3. Koppellijn als spanningsovergrager 20.2. PV-rail of knooppuntmodel 20-5 20.2.1. Situatie 20.2.2. Model 20.3. Voorbeeld modellering van lijnen en knooppunt 20-6 21. Opzetten van netmodellen 21.1. Algemeen 21-1 21.2. Voorbeelden 21-2 21.2.1. Twee generatoren parallel, lokale belasting 21.2.2 Drie generatoren parallel, lokale belasting 21.2.3. Eén generator via koppellijn aan star net, geen lokale belasting 21.2.4. Eén generator via koppellijn aan star net, met lokale belasting 21.2.5. Twee generatoren via koppellijn gekoppeld, met lokale belastingen 21.2.6. Drie generatoren via koppellijn gekoppeld, lokale belastingen, en koppellijn naar star net 21.3. Verwerken van regelbaarheid van koppeltransformatoren 21-7 Module 7 Transiënt gedrag van niet-geregelde generatoren bij verschillende netconfiguraties. Opmerkingen omtrent de demping van de synchrone generator in gekoppeld bedrijf. - 22. Responsies van de niet-geregelde generator 22.1. Generator in eilandbedrijf, stap in bekrachtiging, stap in belasting, P L, Q L 22-1 22.2. Generator via koppellijn op star net, stap in frekwentie van het net 22-4 22.3. Generator via koppellijn op star net, stap in spanning van het net 22-6 22.4. Generator via koppellijn op star net en lokaal belast, stap in lokale belasting, P L, Q L, P L + Q L 22-8 Inhoud deel 1-2
-- Module 8 Instellen van regelaars, eilandbedrijf -- 23. Regelaarinstelling voor eilandbedrijf 23.1. Inleiding 23-1 23.1.1. Doel 23.1.2. Werkwijze in het algemeen 23.1.3. Volgorde bij het instellen van een regelaar 23.1.4 Regelaarformule 23.2. Instellen van de spanningsregelaar 23-3 23.2.1. Processchema en regelschema 23.2.2. Keuze aangaande het gedrag van de belasting 23.2.3. Keuze van het meest kritische werkgebied, bij gegeven gedrag van de belasting 23.2.4. Instelling 23.2.4.1. Eerste benadering van versterkingsfactor en differentiatie-tijdconstante 23.2.4.2. Nadere bepaling van K r en t d 23.2.4.3. Controle op de instelling bij andere werkpunten 23.2.4.4. Integratie 23.2.5. Conclusie omtrent de instelling van de spanningsregelaar 23.3. Instellen van de toerenregelaar 23-10 23.3.1. Processchema en regelschema 23.3.2. Keuze aangaande het gedrag van de belasting 23.3.3. Bepaling/keuze van het meest kritische werkgebied 23.3.4. Instelling voor kleine verstoring 23.3.4.1. Eerste benadering van versterkingsfactor en differentiatie-tijdconstante 23.3.4.2 Nadere bepaling van K r en t d, mede op basis van klepbeweging 23.3.4.3 Controle op de instelling bij andere werkpunten 23.3.4.4. Stationaire afwijking reduceren. Integratie 23.3.4.5. Conclusie omtrent instelling van de toerenregelaar op basis van kleine verstoring 23.3.5 Instelling voor grotere verstoringen 23.3.5.1. Nagaan van het gedrag bij de voorgaande instelling 23.3.5.2 Andere instelling van de toerenregelaar. Responsie bij 100% belasting, stap -10% en -33% van de nominale belasting 23.3.5.3 Vergelijking van het gedrag bij beide instellingen en kleine storing 23.3.6. Conclusie omtrent de instelling van de toerenregelaar 23.4. Invloed van massatraagheid asynchrone belasting 23-20 23.5. Conclusies regelaarinstelling eilandbedrijf 23-22 23.5.1. Spanningsregeling 23.5.2. Toerenregeling 23.5.3. Invloed van asynchrone massatraagheid 24. Eilandbedrijf van enkele parallelle generatoren; instelling en secundaire regeling 24.1. Toerenregeling 24-1 24.1.1. Instelling van de toerenregelaars 24.1.2. Secundaire (toeren-)regeling 24.1.2.1. Schema 24.1.2.2. Instelling van de secundaire regeling 24.1.3. Enkele responsies 24.1.3.1. Responsie op verhoging van de frekwentie-streefwaarde 24.1.3.2. Responsie op een stap in de (totale) belasting 24.1.3.3. Responsie bij verschillende massatraagheden 24.1.3.4. Conclusie 24.2. Spanningsregeling 24-5 24.2.1. Verkrijgen van statiek 24.2.2. Secundaire regeling? 24.3. Invloed van de belasting op de stabiliteit van de parallelschakeling 24-6 Inhoud deel 1-3
Module 9 Instellen van regelaars, gekoppeld bedrijf op star net. Stabiliteitsbevordering 25. Regelaarinstelling voor generator gekoppeld op star net Vooraf 25.1. Inleiding 25-1 25.1.1. Beschrijving van de te beheersen situatie en na te streven doel 25.1.2. Overzicht van de onderwerpen van dit hoofdstuk 25.1.3. Volgorde van het instellen van een regelaar 25.1.4. Regelaarformule 25.1.5. Volgorde van instellen van de regelsystemen 25.2. Oriëntatie over het gedrag van de generator als geheel 25-3 25.2.1. Resonantie tussen spanningssyteem en vermogenssysteem 25.2.2. Het bestaan van twee slingermodi voor het vermogensysteem 25.2.3. De spanningsinstelling is veel kritischer dan de vermogensinstelling 25.2.4. Belastingafhankelijkheid van de demping, door variatie van de werkzame tijdconstante en variatie van de virtuele koppelnetspanning 25.2.5. Invloed van (de verwaarlozing van) de verzadiging 25.3. Keuze van het meest kritische werkgebied 25-6 25.4. Instellen van de spanningsregelaar 25-7 25.4.1. Processchema en regelschema 25.4.2. Verstoringen, gebruikt bij de instelling 25.4.3. Instelling spanningsregelaar 25.4.3.1. Proportionele instelling, diverse waarden van K ru 25.4.3.2. Toevoeging van differentiatie 25.4.3.3. Eerste keuze 25.4.3.4. Toevoeging van integratie 25.4.3.5. Definitieve keuze voor de instelling van de spanningsregelaar 25.5. Instellen van de vermogensregelaar 25-12 25.5.1. Processchema en regelschema 25.5.2. Instelling vermogensregelaar 25.5.2.1. Proportionele instelling, diverse waarden van K rp 25.5.2.2. Integratie (1) 25.4.2.3. Differentiatie 25.4.3.4. Integratie (2) 25.4.3.5. Uitkomst van de instelling van de vermogensregelaar 25.6. Instellen van een toerenregelaar 25-19 25.6.1. Processchema en regelschema 25.6.2. Instelling toerenregelaar 25.6.2.1. Proportionele instelling, diverse waarden van K rn 25.6.2.2. Differentiatie 25.6.2.3. Integratie 25.6.3. Uitkomst van de instelling van de toerenregelaar 25.7. Resultaat en enkele conclusies gekoppeld bedrijf op star net 25-22 25.7.1. Instelling van de regelaars 25.7.2 Enkele conclusies 25.7.3 Opmerking over de instelling bij andere configuraties, ook al is daar een star net bij betrokken 26. De Power System Stabiliser 26.1. Inleiding 26-1 26.1.1. Onderwerp 26.1.2. Enkele overwegingen 26.1.3. Enkele basisresponsies van de op een star net gekoppelde generator 26.1.4. Slingering tegengaan met bekrachtigingspulsen 26.1.5. Conclusies en uitgangspunt voor realisatie 26.2. PSS met generatorvermogen P als ingangssignaal 26-4 26.2.1. Regeltechnische functies in de PSS 26.2.2. Instelling van de PSS, hulpmiddel. Belasting vrijwel vollast, via de koppeling. 26.2.3. Verdere instelling van de PSS 26.2.4. Invloed van veranderingen in het systeem 26.2.5. Effekt van de PSS bij lagere belasting Inhoud deel 1-4
26.3. Effekt van de PSS bij een stap in de lokale belasting 26-11 26.4. PSS met toerental f q als ingangssignaal 26-12 26.5. Effekt van de PSS bij toerenregeling 26-14 26.6. Opmerkingen 26-15 27.5.1 Invloed van de PSS op de spanning en blindvermogen 27.5.2. Realiseren van een vertraging in een analoge PSS 26.7. Invloed van de cosj op de stabiliteit. Middelen om de cosj te verbeteren 26-16 Module 10 Instelling / gedrag bij andere configuraties. Gedrag in bijzondere omstandigheden 27. Transiënt gedrag van enkele configuraties Vooraf 27-1 27.1. Twee gelijke generatoren gekoppeld, toeren- en spanningsgeregeld 27-2 27.2. Twee ongelijke generatoren gekoppeld, toeren- en spanningsgeregeld instelling 1, instelling 2 27-3 27.3. Drie ongelijke generatoren, toeren- en spanningsgeregeld, gekoppeld via twee koppelingen, koppelingsreactanties, instellingen, PSS bij één generator (de kleinste) 27-4 27.4. Drie ongelijke generatoren, toeren- en spanningsgeregeld, gekoppeld via twee koppelingen, aan één zijde gekoppeld op een star net 27-7 27.4.1. Geen PSS gebruik 27.4.2. Met PSS werking 27.4.2.1. PSS bij A in 27.4.2.2. PSS bij C in 27.4.2.3. PSS bij alle generatoren in 27.5. Twee maal twee ongelijke generatoren, vermogens- en spanningsgeregeld, gekoppeld via drie koppelingen, op twee plaatsen in het midden gekoppeld op een star net. 27-10 27.5.1. Geen PSS gebruik 27.5.2. Met PSS gebruik 27.5.2.1. PSS bij B in 27.5.2.2. PSS bij alle generatoren in 27.6. Effect van het sluiten van de ring 27-13 27.6.1. Configuratie van 27.3. 27.6.2. Configuratie van 27.4. 27.7. Op zoek naar lage frekwenties 27-17 27.7.1. Twee gekoppelde netcomplexen, koppeling met star net 27.7.2. Eén generator en drie netcomplexen gekoppeld, koppeling met star net 27.2.2.1. Lastafval bij de enkele generator 27.2.2.2. Uitval van generator in netcomplex B 28. Enkele bijzondere storingen 28.1. Inleiding 28-1 28.2. Verbreken van de koppeling, wederinschakeling 28-1 28.2.1. Generator vóór het verbreken voor 80% belast, via de koppeling 28.2.1.1. Toestand na wederinschakeling nog net stabiel 28.2.1.2. Als 28.2.1.1. doch PSS bijgeschakeld 28.2.1.3. Toestand na wederinschakeling net niet meer stabiel, generator uit de pas 28.2.2. Generator voedt vóór het verbreken voor 40% naar lokale belasting en voor 40% naar het koppelnet 28.2.2.1. Toestand na wederinschakeling nog net stabiel 28.2.2.2. Toestand na wederinschakeling net niet meer stabiel, generator uit de pas Inhoud deel 1-5
28.3. Koppeling verzwakt (één van twee parallelle circuits verbroken) 28-6, 28.4. Railsluiting 28-7 28.4.1. Inleiding 28.4.2. Geval 1.: Toestand na opheffen van de sluiting nog net stabiel 28.4.3. Geval 2.: Toestand na opheffen van de sluiting net niet meer stabiel 28.4.4. Beperkte mogelijkheden om het ontstaan van schade tegen te gaan 28.4.4.1. Direct bij de sluiting vermogensregeling vervangen door toerenregeling 28.4.4.2. Zodra het toerental boven een grenswaarde komt met de snelsluitklep de stoomtoevoer afsluiten 28.4.4.3. Direct bij de sluiting met de snelsluitklep de stoomtoevoer afsluiten 28.4.5 Railsluiting gedurende langere tijd; voorbeeld: gedurende 4 seconden A2 Appendix deel 2 1. P-model in p.u.grootheden en H-constante A2-1 2. Werken met een assenstelsel; d- en q-as A2-3 3. Overgang van ruimtelijk vectordiagram naar tijd-wijzerdiagram A2-5 4. Eilandbedrijf. Invloed van het gedrag van de belasting op het gedrag van de spanningsregeling A2-7 5. Eilandbedrijf. Onderzoek ter bepaling van het meest kritische werkgebied voor de spanningsregeling A2-9 6. Eilandbedrijf. Onderzoek ter bepaling van het meest kritische werkgebied voor de toerenregeling A2-11 7. Gekoppeld bedrijf op star net. Onderzoek naar het vóórkomen van resonantie tussen spanningssysteem en vermogenssysteem A2-13 8. Gekoppeld bedrijf op star net. Twee modi van slingeren A2-17 9. Gekoppeld bedrijf op star net. Onderzoek ter bepaling van het meest kritische werkgebied voor de spanningsregeling A2-22 10. "Juweeltjes uit de oude doos" (versie 1.) A2-24 Inhoud deel 1-6