Математическое моделирование электроэнергетических систем для целей противоаварийного управления

• Автор: Крюков, Егор Андреевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОСОБЕННОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭЭС 1 ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ПРОТИВОАВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ

1.1 Постановка задачи

I 2 Математические модели предельных и допустимых режимов для целей противоаварийного управления

^ ^ Определение допустимых режимов энергосистем на основе

сферической логарифмической нормы

I ^ Выделение слабых звеньев при проектировании противоаварийной автоматики энергосистем

? ОПТИМИЗАЦИЯ УПРАВЛЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

ПРИ ПРОТИВОАВАРИЙНОМ УПРАВЛЕНИИ

2.1 Постановка задачи

Оптимальный выбор управляющих воздействий проз иво2.2 аварийной автоматики из условия обеспечения статической

устойчивости

Применение сингулярного анализа для выбора управляю2.3 щих воздействий противоаварийной автоматики энергосистем
УЧЕТ ИЗМЕНЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЙ И ЧАСТОТЫ ПРИ
ПРОТИВОАВАРИЙНОМ УПРАВЛЕНИИ
^ | Ввод режима энерюсистемы в область существования по
оптимальным траекториям
^ 9 Оптимизация управляющих воздействий с учетом изменения частоты в ЭЭС
Учет продольной и поперечной несимметрии при выборе
управляющих воздействий
ЭКВИВАЛЕНИЗИРОВАПИЕ ЭЭС В ЗАДАЧАХ
ПРОТИВОАВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ
Эквивалентирование электрических систем для целей противоаварийного управления
^ ? Построение эквивалентных моделей энергосистем для расчета послеаварийных режимов при больших возмущениях
4.3 Построение эквивалентных моделей с учетом несимметрии
Заключение
Библиографический список
Приложение: материалы о внедрении

Современные элекфоэнергетические системы (ЭЭС) обеспечиваю! электроснабжение значительного числа ответе i венных потребителей электроэнергии (ЭЭ), перерывы в питании ЭЭ которых могут приводить к существенным ущербам и неблагоприятным социальным последствиям [1...3, 9, 10, 16, 44, 83, 108]. Обеспечение надежного и бесперебойного электроснабжения 1аких потребителей невозможно без создания развитых комплексов противоаварийного управления (Г1АУ), выполненных на базе современных средств информационной и вычислительной техники. Допустимая область управления режимами ЭЭС определяется, прежде всего, ограничениями по статической апериодической устойчивости (САУ), поэтому создание таких комплексов требует разработки эффективных методов и алгоритмов определения оптимальных управляющих воздействий, обеспечивающих обеспечение требуемого запаса САУ и отвечающих минимальному ущербу от отключения генераторов и нагрузок.
Значительный вклад в разработку различных аспектов проблемы построения математических моделей ЭЭС для целей противоаварийного управления внесли Андреюк В.А., Баринов В.А., Бартоломей П.И., Бушуев В.В., Васин В.П., Веников В.А., Гамм А.З., Груздев H.A., Иофьев Б.И., Кац П.Я., Ковалев В.Д., Конторович А.М., Кощеев Л.А., Лукашов Э.С., Ману-сов В.Э., Маркович И.H., Петров А.М., Портной М.Г., Семенов В.А., Со-валов С.А., Строев В.А., Тарасов В.П., Ушаков Е.И., Фишов А.Г., Чебан В.М., Шелухин H.H., Щербачев О.В. и их коллеги [1, 6...9, 11...15, 24,
26...36, 37...39, 45, 47...53, 81 82, 92...105, 108, 140, 141, 142, 143, 144,
159...161, 164, 166, 167, 172, 174, 177...201].
Методы и алгоритмы определения предельных и допустимых режимов, применимые в задачах прошвоаварийного управления, эффективно реализуются на основе использования собственных векторов матрицы

Якоби уравнений установившегося режима (УУР), отвечающих нулевым собственным значениям [98...105, 115...124]. Это позволило по-новому сформулировать ряд задач, связанных с управлением режимами сложных ЭЭС, и дать оригинальные, более эффективные методы их решения. В, частности, применение собственных векторов позволило избежать при расчете предельных режимов решения некорректных задач вычислительной математики, связанных с вырожденностью системы УУР на предельной гиперповерхности. При этом появилась возможность использования наиболее полных моделей элементов ЭЭС с их регулирующими устройствами.
Однако проблема создания математических моделей и методов для решения задач ПАУ ЭЭС не получила окончательного решения. В частности не исследованы вопросы выбора оптимальных управляющих воздействий с учетом изменения напряжений и частоты в ЭЭС. Также в недоаа-точной степени разрабошны математические модели допустимых по условиям САУ режимов сложных ЭЭС. Не в полной мере решены вопросы построения эквивалентных моделей ЭЭС и выделения слабых звеньев по статической устойчивости применительно к задачам проектирования централизованных систем противоаварийного управления.
Цель диссертационной работы состоит в создании математических моделей, методов и алгоритмов, обеспечивающих выбор оптимальных управляющих воздействий в централизованных системах противоаварийного управления ЭЭС с учетом изменений напряжений и частоты, а также позволяющих учшывать несимметрию параметров трехфазной сети.
Для реализации сформулированной цели в диссертационной рабо1е решены следующие задачи:
• проанализированы методы определения допустимых по условиям обеспечения статической апериодической устойчивости режимов ЭЭС, получена новая форма уравнений, описывающих допустимые режимы;

4 а¥ ау1
лать вывод о том, что применение преобразования А = для
а «
симметрирования матрицы Якоби позволяет получить уравнения, на

основе которых можно определять допустимые по статической устойчивости режимы энергосистем.
Балансирующий узел
Рис. 1 20 Схема ЭЭС
Сопоставление границ допустимых областей L(), полученных и? условия pmm = const, с границами L*D, найденными на основе традиционно применяемого условия, отвечающего кратчайшему расстоянию от точек L*d до предельной гиперповерхности Lw, показало, что Lt) и L*D практически тождественны.
Ч)