Modelle der Synchrongeneratoren für die Simulation der subsynchronen Resonanzen
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Date
2010-12-08
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Abstract
Subsynchrone Resonanzen (SSR) sind komplexe, dynamische Vorgänge bei denen ein
Energieaustausch zwischen elektrischem Übertragungssystem und Generatorsatz
stattfindet, in deren Folge unzulässig hohen Torsionsschwingungen auf den
Wellensträngen auftreten, die zu schweren Schäden führen. Charakteristisch für die SSR
ist das Auftreten von elektromagnetischen Momenten im Luftspalt des Generators mit
Frequenzen, die unterhalb der synchronen Frequenz liegen.
Um das dynamische Verhalten bei den niederfrequenten Vorgängen simulieren zu können
wird ein Verfahren mittels Finite-Differenzen entwickelt, das eine exakte Erfassung des
Generatorverhaltens bei subsynchronen Resonanzen erlaubt. Mit dem Modell können
transiente Berechnungen mit diskreten Zeitschritten durchgeführt werden. Außerdem bietet
das Modell die Möglichkeit, den Wellenstrang als Mehr-Massen-Modell einzubinden und
über ein externes Vorschaltnetzwerk eine beliebige Netzkonfiguration vorzugeben.
Des Weiteren werden bestehende und in der Praxis standardmäßig eingesetzte Modelle der
Synchronmaschinen dahingehend untersucht, ob diese für die Simulation der
subsynchronen Resonanzen eingesetzt werden können. Es wird gezeigt, dass das
Ersatzschaltbild nach Park auch bei der Berechnung von Resonanzerscheinungen mit
kleinen Frequenzen in gekoppelten elektromechanischen Systemen zufriedenstellende
Ergebnisse liefert.
Eine weitere Verbesserung in der Berechnung wird durch die Anpassung der
Ersatzschaltbildparameter erzielt. Die Anpassung erfolgt über ein Optimierungsverfahren
auf Grundlage der evolutionären Strategien aus den aufgezeichneten niederfrequenten
Stromverläufen bei einer SSR.
Description
Table of contents
Keywords
SSR, subsynchrone Resonanzen, Turbogeneratoren, numerische Berechnung, Ersatzschaltbilder, elektromechanische Modelle, evolutionäre Strategien, Parameteroptimierung