Статическая устойчивость энергосистемы - Способность энергосистемы возвращаться к установившемуся режиму после малых его возмущений. Примечание. Под малым возмущением режима энергосистемы понимается такое, при котором изменения параметров несоизмеримо малы по сравнению со значениями этих параметров. В настоящее время синхронные электрические машины, применяемые в большой энергетике, имеют исключительно вентильные системы возбуждения: это системы тиристорного независимого возбуждения и самовозбуждения, бесщеточного и гармонического возбуждения. В последнее время синхронные генераторы большой и средней мощности оснащаются преимущественно вентильной системой самовозбуждения. Существующие математические модели синхронных машин для исследований переходных процессов в силу традиций и исторического развития в подавляющем большинстве строятся на базе методов непрерывной математики. Такой подход вполне естественен, поскольку как сам принцип работы, так и происходящие в них процессы по своей сути непрерывные. Однако известные математические модели синхронных машин с самовозбуждением, отслеживающие коммутацию вентилей преобразователя, не рассчитаны на решение целого ряда задач вентильной электромеханики. Актуальность разработки новых математических моделей исследуемых объектов обусловлена требованиями по проектированию и эксплуатации таких машин в энергосистеме, заключающимися в необходимости учета неразрывной связи режимов работы энергосистемы, собственно электрической машины и ее возбудителя. Следует отметить, что для синхронных машин с системами самовозбуждения эквивалентные модели, обеспечивающие подавление "шумовых" переходных процессов, связанных с коммутацией вентилей, практически отсутствуют, за исключением полученной около полувека тому назад на основе концепции "неискаженной ЭДС", но не удовлетворяющей современным требованиям моделирования. Аргументом в пользу дискретных моделей является повсеместный переход к системам автоматического управления энергосистемами с использованием компьютерной техники и необходимостью достоверного моделирования в реальном масштабе времени синхронных генераторов, являющихся составной частью энергосистемы. Для моделирования электромашинно-вентильных систем при исследовании вопросов качества регулирования или при их включении в состав многомашинной математической модели перспективным представляется использование дискретных методов или конечно-разностных уравнений, когда между собой связываются параметры режима по концам интервала повторяемости преобразователя. Применение дискретных методов предоставляет возможность математического описания только макропроцессов, а локальные переходные процессы, вызванные переключениями вентилей преобразователя, вывести из рассмотрения. Угол коммутации при этом связан с малым параметром - сопротивлением сети - и результирующее влияние коэффициента, учитывающего коммутационные процессы, на весь процесс незначительно. Метод локального интегрального преобразования позволяет сформировать математическую модель вентильной системы самовозбуждения относительно "полезной" составляющей в выпрямленном токе и может служить основой для математического описания в "полезных" составляющих цепи самовозбуждения синхронных генераторов. (ГОСТ 21027-75 ("Системы энергетические. Термины и определения"). Развитию теории статической устойчивости энергосистем посвящено большое число работ. Эти работы базируются на исследованиях таких видных ученых, как А.А.Горев, П.С.Жданов, С.А.Лебедев, И.С.Брук, И.М.Маркович, В.А.Веников, Л.В.Цукерник, С.А.Совалов и др., которыми сформулированы уравнения переходных процессов в энергосистемах и найдены пути исследования их устойчивости. Вместе с тем число работ, посвященных систематическому изложению теорий статической устойчивости, ограничивается разделами известных книг П.С.Жданова, А.А.Горева и В.А.Веникова, где, естественно, не могли быть рассмотрены многие вопросы, актуальные для современной практики проектирования и эксплуатации энергосистем. При написании данной книги авторы стремились дать систематическое изложение теории статической устойчивости электрических систем на основе общих уравнений синхронных машин, более детально рассмотреть методику учета сильного регулирования возбуждения изложить разработанные к настоящему времени способы определения предельных режимов по сползанию и самораскачиванию сложных систем с помощью вычислительных машин. Теоретические положения широко иллюстрируются результатами расчетов численных примеров, позволяющими уточнить влияние на статическую устойчивость ряда обычно не учитываемых факторов и установить некоторые количественные характеристики допустимых режимов электрических систем. Ввиду ограниченного объема книги в ней не рассмотрены некоторые специфические вопросы, как например, влияние на статическую устойчивость линий передачи постоянного тока. Не приводятся также особые случаи, когда уравнения первого приближения не дают ответа об устойчивости невозмущенного движения, поскольку такие случаи в задачах, относящихся к устойчивости электрических систем, встречаются лишь при использовании неоправданных допущений. В книге не затрагивается также недостаточно изученный вопрос о рациональном выборе запасов статической устойчивости, поскольку для его решения необходимо использовать методику, базирующуюся на технико-экономическом анализе вероятностных характеристик режимов электрических систем и существенно отличающуюся от методики, принятой в книге.