다기계통 안정도 판별

정의

다기계통 안정도 판별은 발전기 상차각 변화와 전력편차로 동기 유지 여부를 판정하는 것이다.

여러 발전기가 연계된 계통에서 큰 외란 뒤 동기를 유지하는지 가리는 과도안정도 판별 방법이다.

동요방정식

발전기의 움직임은 2계 미분방정식인 동요방정식으로 나타낸다.

가속전력은 기계적 입력 Pm과 전기적 출력 Pe의 차이이며, 그 결과 상차각 δ가 변한다.

단위 관성정수 H는 운동에너지를 정격 용량으로 나눈 값이다. H가 클수록 상차각 변화가 느리다.

상대 상차각

다기계통에서는 발전기 한 대만 보면 충분하지 않다.

기준은 관성 중심 COI다. 관성 중심 각은 관성정수 H로 가중한 상차각의 평균이다.

기준 발전기에 대한 상대 상차각의 변화가 판별의 핵심 지표다.

상대 각이 최대값 뒤 줄면 안정, 계속 커지면 탈조로 불안정이다.

판별 절차

판별 절차는 네 단계로 정리된다.

먼저 계통을 발전기 군으로 등가화하고 각 군의 H, E', X'd를 구한다.

고장 중에는 Pe를 고장 중 값으로 바꿔 동요방정식을 적분한다.

고장이 제거되면 Pe를 고장 후 값으로 바꿔 계속 적분한다. 그 뒤 상대 상차각을 본다.

등면적법과의 차이

헷갈리기 쉬운 점을 짚는다.

등면적법은 발전기 한 대와 무한대 모선으로 이루어진 단일기 계통에 쓰는 방법이다.

다기계통은 발전기 간 상차각 차이를 기준으로 판단하고, 발전기 그룹을 등가 축약한다.

상대 상차각이 계속 증가하는 경우를 확인해 보자.

안정도 향상대책

안정도 향상대책은 나열만 하지 말고 상차각 곡선의 어느 항을 바꾸는지 함께 써야 한다.

고속 차단은 고장 제거 시간을 줄여 가속면적을 줄인다.

직렬 리액턴스를 줄이면 송전선의 최대 전력 전달 능력이 커진다.

발전기 여자 제어와 PSS도 과도안정도와 저주파 전력동요를 개선하는 대책이다.

정리와 정답

앞의 두 문제 정답은 불안정과 가속면적이다.

핵심은 상대 상차각이 수렴하는지 증가하는지를 보는 것이다.