Разработка и исследование робастных автоматических регуляторов возбуждения для синхронных генераторов

• Автор: Дулал Кришна Ховладер
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ:
ГЛАВА 1. Современные системы автоматического регулирования возбуждения для синхронных генераторов
1.1. Состояние и перспективы систем возбуждения синхронных генераторов:
1.2. Применение современных методов управления в построении регуляторов возбуждения синхронных генераторов
1.3. Задача робастного управления возбужением синхронного генератора
1.4. Основная структура синхронных генераторов с робастным регулятором
1.3.Выводы
ГЛАВА 2. Математические модели управляемых объектов
2.1. Математическая модель синхронного генератора, работающего на энергосистему
2.2. Модель синхронного генератора с учетом возмущений
2.3. Математическая модель синхронного генератора
с автоматическим регулятором возбуждения
2.4. Учет возмущений в модели системы СГ+АРВ
2.5. Декомпозиция управляемых объектов
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. Синтез робастных регуляторов возбуждения
синхронных генераторов
3.1.1 .Аспекты теории робастного управления (Нж - оптимизация).
Краткий обзор
3.1.2. Ню - оптимизация в задаче построения робастного
регулятора возбуждения синхронного генератора
Краткий обзор
3.2.1. Централизованные робастные регуляторы в частотной области
3.2.2. Централизованные робастные регуляторы в пространстве состояний
3.3. Децентрализованные робастные регуляторы
3.4. Построение робастных регуляторов методом весовых функций
3.5. Процедура построения робастного регулятора
3.6. Выводы
ГЛАВА 4. Проектирование робастных регуляторов и результаты
исследования моделированием в среде MATLAB
4.1. Описание исследуемого объекта в среде Simulink
4.2. Выбор весовых функций
4.3. Описание типовой программы построения робастного регулятора возбуждения
4.4. Семейство робастных регуляторов
4.5. Задача исследования моделированием
4.6. Результаты исследования
4.7. Исследование робастного АРВ в режиме
короткого замыкания
4.8. Рекомендации по реализации и применению семейства РР
4.9. Выводы
Заключение и общие выводы
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Развитие энергетики требует разработки и исследования эффективности средств повышения устойчивости энергосистем. Некоторое время в технически развитых странах развитие электрических сетей опережало рост генерирующих мощностей, энергосистемы были «жесткими» и устойчивая работа генераторов мощностью 200-300 МВт вполне обеспечивалась автоматическими регуляторами напряжения пропорционального типа с гибкой отрицательной обратной связью по производной напряжения. В России существовала обратная ситуация. Поэтому интенсивно разрабатывались и внедрялись автоматические регуляторы возбуждения со стабилизацией режима по производным режимных параметров, получившие название АРВ сильного действия (АРВ-СД).
В 70-х годах в западной Европе, США и Японии тоже возникла проблема устойчивости крупных генерирующих блоков. Подтвердилась правильность выбранного в России направления. Стабилизаторы по производным режимных параметров получили название системных стабилизаторов (СС). Для мощных генераторов был разработан и внедрен ряд регуляторов, аналогичных АРВ-СД.
Персонал электростанций и диспетчерских служб должен выбирать настройки АРВ с учетом особенностей работы больших и сложных энергообъединений. Применяемые для этого программы требуют огромного объема информации о параметрах генераторов, систем регулирования, нагрузок и сети, но объем доступной и достоверной информации весьма ограничен. В результате полученные путем трудоемких расчетов данные могут оказаться недостаточно достоверным.
Разработанный в России метод эквивалентирования внешней сети [4, 63, 64] предполагает принципиально другой подход к моделированию станции. Он базируется на замене всех внешних связей исследуемой станции эквивалентным реактивным сопротивлением Хвн , связывающим ее с неизменным по фазе и меняющимся по амплитуде в зависимости от схемно-

дает регулятор с организацией высокого уровня и отличающийся концептуальной новизной (особенно нечеткий регулятор), что на настоящее время может вызывать трудности в освоении данного подхода разработчиками и инженерами - эксплуатационниками. Робастное управление, использующее аппарат частотных методов, более приемлемо в практическом использовании с этой точки зрения, с учетом того, что применимы методы редуцирования (понижения порядка) в процедуре их построения.
5. При исследовании робастности многомерных систем автоматического управления в частотной области одной из основных задач является получение наилучших оценок и измерений робастности. Следует заметить, что получаемые оценки робастности представляются чаще всего в виде соответствующих оценок для матричных норм. Получение надежных оценок робастности остается еще открытым вопросом.
6. Методы проектирования линейных регуляторов, минимизирующих интегральный квадратный критерий в условиях помех с гауссовым распределением робастны по своей сущности. На способность таких регуляторов оставаться устойчивыми, несмотря на некоторые возмущения, влияет выбор весовой матрицы управления. Особый интерес представляет подход, основанный на решения задач в Н* минимизации и создании соответствующих робастных регуляторов.
7. В качестве основной используется структура системы управления СГ с робастным регулятором. Регуляторы возбуждения, в том числе и робастные, должны обеспечивать выполнение трех функций: системных, технологических и защитных. Обсуждаемая структура системы возбуждения СГ с РР предназначена для осуществления системных функций.