Системы электроснабжения (СЭС) современных промышленных предприятий ТЭК представляет собой совокупность сложных электротехнических сооружений и комплектных трансформаторных подстанций (КТП) [1–3], включающих трансформаторы, распределительные устройства (РУ) низкого и высокого напряжений (рис. 1), реакторы, преобразовательные устройства [4–6], устройства автоматического ввода резерва (АВР) и автоматов повторного включения (АПВ), компенсирующие устройства и прочее диагностическое электрооборудование [7–10].
Питание нагрузки производственных предприятий, как правило, осуществляется напряжением 10 и 35 кВ, а также 6 кВ на предприятиях со старой СЭС [11–13]. Характерной особенностью нагрузки производственных комплексов является большой объем активно-индуктивной нагрузки, включая электродвигатели и сварочные трансформаторы, индукционные печи и сушилки, частотные преобразователи и инверторы, СВЧ-генераторы и прочей нелинейной нагрузки [14–16]. Некоторые из таких схем представлены на рис. 2.
Устойчивость работы узлов нагрузки определяется колебанием токов и напряжений как от внутренних, так и от внешних возмущений, которые носят стохастический характер [17–20]. Именно внешние возмущения на практике приводят к потере устойчивости городских и промышленных электротехнических систем, на их долю приходится от 60 до 80% от общего числа случаев потери устойчивости. Пределом естественных отклонений параметров питающего напряжения следует считать предельно допустимые отклонения напряжения
Следовательно, случаи превышения допустимых значений напряжения не интересны с точки зрения устойчивости, и их можно отнести к небольшим возмущениям. Предел слабых возмущений следует считать границей статической устойчивости электрической системы. Тогда небольшие возмущения напряжения будут ограничиваться сверху пределом допустимых отклонений, а снизу — напряжением статической устойчивости (Ucy) электрической системы [21–23].
Сильные возмущения находятся в диапазоне от нуля до значения параметра, граничащего со статической устойчивостью. Однако только возмущения с длительностью, меньшей или равной времени динамической устойчивости (t0) при более высоком напряжении статической устойчивости (Uсу), следует классифицировать как сильные, а возмущения, длящиеся дольше времени динамической устойчивости t0 при высоких напряжениях статической устойчивости Uсу, следует рассматривать как критические.