Адаптивная идентификация параметров элементов электрической сети для задач оперативного и противоаварийного управления

Адаптивная идентификация параметров элементов электрической сети для задач оперативного и противоаварийного управления

Автор: Суворов, Антон Алексеевич

Шифр специальности: 05.14.02

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2003

Место защиты: Екатеринбург

Количество страниц: 205 с. ил

Артикул: 2608989

Автор: Суворов, Антон Алексеевич

Стоимость: 250 руб.

ВВЕДЕНИЕ
Повышение эффективности производства электрической энергии остается одной из важнейших народнохозяйственных задач и неразрывно связано с совершенствованием технологического управления функционированием электроэнергетических систем ЭЭС, в том числе в части управления электрическими режимами, от которого существенно зависят качество и надежность электроснабжения потребителей, рациональное использование ресурсов. Кроме того, в настоящее время важным моментом является снижение воздействия процесса производства, распределения и потребления энергии на окружающую среду.
Происходящие в России экономические и структурные преобразования затронули все компоненты электроэнергетического комплекса страны. Изменились принципы взаимодействия участников электроэнергетического рынка и качественный состав потребления электроэнергии. Введенные новые нормативные документы, координирующие деятельность участников рынка, существенно повысили требования к управлению и обеспечению качества электрической энергии.
Все эти условия определяют необходимость применения современных технологий при производстве, передаче и распределении электрической энергии, включая системы управления этими процессами. Вследствие этого, работы в данной области в настоящее время относятся к приоритетным направлениям развития науки и техники федерального уровня.
Процесс управления ЭЭС, как и любой другой сложной технической системой, неосуществим без возможности контроля и
анализа поведения системы. При этом решение различных задач управления требует представления ЭЭС в целом, так и ее отдельных частей, некоторой адекватной моделью, отражающей, с определенной степенью достоверности, реально протекающие в системе процессы. Поэтому в основу применяемых методов решения указанных задач положена модель электрической системы, которая включает в себя схемы замещения элементов сети, нагрузки и генерацию узлов. Каждая модель адаптируется к специфике решаемой задачи в соответствии с требованиями, предъявляемыми к этим моделям на различных иерархических уровнях управления электрическими режимами. Как правило, эти требования, относящиеся и к информации о параметрах электрических режимов, и к данным о параметрах схемы замещения сети, ужесточаются при переходе от более низких к более высоким уровням систем управления.
В настоящее время в качестве параметров применяемых в эксплуатации моделей элементов ЭЭС используются параметры схем замещения, определяемые в подавляющем большинстве случаев по справочным и паспортным данным за исключением коэффициентов трансформации и считающиеся неизменными в течение достаточно длительного периода времени.
Вместе с тем, известно, что параметры линий электропередачи, силовых трансформаторов и автотрансформаторов зависят от многих факторов и могут претерпевать ощутимые изменения. Значительный вклад в исследования, связанные с оценкой возможных диапазонов ошибок при задании ПСЗ отдельных элементов ЭЭС и оценкой влияния погрешностей исходных данных на результаты решения электроэнергетических задач, вне
ели такие ведущие ученые, как Веников В.А., Гамм А.З., Заславская Т.Б., Идельчик В.И., Мельников , Паламарчук С.И. и другие , , , , , 0, 1 и др По данным этих работ, погрешности задания ПСЗ могут составлять порядка для активного сопротивления и для реактивного сопротивления линий и трансформаторов, до для реактивной и более 0 для активной проводимости, для коэффициента трансформации до одной ступени регулирования. Однако данные о распределениях ошибок при задании параметров реальных объектов в литературе отсутствуют .
Эти обстоятельства определили потребность в уточнении информации о реальных значениях параметров оборудования. Работы в этом направлении проводили Гамм А.З., Гусейнов Ф.Г., Крумм , Паламарчук С.И., Рахманов Н.Р., Унароков , Файбисович В.А. и другие , , , , , , , , 4, 5, 4, , 4 и др., предлагавшие различные подходы к решению такой задачи, однако эта проблема до сих пор остается решенной не полностью.
В то же время, произошло кардинальное обновление компьютерной техники и программных продуктов, что дало возможность существенно изменить подходы к организации информационного обеспечения задач управления энергетикой на всех его уровнях от измерения первичных сигналов до многоуровневых интегрированных информационных систем, таких как автоматизированная система диспетчерского управления АСДУ ЕЭС России. Это приводит к необходимости развития работ по совершенствованию технологии производства, передачи и распределения электрической энергии с целью обеспечения
эффективности управления электрическими режимами электроэнергетических систем ЭЭС и их объединений ОЭС в новых условиях.
Важнейшими компонентами систем, обеспечивающих качество электроэнергии и снижение ее потерь, являются подсистемы управления электрическими режимами на всех этапах ее производства, передачи, распределения и потребления. Современные требования к таким подсистемам может удовлетворить развитие АСДУ в части управления электрическими режимами на базе информации, формируемой и адаптируемой к текущему состоянию ЭЭС в реальном времени.
Современные условия выдвинули на передний план ряд ранее нерешенных вопросов формирования моделей для управления электрическими режимами ЭЭС, контроля качества и потерь электроэнергии. Отсутствие единого подхода к проблеме информационного обеспечения этих задач в условиях неполноты и неоднородности данных об электрическом режиме сети и параметрах схемы замещения привело к тому, что существующие методы формирования данных невзаимосвязаны, ориентированы на решение отдельных задач и не всегда обеспечивают соответствие параметров модели состоянию объекта управления. При этом не происходит развитие методов расчета и оптимизации электрических режимов, учитывающих процесс перехода системы из одного состояния в другое на интервалах времени краткосрочного и оперативного управления.
Особенностью задачи формирования адекватной модели ЭЭС для управления электрическими режимами является то, что в качестве основного источника информации используются из
мерения, получаемые в процессе нормального ее функционирования, и их невозможно получить вновь для тех же условий. При этом известно, что все параметры модели в различной мере претерпевают изменения в силу воздействия на систему множества факторов различной природы.
Такое состояние рассматриваемой проблемы делает актуальной разработку и совершенствование моделей и методов информационного обеспечения систем управления электрическими режимами, контроля качества и потерь электроэнергии в электрических сетях, позволяющих формировать общую адаптивную информационную среду, обеспечивающую представление объекта управления адекватной его состоянию моделью.
Актуальность


Автор выражает благодарность научному руководителю профессору Вердину и научному консультанту доценту Алексееву за проявленное долготерпение и поддержку. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ ЭНЕРГОСИСТЕМ. Электроэнергетическая система ЭЭС представляет собой совокупность находящегося в работе электрооборудования энергосистемы и приемников электрической энергии, объединенного общим режимом и рассматриваемое как единое целое в отношении протекающих в нем физических процессов. В целом современные электрические системы относятся к категории сложных систем, а по мере их развития и увеличения степени автоматизации, происходящей быстрыми темпами, их сложность еще более увеличивается. Совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из трансформаторного оборудования подстанций, их распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи ЛЭП, работающих на некоторой территории, определяет структуру, конфигурацию и параметры электрической сети, образующей передающую часть системы. Электрические сети современных энергосистем характеризуются многоступенчатостью, то есть большим числом трансформаций на пути от источников электроэнергии к ее потребителям. Топологическая структура отдельных звеньев этой многоступенчатой сети достаточно сложна, она может насчитывать десятки и сотни узлов, ветвей и замкнутых контуров. В связи с этим электрическая сеть должна проектироваться и эксплуатироваться таким образом, чтобы была обеспечена ее работоспособность во всех возможных режимах нормальных, ремонтных и послеаварийных. Это требование означает, что в перечисленных установившихся режимах параметры узлов и ветвей сети должны отвечать соответствующим техническим ограничениям на величины параметров электрических режимов ПЭР. Таким образом, в процессе эксплуатации возникает необходимость их контроля и выбора адекватных средств регулирования режима на этапах проектирования. Возможность анализа поведения системы и решения указанных задач требует представления сложной технической системы, каковой является как ЭЭС в целом, так и ее передающая часть, некоторой адекватной моделью, отражающей, с определенной степенью достоверности, реально протекающие в системе процессы. Математическое описание установившегося режима ЭЭС и ее электрической сети в частности представляет собой систему нелинейных алгебраических уравнений, формируемых на основе некоторой расчетной схемы, состоящей из схем замещения отдельных элементов сети. Каждая модель адаптируется к специфике решаемой задачи в соответствии с требованиями, предъявляемыми к таким моделям на различных иерархических уровнях управления электрическими режимами. Это относится не только к данным о ПЭР, но также и к информации о параметрах схемы замещения ПСЗ сети. Линия электропередачи, связывающая отдельные узлы схемы электрической системы, является наиболее массовым ее элементом, отличительной особенностью которого от других элементов является распределение параметров по длине. Передача электроэнергии по линии обусловлена распространением электромагнитного поля в проводнике и окружающем его пространстве. В воздушных линиях под действием переменного напряжения возникают переменные магнитное поле вокруг проводов и электрическое поле между проводами фаз и между каждым из проводов и землей. Переменное электрическое поле вызывает токи смещения, зависящие от диэлектрических свойств среды, окружающей проводник, разности потенциалов между проводом и землей и между фазными проводами. Такие зарядные токи, иакладываясь на ток нагрузки, приводят к изменению полного тока вдоль линии и, как следствие, к изменению напряженности магнитного поля, что в свою очередь вызывает наведение неодинаковых ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции в различных элементах длины линии. Это определяет сложный закон изменения электрических параметров вдоль линии. С0 соответственно активные сопротивление и проводимость, индуктивность и емкость на единицу длины. Уравнения 1. Г ТЗД У9, 1. Решение линейного дифференциального уравнения 1. Д к2еЫеЛт, 1.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.204, запросов: 237