Методы определения допустимой области управления режимами сложных энергосистем

• Автор: Намогуруев, Борис Батоочирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Братск
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Оглавление

Введение
1 Повышение эффективности применения уравнений предельных режимов для решения задач управления режимами энергосистем
1.1 Анализ методов экспресс-расчетов предельных режимов
1.2 Особенности численного решения уравнений предельных режимов
1.3 Обобщенные уравнения предельных режимов и повышение эффективности их использования
1.4 Учет ограничений-неравенств при решении уравнений предельных режимов и их обобщений
Основные выводы
2 Оценка запасов статической апериодической устойчивости на основе стохастических моделей
2.1 Методы оценки запасов статической апериодической
устойчивости
2.2 Стохастические модели для оценки запасов устойчивости
Основные выводы
3 Построение границ областей устойчивости и их приближенное аналитическое описание
3.1 Методы построения и аппроксимации границ области
устойчивости
3.2 Особенности безитерационного расчета границ области
устойчивости
3.3 Использование уравнений предельных режимов для линейной и нелинейной аппроксимации границ области устойчивости
Основные выводы
4 Оценка допустимой области управления
4.1 Определение режимов, отвечающих заданному запасу
статической апериодической устойчивости
4.2 Оценка допустимой области на основе сингулярных чисел матрицы Якоби уравнений установившегося режима
4.3 Уточнение сингулярных чисел при возмущениях исходного

режима
Основные выводы
Основные выводы по работе
Библиографический список
Приложение
Введение
Современные энергосистемы (ЭС) характеризуются концентрацией значительных мощностей на отдельных станциях, объединенных на параллельную работу линиями электропередачи большой протяженности. Сложность схем и многообразие режимов работы ЭС приводит к необходимости применения непосредственно в цикле оперативного управления энергосистемами развитых средств информационной и вычислительной техники [1,3,79,53,54,57,58,81]
Одна из важнейших задач оперативного управления ЭС состоит в обеспечении статической устойчивости (СУ) нормальных и, особенно, послеаварийных режимов [42,43]. Именно ограничения по статической устойчивости определяют, в основном, допустимую область управления режимами. Проблема анализа СУ возникает и в практике проектирования энергосистем, а также при настройке устройств автоматического регулирования для отдельных элементов ЭС. Поэтому от корректности расчетов СУ и принимаемых на основе их результатов решений непосредственно зависят как уровень надежности работы энергосистем, так и полнота использования пропускной способности электрических сетей.
Основой для анализа устойчивости являются результаты расчетов предельных по СУ режимов [2, 8,16,23,24,37,39,41,49,55,59 ...63,65 ... 67, 69 ... 76,80,83, 86 ... 88, 97]. Для повышения эффективности расчетов предельных режимов (ПР) требуется создание математических моделей и методов, достаточно полно учитывающих специфику уравнений, описывающих установившиеся режимы.
Проблема расчетов установившихся режимов [11, 12, 13, 14, 15,19,33,38,51, 98,101 ... 103,117,120,122] для задач проектирования, краткосрочного и
долгосрочного планирования в сложных ЭС, содержащих сотни и тысячи узлов, в основном решена . Существующее программное обеспечение, благодаря широкому применению современных методов учета слабой заполненности матриц [6], обеспечивает достаточное для указанного класса задач быстродействие.
Применение корректирующих коэффициентов в методе Ньютона, а также использование алгоритмов, учитывающих нелинейные члены разложения функций невязок в ряд Тейлора [7], позволило решить проблему надежной сходимости итерационных процессов при расчете «тяжелых» режимов, близких к предельным по устойчивости [10] . В результате расчеты режимов по базовым схемам ЭС, содержащим более тысячи узлов, происходят за минуты, а по оперативным схемам, включающим несколько сотен узлов - за десятки секунд [1]
Однако в настоящее время все более актуальными становятся задачи, связанные с расчетом предельных режимов и оценкой запасов СУ непосредственно в цикле оперативного управления ЭС. Это приводит к необходимости разработки эффективных методов и алгоритмов, обеспечивающих как высокое быстродействие, так и надежность получения результата. Это вызвано тем, что при оперативном управлении расчеты ПР должны проводится в темпе процесса изменения схемно-

3 4¥пр-¥„)ТМ2(¥пр-¥0$ где У о, Упр -параметры исходного и предельного режимов;
М = diag[i 1, (1; - масштабирующие коэффициенты.
Традиционные методы [23] решения сформулированной задачи мало применимы для целей оперативного управления, так как основаны на многошаговых оптимизационных процедурах и связаны с разностной аппроксимацией частных производных

по компонентам вектора У. Кроме того, при подходе на каждом шаге оптитмизационной процедуры к предельной гиперповерхности возникают вычислительные трудности, вызванные необходимостью решения плохо обусловленных систем линейных уравнений (СЛУ).
Существенное повышение быстродействия и надежности получения результата может быть достигнуто на основе применения следующей модификации УПР, позволяющей определять параметры предельного режима в критическом (наиболее опасном) направлении утяжеления [44]:
( .( эр V
Х,У0-М_2 —— и 1 = 01 8B4J I
1 ] (1.3.1)
( ар У I
жу; ]
где БУ=У0-УПР
Если компоненты вектора Б У входят в систему (1.3.1) линейно, то д¥

;Е (1.3.2)
Последнее имеет место тогда, когда УУР, записанные, например в декартовой системе координат узловых напряжений, имеют вид:
і2і-і(х>у)=рі0+бр; -Рсі(иі',иі" ип’,ип")=о
f2i(X,Y) = Qio+DQi-Qci(ui',Ui'

ґ2і (х, у)=иіо+Би, - (и;)2+(и;)2
где Р1о;о,11;0-инъекции мощностей и заданные напряжения узлов в исходном режиме (компоненты вектора У0);и1,11; —действительные и мнимые составляющие