Мультистабильность синхронных режимов в многомашинной энергосети с общей нагрузкой и их устойчивость в целом и в большом

Цель настоящего исследования — изучение динамики энергосетей из произвольного числа синхронных генераторов, работающих на общую пассивную линейную нагрузку. Особая роль отводится выявлению условий существования и устойчивости синхронных режимов, являющихся основными рабочими режимами энергосети. Исследуется возможность существования несинхронных (квазисинхронных и асинхронных) режимов. Методы. Для исследования динамики энергосети используется модель эффективной сети в виде ансамбля глобально связанных узлов-генераторов. Состояние каждого из них описывается так называемым уравнением качания («swing equation»). Предложен подход, позволяющий редуцировать эффективную сеть до сети с хаб-топологией (топологией «звезда»). При построении разбиения пространства параметров на области с различными режимами работы энергосети использовались численные методы. Результаты. Получены условия существования, устойчивости и мультистабильности синхронных режимов энергосети. Рассмотрены основные характеристики этих режимов, такие как мощности, выдаваемые генераторами в сеть, и распределения токов по линиям электропередачи. Построено разбиение пространства параметров энергосети на области, отвечающие ее различному динамическому поведению. Заключение. Изучена энергосеть из произвольного числа синхронных генераторов, работающих на общую пассивную линейную нагрузку. Показано наличие двух типов синхронных режимов: однородного и неоднородного. Первый характеризуется равными мощностями и токами, текущими через все пути питания нагрузки, кроме одного. Второй предусматривает еще один дополнительный путь, отличающийся от остальных током и передаваемой мощностью. Причем токи, текущие по одному и тому же пути, но в разных режимах, различаются. Установлено наличие высокой мультистабильности неоднородных синхронных режимов. Показана возможность сосуществования однородного и неоднородных синхронных режимов, а также квазисинхронных и асинхронных режимов. В пространстве параметров энергосети найдены области, отвечающие как существованию только синхронных режимов, так и их сосуществованию с квазисинхронными и/или асинхронными режимами.