¿Modelado del comportamiento dinámico de una red eléctrica débil?

3

Estoy modelando el comportamiento dinámico de una red eléctrica débil. Conozco el nivel de voltaje y la capacidad del cortocircuito, y eso es todo.

  • Cortocircuito max = 400A, 3-P
  • Nivel de voltaje = 66000 V

Mi problema es el siguiente:

Quiero ver la respuesta dinámica si arranco un motor grande, para determinar si hay un arranque suave / VSD. Para una cuadrícula normal fuerte , usaría configuraciones como:

  • Momento de inercia = Alto (99 s, que es el máximo en mi herramienta de simulación)
  • Factor de amortiguación = Bajo (0, obviamente mínimo)
  • reactancia transitoria del eje directo = alta (0,98 pu)
  • Capacidad de cortocircuito = Alta

El problema es que no puedo modelar una cuadrícula débil con datos dinámicos que dicen que es sólida. No solo no tiene sentido físicamente, sino que también bloquea la herramienta de simulación (Paladin DesignBase 5). Funciona bien si incremento la capacidad de SC o si disminuyo el momento de inercia y reactancia, pero no sé si tendrá sentido desde un punto de vista físico.

¿Alguien tiene alguna experiencia en el modelado de redes débiles? ¿De alguna manera puedo hacer esto más realista?

    
pregunta Stewie Griffin

1 respuesta

1

Los paquetes de software de análisis de sistemas de energía que he utilizado permiten dos formas de modelar el suministro de electricidad a su red.

  1. Como un "elemento de utilidad" o "elemento de red" - una fuente de voltaje detrás de una impedancia equivalente de Thevenin. Se supone que esto es una cuadrícula "grande" con inercia infinita.

  2. Como un elemento generador, con parámetros eléctricos especificados como kVA nominal, reactancias de transitorias y de estado estacionario de intensidad directa / cuadratura de eje.

    Las impedancias son suficientes para los cálculos básicos de flujo de carga / cortocircuito. Para estudios dinámicos / transitorios, también se deben especificar los parámetros mecánicos, como el momento de inercia, el sistema de control AVR / excitador, el modelo de gobernador.

Como lo describiste, Paladin DesignBase parece usar algún híbrido extraño de estos enfoques. No es un "elemento de utilidad ideal" (voltaje detrás de una fuente), ni tampoco es un elemento generador detallado con modelos eléctricos, mecánicos y de control completos.

En una suposición, la respuesta correcta a lo que realmente quieres hacer , "¿puedo encender un motor grande en esta cuadrícula débil?" , depende de los detalles de su suministro.

  • ¿La cuadrícula es "débil" en el sentido de que se ejecuta desde un grupo generador local?

    I.e. El sitio se está ejecutando desde un generador portátil. Si este es el caso, entonces la capacidad de arranque del motor del grupo electrógeno se publicará en la hoja de datos del alternador. Por lo general, esto se expresa como un 'Motor de arranque kVA'. Vea el ejemplo a continuación de la hoja de datos de Stamford (Cummins) PE734C.

  • ¿Laredes"débil" en el sentido de estar conectada a la red eléctrica nacional, pero al final de una línea de transmisión muy larga y delgada?

    Es decir, la inercia del sistema es prácticamente infinita, pero la capacidad de cortocircuito es baja debido a la alta impedancia de la línea de alimentación.

    Si este es el caso, el tiempo de arranque del motor es irrelevante siempre que cumpla con las reglas técnicas que le imponga el operador de la red de distribución. En Australia, esto suele ser un límite en la caída de voltaje.

En ambos casos, el arranque del motor solo tendrá éxito si la tensión del terminal del motor es lo suficientemente alta como para producir un par de arranque suficiente. Si la tensión del terminal del motor es superior al 80% al arrancar el motor, probablemente esté bien. Si la tensión del terminal del motor es inferior al 70% a la corriente de arranque máxima, es probable que su motor se detenga. Esto justificaría un examen más detallado de la curva de par / velocidad del motor, la curva de par / velocidad de carga y las curvas de resistencia térmica del motor.

Recuerde que el par de torsión es proporcional al cuadrado de la tensión, por lo que un 70% de tensión = 50% de torsión, y que los tiempos de arranque excesivamente largos pueden provocar el sobrecalentamiento de los devanados del motor.

La respuesta correcta a la pregunta que se hizo , "¿cómo puedo modelar una cuadrícula débil?" , es modelar completamente los generadores. Eso significa que necesitas modelar:

  • Las características eléctricas del alternador.
  • Las propiedades mecánicas del grupo electrógeno.
  • El diagrama y los parámetros del bloque AVR / Exciter del alternador.
  • El diagrama y los parámetros del bloque del regulador del motor.

Esta información solo se publica para unidades razonablemente grandes, es decir, generadores de turbina de gas aeroderivados de 40MW. Para los grupos electrógenos portátiles pequeños (1 MW), se espera que utilice los datos de "motor arrancando kVA" en la hoja de datos.

    
respondido por el Li-aung Yip

Lea otras preguntas en las etiquetas