Međudjelovanja elektroenergetskog sustava i termoelektrana : doktorska disertacija - Nadarević, Fadil; Tešnjak, Sejid (Zagreb : F. Nadarević ; Fakultet elektrotehnike i računarstva, 2006)
Elektroenergetski sustav je specifičan tehničko-tehnološki i energetsko-gospodarstveni sustav u kojem se ostvaruje simultani tehnološki proces proizvodnje, prijenosa, distribucije i potrošnje električne energije.
Temeljna i najvažnija zadaća ees-a je neprekinuta, pouzdana i optimalna opskrba potrošača s električnom energijom uz, normama, propisanu kakvoću napona i frekvencije kao glavnih veličina za ocjenu stanja i kvaliteta sustava. Zbog uočljivo jedinstvenog tehnološkog procesa, pogonska svojstva proizvodnih objekata (elektrana), mreža (prijenosna i distribucijska) i potrošača moraju biti međusobno usklađena. To znači, da kada je riječ o elektranama, svaka od njih treba udovoljavati glede parametara glavne opreme, određenim zahtjevima od strane ees-a.
Prostorna lokacija proizvodnog objekta, vrsta, količina i značajke temeljnog primarnog energetskog resursa, namjena objekta (klasična termoelektrana ili termoelektrana-toplana i sl.), uloga objekta u ees-u, veličina izgradnje, te varijante jediničnih snaga agregata, najčešće su kompromis energetskih, gospodarskih, demografskih i ekoloških zahtjeva, te njihovih bližih i daljih predviđanja u budućnosti, o čemu je temeljito pisano u poglavljima 2 i 3 ove disertcaija.
Sa stajališta ees-a, na elektrane se postavljaju određeni zahtjevi koji su definirani u najvećoj mjeri svojstvima i značajkama potrošača (tzv. pasivni, dinamički, veliki, mali itd.), te svojstvima ostalih elemenata ees-a, a koja se očituju u zahtjevima glede očekivanih promjena djelatne i jalove snage, te frekvencije i napona, kako u normalnom stanju pogona, tako i u prijelaznim stanjima pogona ees-a. Nadalje, kvarovi u ees-u mogu uzrokovati dijeljenje sustava na manje izolirane dijelove (podsustave). Pouzdanost opskrbe potrošača s električnom energijom može biti u svezi sa stanjem da neka od elektrana u ees-u, nakon ostvarenog «cijepanja» sustava, treba biti u stanju, (radeći izolirano - otočno), da opskrbi ograničen broj potrošača s električnom energijom zahtijevane kakvoće. Ovaj dio problematike je teorijski razrađivan u dijelovima 4 i 6 ove disertacije, pri čemu je još dodatno u dijelu 5 ostvarena i računska provjera posljedica eventualnih odstupanja vrijednosti nekih od parametara, u odnosu na projektno definirane vrijednosti navedenih parametara.
Sve pojave od interesa, kao i svi načini pogona elektrane, mogu se istraživati teorijskim i eksperimentalnim metodama i postupcima. Ako se istraživanja provode za slučaj istraživanja stacionarnih i dinamičkih stanja i pojava unutar ees-a teži se kombiniranju teorijskih i eksperimentalnih pristupa. U tu svrhu koriste se određeni simulacijski modeli i softverski programi koji mogu vjerno predočiti stvarno stanje. Glede takvog zahtjeva, u poglavlju 7, osim teorijske obrade utjecaja poremećaja u mreži na pogon termoelektrana, (gdje su posebno obrađeni kratki spojevi i nesimetrična opterećenja generatora), koristeći softversko okruženje MATLAB/SIMULINK, modelirana su dva realna generatora u TE «Tuzla» i simulirani su poremećaji u sustavu, s prikazom osnovnih parametara tijekom poremećaja. U podglavlju 8. razrađena je problematika tehnoloških i električnih zaštita bloka s posebnim naglaskom na nedovoljno postojanje normi, propisa i preporuka za ovo područje.
Ostvarena saznanja i doprinosi ovog rada u svakom slučaju moći će poslužiti pri definiranju nekih zahtjeva, a glede planiranja gradnje novih termoenergetskih objekata, kao i objekata koje će se htjeti revitalizirati u elektroenergetskom sustavu.
KLJUČNE RIJEČI:
Termoelektrana, elektroenergetski sustav, zahtijevi sustava, glavni parametri međudjelovanje, poremećaj, regulacija, tehnološke i električne zaštite, kvarovi i smetnje, nesimetrično opterećenje, kratki spojevi, generator, izbor sheme, sklopna postrojenja, otočni rad.
Electric Power System (EPS) is a specific technical-technological and energyeconomical system with simultaneous technological processes of electric power generation, transmission, distribution, and consumption. The fundamental and most important task of the EPS is continuous, reliable, and optimal power supply to the consumers, along with assigned quality of voltage and frequency, according to standards, as the main values for the evaluation of the state and quality of the system. Due to notably uniqueness of technological process, operating characteristics of generation plants (power plants), the network (both transmission and distribution), and consumers have to be mutually harmonized. As for power plants, this means that every plant should meet certain requirements regarding parameters of the main equipment, determined by the EPS. Generation plant spatial location, type, availability and characteristics of primary energy source, the purpose of the plant (classical thermal power plant, co-generative one, etc), its role within the whole system, the scale of the plant, and individual units composition, are generally a trade-off among energy, economic, demographic and ecological requirements as well as their near-term or longer-term forecasts. This is thoroughly described in chapters 2 and 3 of the thesis. From EPS perspective, a power plant must integrate precise requirements that are mostly determined by customer (passive, dynamic, large, small) characteristics as well as other EPS elements characteristics reveled themselves with respect to expected active and reactive power changes, changes in frequency and voltage magnitude, in both steady-state and transient states of the EPS. In addition, power system contingencies could result in splitting of the system into smaller isolated parts (sub-systems). Reliability of the power supply could be related to the system state so that some power plants should be able to assure supply of limited number of customers with required power quality, event in the case of the system splitting into smaller sub-systems. These problems are theoretically analyzed in chapters 4 and 6, while in chapter 5 a computation is provided in order to check consequences of some parameter deviations with respect to those specified in design phase. All the phenomena as well as plant operation can be investigated using theoretical and experimental methods and algorithms. A combination of these two methods (theoretical and experimental) is prevailing approach in the investigations of steady-state and dynamic states within a EPS. Some simulation models and software tools are used in order to solve the problems of concern. With respect to this, in chapter 7, in addition to theoretical elaboration of the influences of transmission network contingencies with respect to power plant (in particular, short-circuits and non-symmetrical generation loading conditions), two real generators within TE “Tuzla” are modeled, using MATLAB/SIMULINK software environment (version 6.5), the simulations are carried our and main parameters during the contingencies are illustrated. Chapter 8 deals with the problems of technological and electrical protections of the generation unit and the lack of standards, regulations, and recommendations in the field, is particularly stressed. The results and contributions of this thesis could be utilized in defining of some requirements with regard to the planning of new thermal power plants.
KEY WORDS:
Thermal Power Plant, electric power system, system requirements, main parameters interactions, interruptions, control, technological and electrical protections, malfunctions, and disturbances, unsymmetrical load, short circuits, generator, scheme selection, switchgears, isolation work
Bibliografija str. II