基于ETAP的海油工程电力系统暂态稳定分析计算

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海洋石油开采量不断提高,开采速度增快,海上平台个数不断增多,海上作业区块也不断增加,造成海上石油平台的带电负荷日益增大,负荷/平台变电站、海底电缆、分布式发电等构成的电力系统的规模也日益增大,长距离输电的海缆日益普遍,提高海油平台电力设施的安全稳定性成为亟需解决的问题。而海油平台电力系统的运行环境与陆上的电力系统更为复杂,海油平台电力系统大扰动的概率远远高于陆地上,海上石油平台电力系统又具有电压等级比较低、电网功率不大、时间常数较低、线路短,造成相关的线路电抗不大等缺点,因此海上石油平台电力系统假如不安装自动重合闸等继电保护安全装置,海上石油平台电力系统的抵抗抗大扰动的能力急剧降低,其供电可靠性也会降低。  论文采用ETAP电力系统仿真软件采用时域仿真法对某海上石油平台电力系统进行了暂态稳定性分析与仿真。首先,建立了海洋石油平台电力系统中同步发电机的定子、转子、励磁器、调速器、以及系统中负荷等器件的数学模型,并对模型过程进行了详细介绍,对模型进行了简化和分析简化模型的条件,计算了简化模型中各参数的转化,在系统稳定状况下计算了简化模型的潮流。其次,仿真分析了高压母线、海缆三相短路故障类型的海油平台电力系统暂态稳定性,仿真条件是短路后0.15秒将短路支路切除故障;单台发电机组失磁故障的暂态仿真。最后,分析了不同开机方式、不同轴阻尼系数对暂态稳定的影响。  仿真分析可知,采用低频切负荷、高频切机等稳控措施可以提高严重故障情况下海油平台电力系统的暂态稳定性;发电机组轴阻尼系数越大,系统阻尼越大,转子的不平衡转矩越小,越有利于系统到达新的平衡状态,有利于系统暂态稳定。
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