INSTITUT ENERGETIKI LOGO

Прогноз развития энергетики мира и России 2019

Серия исследований "Мировая энергетика"

Серия исследований "Энергетика России"

Модельно-информационный комплекс SCANER

Новое в энергетике

Базовая кафедра Системных исследований энергетических рынков

СОВЕТ по приоритетному направлению НТР РФ

Прогноз НТР развития отраслей ТЭК РФ на период до 2035 г.

Главная » Публикация Учет конструктивных особенностей газотурбинных и газопоршневых установок

Публикация "Учет конструктивных особенностей газотурбинных и газопоршневых установок при проектировании систем противоаварийного управления"


В журнале Machines (9(3), 47, 2021) опубликована статья
"Учет конструктивных особенностей газотурбинных и газопоршневых установок при проектировании систем противоаварийного управления" ("Consideration of Distinguishing Design Features of Gas-Turbine and Gas-Reciprocating Units in Design of Emergency Control Systems") директора Института, академика Сергея Филиппова и руководителя Центра интеллектуальных электроэнергетических систем и распределенной энергетики, д.т.н. Павла Илюшина (соавторы: Александр Куликов и Константин Суслов).
Широкое применение на электростанциях, в том числе на объектах распределенной генерации (РГ), использующих для выработки электрической и тепловой энергии газообразное топливо, получили современные газотурбинные (ГТУ) и газопоршневые установки (ГПУ). Данные генерирующие установки (ГУ) имеют принципиальные конструктивные особенности, оказывающие существенное влияние на характер протекания и параметры переходных процессов при возникновении аварийных возмущений в прилегающей сети. Рассмотрены особенности расчетов электрических режимов в процессе проектирования для получения корректных результатов, а также даны рекомендации по их выполнению. Показано, что одновальные газотурбинные и газопоршневые ГУ не допускают даже кратковременных глубоких понижений частоты. Данные схемно-режимные условия возникают при аварийных дефицитах активной мощности в случае ослабления связи электростанции с энергосистемой в ремонтной схеме или в островном режиме работы. В статье представлены результаты расчетов переходных процессов для находящихся в эксплуатации электростанций (объектов РГ), позволяющие выявить негативные свойства ГТУ и ГПУ. Показано, что двухвальные (трехвальные) ГТУ и ГПУ могут переходить в асинхронный режим (АР) даже при ликвидации коротких замыканий в прилегающей сети быстродействующими устройствами релейной защиты. Рассмотрены особенности АР, а также вопросы допустимости кратковременных АР с целью самопроизвольной ресинхронизации ГУ. Показано, что учет принципиальных конструктивных особенностей ГУ позволяет принять обоснованные технических решений по оснащению электростанций (объектов РГ), и прилегающей сети эффективными системами противоаварийного управления.

Modern gas-turbine units (GTUs) and gas-reciprocating units (GRUs) have found a wide use at power plants, including distributed generation facilities, running on gaseous fuel. The design features of these generating units have a considerable effect on the nature and parameters of transient processes due to emergency disturbances in the adjacent network. The study shows that single-shaft gas-turbine and gas-reciprocating units do not allow even short-term considerable frequency drops. These schemes and operating conditions arise due to emergency active power shortages when the connection between the power plant and the power system weakens due to repair conditions or islanded operation. The paper presents the results of transient process calculations for operating power plants (distributed generation facilities), which make it possible to identify the unfavorable properties of GTUs and GRUs. The results show that two-shaft (three-shaft) GTUs and GRUs can switch to out-of-step conditions even when short-circuits in the adjacent network are cleared with high-speed relay protection devices. The features of out-of-step conditions and the admissibility of their short-term duration for the spontaneous restoration of generators’ synchronization are considered. The findings suggest that considering the fundamental design features of generating units provides informed technical decisions on equipping power plants (distributed generation (DG) facilities) and the adjacent network with efficient emergency control systems.