Совершенствование средств управления эксплуатацией систем электроснабжения на основе имитационного моделирования

• Автор: Дудиков, Юрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 181 с. : ил.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНЦЕПЦИИ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 1Л. Современное состояние вопросов имитационного графоаналитического динамического моделирования топологических структур СЭС на основе табличного представления
1.2. Построение единого информационно-топологического пространства
1.3. Теоретико-множественный подход к ИМ в СЭС
1.4. Формирование виртуальных имитационных моделей для задач анализа электрических режимов СЭС
1.5. Методы построения табличных аналогов матричных операций при расчете режимов СЭС
1.6. Метод условных потенциалов решения топологических задач в СЭС
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ СЭС НА ОСНОВЕ ТАБЛИЧНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
2.1. Табличные модификации методов анализа установившихся режимов СЭС
2.1.1. Табличная модификация метода Гаусса-Зейделя
2.1.2. Табличная модификация метода Ныотона-Рафсона
2.1.3. Табличная модификация градиентного метода
2.2. Алгоритмы расчета режимов СЭС табличными модификациями
2.3. Сравнительный анализ табличных модификаций методов анализа СЭС
2.4. Построение виртуальной имитационной модели режима КЗ СЭС с помощью метода сопряжённых градиентов
2.5. Анализ численной устойчивости метода МСГ при анализе режимов КЗ СЭС
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ПОДРЕЖИМОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ СЭС ЗЛ. Использование метода наложения в расчетах подрежимов КЗ
3.2. Разработка методики расчета подрежимов КЗ с неизменной матрицей узловых проводимостей
3.3. Методика расчета подрежимов КЗ при перемещении точки КЗ по ветви.
3.4. Методика замены режима КЗ в произвольной точке линии двумя режимами КЗ в узловых точках по концам линии (эквивалентирование)
3.5. Расчет токов КЗ при каскадном отключении ветвей схемы
3.6. Методика формирования и выбора коммутационных моделей СЭС для анализа подрежимов КЗ
3.7. Эквивалентирование в задачах анализа подрежимов КЗ
ГЛАВА 4. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА СЭС ПО ДАННЫМ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ
4.1. Формирование виртуальной имитационной модели для задач оценивания параметров режима СЭС
4.2. Построение алгоритмов восстановления портрета режима СЭС по данным избыточных ТИ на основе таблично-топологического узлового метода
4.3. Оценка режимных параметров СЭС в условиях с различной степенью полноты исходной информации
4.4. Анализ правдоподобия и достоверности телеметрической информации по портрету режима СЭС
Заключение. Выводы по работе
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В процессе современного развития систем электроснабжения (СЭС) возникает необходимость в пересмотре традиционных подходов к решению ряда задач таких, как проектирование электрических схем энергообъектов и анализ их надежности, организация диспетчерского управления (отслеживание текущего состояния схемы) и эксплуатации, получение объективной информации об измеренных и расчетных параметрах режимов, расчет и анализ топологически близких режимов, подготовка персонала и проведение тренировок посредством тренажеров и аниматоров, диагностика оборудования. Для эффективного решения этих задач необходима гибкая схемная графика, при применении которой возникает специфичная ситуация, когда диспетчерские (ДС) и коммутационные (КС) схемы содержат до нескольких тысяч элементов, что значительно превышает топологические размеры традиционных расчетных схем.
Даже для современных вычислительных устройств решение режимных задач при этом усложняется. Хотя эти схемы содержат наиболее полную информацию, для анализа режимов все-таки необходимы расчетные схемы замещения, а его результаты должны возвращаться на ДС (КС). Кроме этого текущие изменения в реальной сети на расчетной схеме своевременно не отражаются.
Можно констатировать актуальность возникающих при этом проблем:
- создание модели, которая наиболее полно отражает реальное состояние сети;
- гибкий учет всех происходящих в ней изменений;
- реализация ее преобразования в расчетную схему замещения и выполнение на ней расчета режима;
- переход и отражение результатов анализа режима на исходную схему для их оперативного использования в процессах управления, в тренажерах и др.
Проведенный анализ показал возможность коррекции традиционных подходов к проблемам анализа, оценки и контроля состояния СЭС на основе совмест-

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ СЭС НА ОСНОВЕ ТАБЛИЧНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ 2Л. Модификация методов анализа режимов СЭС на основе табличного моделирования
В этой главе предлагаются табличные модификации основных методов анализа и расчета УР и токов КЗ СЭС, в частности, с помощью метода сопряженных градиентов (МСГ). При использовании тренажеров в промышленных масштабах объем данных, которые необходимо моделировать и анализировать, очень большой. Так, например, при моделировании городской сети в КС число ТП и РП вместе с коммутационными аппаратами составляет несколько тысяч. Управление нормальными и аварийными режимами в этом случае ограничивается тем, оперативно-диспетчерский персонал (ОДП) не сможет использовать большинство собираемой информации из-за ее разнообразия, огромного количества и отсутствия ЕИТП, что делает бессмысленным само внедрение АСУ-систем. Фактически они выполняют только функции измерения и хранения данных. В работе показано, что результаты расчета УР для СЭС, имеющих несколько ступеней номинальных напряжений, могут быть получены с использованием итерационных процедур метода Гаусса-Зейделя, Ньютона-Рафсона и градиентного метода с помощью ТМ без формирования соответствующих уравнений [35].
2.1.1. Табличная модификация метода Гаусса-Зейделя
Достоинством табличного описания, изложенного в первой главе, является то, что оно по своему принципу содержит только ненулевую информацию. Благодаря этому, достигается оперативность расчетов итерационными методами.
Рассмотрим особенности реализации этих методов при табличном описании в расчетах УР СЭС [19, 20].
Сущность расчета УР по методу Гаусса-Зейделя состоит в использовании узловых уравнений, которые могут быть записаны в следующем виде: