Kompleksni dinamični model hidroelektrarne MavčičeNAGODE, KLEMEN (Avtor) Murovec, Boštjan (Mentor) hidroelektrarna Mavčičedinamični modelgeneratorturbinski regulatorvzbujalni sistemMatlab/SimulinksimulacijaProizvodnja električne energije v današnjem času predstavlja pomembno gospodarsko panogo. Prizadevanje za energetsko neodvisnost na področju oskrbe z električno energijo je vitalen cilj politike vsake države. K temu cilju pomembno prispeva obratovanje hidroelektrarn z izkoriščanjem vodnega potenciala. Varna in zanesljiva proizvodnja električne energije z zagotavljanjem sistemskih storitev (regulacija frekvence, moči in napetosti, zagon agregata brez zunanjega napajanja, razbremenjevanje omrežja …) so glavne naloge obratovanja hidroelektrarn. Za kvalitetno izvajanje obratovanja in vzdrževanja je zahtevano podrobno poznavanje delovanja podsistemov agregata in večletne izkušnje pri preizkusih na realnem sistemu. Tovrstne preizkuse pa je zaradi deregulacije trga električne energije in strogih pravil glede odstopanja od dispečerskih planov možno izvajati le v okviru vnaprejšnje najave ali pri rednih letnih vzdrževalnih delih. Razvoj zanesljivih simulacij, ki omogočajo preizkušanje obratovalnih scenarijev, ki jih na realnem sistemu ni možno izvesti, in omogočajo napredek v izboljšavah podsistemov, je dandanes nujen. Magistrsko delo obravnava izgradnjo kompleksnega dinamičnega modela hidroelektrarne Mavčiče, ki vključuje bistvene dinamične lastnosti glavnih podsklopov agregata in bližnjega 110-kV električnega omrežja. Model omogoča analizo podsklopov izbranega agregata in 110-kV bližnjega električnega omrežja pri obratovalnih scenarijih, ki so na realnem sistemu težko izvedljivi. Razviti model omogoča izvajanje simulacij v stabilnostnem in trenutnem načinu delovanja. V stabilnostnem načinu je v prvem primeru analizirano obremenjevanje in razbremenjevanje izbranega generatorja po delovni moči in vpliv na pretok delovne moči na sosednjih 110-kV daljnovodih. Rezultati simulacije so preverjeni z meritvami na ustreznem agregatu HE Mavčiče in na 110-kV daljnovodih, z različnimi kriteriji prilagajanja. Drugi primer, ki je v praksi težko izvedljiv, obravnava vpliv simulirane motnje frekvence na odziv turbinskega regulatorja, vzbujalnega sistema in posledično delovno moč agregata ter pretoke delovne moči na 110-kV električnem omrežju. Simulacijski model HE Mavčiče v stabilnostnem načinu omogoča analizo dinamičnega odziva izbranega agregata ob spremenjenih parametrih obratovanja, vpliva motenj, testiranja novih regulacijskih algoritmov in pripomore k boljšemu projektiranju primarne in sekundarne elektroopreme energetskega sistema. V primerjavi s stabilnostnim načinom omogoča trenutna izvedba krajše simulacije prehodnih pojavov z večjo ločljivostjo (npr. elektromagnetni prehodni pojavi). Izvedena je simulacija trifaznega kratkega stika, lociranega na različnih mestih. Rezultati prikazujejo, da je vrednost kratkostičnega toka odvisna od lokacije nastopa. V primeru kratkega stika med izbranim generatorjem in transformatorjem je skupni maksimalni kratkostični tok večji kot v primeru nastopa na 110-kV zbiralkah stikališča Mavčiče. Rezultati simulacije so bili preverjeni z izračuni maksimalnega trifaznega kratkostičnega toka v skladu s standardom IEC. Simulacija modela v trenutnem načinu omogoča izvedbo najbolj neugodnih preizkusov vgrajene elektro-strojne opreme, kar bi v praksi pomenilo morebitno poškodovanje le-te. Z analizo izbranih simuliranih scenarijev pridobi proizvajalec električne energije vnaprejšnje informacije o odzivu podsklopov energetskega sistema ob vpeljavi novih algoritmov in okvirne rezultate neizvedljivih preizkusov v praksi. Rezultati tovrstnih simulacij omogočajo učinkovito projektiranje nove opreme, povečanje obratovalne zanesljivosti, kvalitetno izkoriščanje vodnega potenciala in vzorno izvajanje sistemskih storitev, s čimer pripomoremo k zagotavljanju energetske neodvisnosti države.20162016-04-12 09:25:45Magistrsko delo81530sl