Subsynchrone Resonanzen
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Diplomarbeit aus dem Jahr 2000 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 1,0, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (unbekannt), Veranstaltung: Elektrische Energieversorgung, Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:Der zunehmende Einsatz von FACTS (Flexible AC Transmission Systems) Anlagen führte auch zu neuen Störeffekten in elektrischen Energieversorgungsnetzen. Speziell die Benutzung statischer Serienkompensationsanlagen hatte nachweislich das Auftreten sogenannter Subsynchroner Resonanzen (SSR) ergeben.Im Rahmen dieser Diplomarbeit erfolgte zunächst die Abgrenzung ...
Diplomarbeit aus dem Jahr 2000 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 1,0, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (unbekannt), Veranstaltung: Elektrische Energieversorgung, Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:
Der zunehmende Einsatz von FACTS (Flexible AC Transmission Systems) Anlagen führte auch zu neuen Störeffekten in elektrischen Energieversorgungsnetzen. Speziell die Benutzung statischer Serienkompensationsanlagen hatte nachweislich das Auftreten sogenannter Subsynchroner Resonanzen (SSR) ergeben.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit erfolgte zunächst die Abgrenzung und Definition dieses Phänomens, so dass sich die für die Untersuchungen nötigen Modelle abstecken liessen. Da die Analyse im linearen Zustandsraum sinnvoll schien, war die Linearisierung der elektrischen Zustandsgleichungen der Synchronmaschine, als auch die Herleitung der mechanischen Gleichungen des Wellensatzes erforderlich. Auch die Frage, wie diese getrennten Zustandsräume zu verbinden wären, musste geklärt werden.
Die nun vorhandenen Modelle ermöglichten eine ganze Reihe an Untersuchungen, die sich mit der Auswirkung von Parameteränderungen auf die Systemdynamik und auf die Subsynchronen Resonanzen beschäftigten.
Daraus liessen sich einige Gegenmassnahmen ableiten, die den Effekt mildern oder unterdrücken.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.EINFÜHRUNG6
2.ALLGEMEINE GRUNDLAGEN UND DEFINITIONEN7
2.1Einleitung7
2.2Sub- und supersynchroner Eigenwert8
2.3Der Generator Induktionseffekt9
2.4Elektromechanische Selbsterregung10
2.5Drehmomentverstärkung11
2.6Subsynchrone Oszilationen11
3.MODELLIERUNG12
3.1Die elektrische Kraftwerksseite12
3.1.1Die Synchronmaschine12
3.1.2Anmerkung zur Bestimmung der Funktion (hd (imag,d)15
3.1.3Der Blocktransformator18
3.1.4Die Leitung18
3.1.5Die Kompensationseinrichtung18
3.1.6Die Betriebspunktgleichungen22
3.1.7Die Betriebspunktlinearisierung24
3.1.8Wichtige Systemausgänge32
3.2Die mechanische Kraftwerksseite37
3.2.1Allgemeiner Aufbau38
3.2.2Mathematische Beschreibung der mechanischen Kraftwerksseite39
3.2.3Bestimmung der Dämpfungen mit Hilfe der Modaltransformation42
3.2.4Bestimmung der Dämpfungen mit einer iterativen Eigenwertanpassung49
3.2.5Analytische Darstellung53
3.3Die Regler54
3.3.1Der Spannungsregler54
3.3.2Der Frequenzregler54
3.4Verschmelzung von Zustandsräumen55
3.4.1Die Voraussetzungen55
3.4.2Die Verknüpfungspunkte56
3.4.3Erweiterung der Matrizen56
3.4.4Ausführung der Verknüpfung57
4.ALLGEMEINE VORUNTERSUCHUNGEN59
4.1Untersuchungen an der Synchronmaschine59
4.1.1Der Ausgangspunkt59
4.1.2Die Dämpferwicklungen61
4.1.3Die Ständerparameter64
4.1.4Der Einfluss der Sättigung67
4.1.5Die kompensierte Leitung70
4.1.6Tabellarische Zusammenfassung74
4.1.7Anmerkung zur Drehmomentverstärkung I75
4.2Untersuchungen am Wellensatz76
4.2.1Der Ausgangspunkt76
4.2.2Beurteilung der Dämpfungsparameter77
4.2.3Auswirkungen von Parametervariationen auf die Lage der Eigenwerte82
4.2.4Tabellarische Zusammenfassung87
4.2.5Anmerkung zur Drehmomentverstärkung II89
5.UNTERSUCHUNGEN IM KOMBINIERTEN ZUSTANDSRAUM90
5.1Der Ausgangspunkt90
5.2Veränderung elektrischer Parameter93
5.2.1Die Dämpferwiderstände93
5.2.2Die ständerseitigen Widerstände95
5.2.3Die Blindleistungsabgabe des Generators95
5.2.4Der Lastwinkel97
5.3Veränderung mechanischer Parameter97
5.3.1Kollektive Anhebung sämtlicher Dämpfungen97
5.3.2Das Trägheitsmoment des Generators98
5.3.3Veränderung anderer Trägheiten100
5.3.4Veränderung der Federkonstanten102
5.4Hinzufügen des Spannungsreglers104
5.5Hinzufügen des Fr...
Der zunehmende Einsatz von FACTS (Flexible AC Transmission Systems) Anlagen führte auch zu neuen Störeffekten in elektrischen Energieversorgungsnetzen. Speziell die Benutzung statischer Serienkompensationsanlagen hatte nachweislich das Auftreten sogenannter Subsynchroner Resonanzen (SSR) ergeben.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit erfolgte zunächst die Abgrenzung und Definition dieses Phänomens, so dass sich die für die Untersuchungen nötigen Modelle abstecken liessen. Da die Analyse im linearen Zustandsraum sinnvoll schien, war die Linearisierung der elektrischen Zustandsgleichungen der Synchronmaschine, als auch die Herleitung der mechanischen Gleichungen des Wellensatzes erforderlich. Auch die Frage, wie diese getrennten Zustandsräume zu verbinden wären, musste geklärt werden.
Die nun vorhandenen Modelle ermöglichten eine ganze Reihe an Untersuchungen, die sich mit der Auswirkung von Parameteränderungen auf die Systemdynamik und auf die Subsynchronen Resonanzen beschäftigten.
Daraus liessen sich einige Gegenmassnahmen ableiten, die den Effekt mildern oder unterdrücken.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.EINFÜHRUNG6
2.ALLGEMEINE GRUNDLAGEN UND DEFINITIONEN7
2.1Einleitung7
2.2Sub- und supersynchroner Eigenwert8
2.3Der Generator Induktionseffekt9
2.4Elektromechanische Selbsterregung10
2.5Drehmomentverstärkung11
2.6Subsynchrone Oszilationen11
3.MODELLIERUNG12
3.1Die elektrische Kraftwerksseite12
3.1.1Die Synchronmaschine12
3.1.2Anmerkung zur Bestimmung der Funktion (hd (imag,d)15
3.1.3Der Blocktransformator18
3.1.4Die Leitung18
3.1.5Die Kompensationseinrichtung18
3.1.6Die Betriebspunktgleichungen22
3.1.7Die Betriebspunktlinearisierung24
3.1.8Wichtige Systemausgänge32
3.2Die mechanische Kraftwerksseite37
3.2.1Allgemeiner Aufbau38
3.2.2Mathematische Beschreibung der mechanischen Kraftwerksseite39
3.2.3Bestimmung der Dämpfungen mit Hilfe der Modaltransformation42
3.2.4Bestimmung der Dämpfungen mit einer iterativen Eigenwertanpassung49
3.2.5Analytische Darstellung53
3.3Die Regler54
3.3.1Der Spannungsregler54
3.3.2Der Frequenzregler54
3.4Verschmelzung von Zustandsräumen55
3.4.1Die Voraussetzungen55
3.4.2Die Verknüpfungspunkte56
3.4.3Erweiterung der Matrizen56
3.4.4Ausführung der Verknüpfung57
4.ALLGEMEINE VORUNTERSUCHUNGEN59
4.1Untersuchungen an der Synchronmaschine59
4.1.1Der Ausgangspunkt59
4.1.2Die Dämpferwicklungen61
4.1.3Die Ständerparameter64
4.1.4Der Einfluss der Sättigung67
4.1.5Die kompensierte Leitung70
4.1.6Tabellarische Zusammenfassung74
4.1.7Anmerkung zur Drehmomentverstärkung I75
4.2Untersuchungen am Wellensatz76
4.2.1Der Ausgangspunkt76
4.2.2Beurteilung der Dämpfungsparameter77
4.2.3Auswirkungen von Parametervariationen auf die Lage der Eigenwerte82
4.2.4Tabellarische Zusammenfassung87
4.2.5Anmerkung zur Drehmomentverstärkung II89
5.UNTERSUCHUNGEN IM KOMBINIERTEN ZUSTANDSRAUM90
5.1Der Ausgangspunkt90
5.2Veränderung elektrischer Parameter93
5.2.1Die Dämpferwiderstände93
5.2.2Die ständerseitigen Widerstände95
5.2.3Die Blindleistungsabgabe des Generators95
5.2.4Der Lastwinkel97
5.3Veränderung mechanischer Parameter97
5.3.1Kollektive Anhebung sämtlicher Dämpfungen97
5.3.2Das Trägheitsmoment des Generators98
5.3.3Veränderung anderer Trägheiten100
5.3.4Veränderung der Federkonstanten102
5.4Hinzufügen des Spannungsreglers104
5.5Hinzufügen des Fr...
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