Эквивалентирование и идентификация электроэнергетических систем при решении задач статической устойчивости

• Автор: Дойников, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Братск
• Количество страниц: 294 с. : ил

1. МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ИХ СОБСТВЕННЫМИ ДИНАМИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
1.1. Обзор расчетных методов и программных средств анализа динамических свойств ЭЭС и повышения демпфирования колебаний в маловозмущенных режимах.
1.2. Оценка эффективности расчетных методов исследования и повышения демпферных свойств
1.3. Использование приемов эквивалентирования и структурнофункционального моделирования в задачах обеспечения колебательной устойчивости
1.4. Экспериментальные подходы, модели и методы при исследовании статической устойчивости ЭЭС и адаптации регуляторов возбуждения.
1.5. Анализ и обоснование целей управления динамическими свойствами ЭЭС. Частотная характеристика как модель системы.

1.6. Проблемы идентификации ЭЭС.

1.7. Выводы.

2. МЕТОДИКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ЭКВИВАЛЕНТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ИХ

ДИНАМИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ

2.1.Обобщенный структурноаналитический подход к

моделированию ЭЭС на основе собственных и взаимных
передаточных функций параметров стабилизации
2.2. Использование свойств управляемости и наблюдаемости при
эквивалеитировании электроэнергетической системы.
2.3. Методика синтеза эквивалентной модели ЭЭС в виде многопараметрического характеристического полинома
2.4. Алгоритм оптимизации настроек АРВСД группы станций с использованием эквивалентной модели.
2.5. Оценка эффективности использования методики частотного эквивалентирования для анализа и синтеза динамических свойств ЭЭС
2.6. Выводы.
3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ЭЭС
3.1. Состояние проблемы и постановка задачи.
3.2. Методика формирования модели электроэнергетической системы для адаптивного регулирования возбуждения генераторов по
экспериментальным данным
3.3 Общие операторноматричные соотношения связи частотных характеристик замкнутой и разомкнутой по каналам стабилизации ЭЭС .
3.4. Использование дискретного преобразования Фурье временных выборок реальных сигналов ЭЭС для вычисления ее частотных эквивалентов
3.5. Пример синтеза адаптивной модели по данным численного эксперимента и ее применения для обеспечении устойчивости тестового многомашинного объекта
3.6. Использование многопараметрической модели для определения мест эффективного приложения и адаптации стабилизирующих воздействий.
3.7. Выводы.
4. МЕТОДИКА ИДЕНТИФИКАЦИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В ПР ЭКС1ШУАТАЦИИ
4.1. Особенности нспарамстричсского метода идентификации динамических систем на основе дискретного преобразования Фурье
4.2. Методика идентификации динамического объекта и повышения состоятельности модели на основе цифровой обработки зашумленных сигналов.
4.3. Использование шумов АРВ для пассивной идентификации энергосистемы.
4.4. Экспериментальное исследование методики и алгоритмов идентификации в условиях многомашинной электродинамической модели ЭЭС.
4.5. Выводы
5. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРОГРАММНОАППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА МНОГОМЕРНАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ
5.1. Функциональное назначение и информационная структура комплекса.
5.2. Аппаратнотехническое обеспечение комплекса в составе АСУ электрической станции.
5.3. Подсистема регистрации данных.
5.4. Программное обеспечение верхнего иерархического уровня системы адаптации АРВСД
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
I1ИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ВВЕДЕНИЕ


Было установлено, что большинство из них обусловлено явлениями ненаблюдаемости и неуправляемости, характерными для многомашинных ЭЭС и приводящими к принципиальной невозможности выявления с помощью Дразбиения действительной степени устойчивости системы. В конце х годов широкое распространение для анализа динамических свойств энергосистем получила программа расчета установившихся режимов и электромеханических переходных процессов МУСТА1ГГ 2,3. В ней подробно учтены разнообразные виды статических и динамических характеристик нагрузки, а также продольный и поперечный демпферные контуры генераторов, обширен набор аварийных возмущений и противоаварийных воздействий. Этот инструмент дал возможность исследовать переходные процессы в энергосистемах высокой сложности при разнообразных аварийных и схемнорежимных условиях с учетом большого количества систем автоматического управления. Однако математический аппарат, являясь удобным и эффективным для численного расчета процессов, не приспособлен для решения задач анализа эффективности систем управления и синтеза законов автоматического регулирования. Дразбиения повышало обозримость результатов исследований и уровень физического их толкования. В начале х годов интенсивно разрабатываются расчтные модели и методы для координации и оптимизации настроек АРВСД, более приспособленные к сложным системам со многими точками регулирования, основанные на быстродействующих процедурах определения собственных значений матрицы коэффициентов линеаризованных уравнений. К этому времени у нас в стране программное обеспечение для расчетов колебательной статической устойчивости ЭЭС разработано в ряде организаций Сибирский энергетический институт, ЭНИН, НИИПТ, МЭИ, СПбГТУ и др. Материалы с использованием методических особенностей и основных показателей этих программ на начало х годов отражены в сборнике трудов, подготовленном Ассоциацией инженеровэлектриков ФЭО . Одними из первых работ, использующих расчет всех собственных значений с помощью алгоритма и численный поиск настроек АРВ, были работы, выполненные под руководством И. А.Груздева ,. В них показано, что процедура последовательной оптимизации настроечных параметров регулирования в смысле достижимой степени устойчивости, значительно уступает методу, при котором оптимизация осуществляется одновременно по всем варьируемым коэффициентам усиления. Важным достоинством матричных методов является возможность создания высокоформализованных алгоритмов численного поиска настроек АРВ с использованием специальных функционалов, отвечающих необходимым требованиям. Так в предложен функционал, учитывающий группу доминирующих корней и отвечающий требованиям гладкости, на основе которого в предложена методика выбора единой настройки АРВ для совокупности режимов работы энергосистемы. К данному направлению можно отнести также работы ,,4. В методике предложен оригинальный способ вычисления коэффициентов чувствительности к настроечным параметрам. Дразбиения, что оказывается существенно менее трудоемко, чем расчеты собственных чисел. Указанное направление исследований получило развитие в 2,6,2,. Успешность поисковой процедуры в данных работах определяется двумя существенными факторами выбором эффективных оптимизационных алгоритмов, а также характером оптимизируемой функции, которая является непрерывной, гладкой функцией варьируемых параметров и определяет демпферные свойства системы. К. Эти методические разработки положены в основу разработанного специалистами СГГГТУ вычислительного комплекса ПОИСК 2,9, который интегрирует большинство достижений расчетных технологий анализа динамических свойств и обеспечения устойчивости энергообъединений. В нем реализованы методические основы анализа внутренних динамических свойств объединенных энергосистем, базирующиеся на вычислении комплекса показателей, таких как частоты и затухания отдельных форм колебаний, их наблюдаемость, возбуждаемость, чувствительность к параметрам управления 2,0. Используется эффективный метод численного поиска оптимальных параметров систем автоматического регулирования, основанный на методе сингулярного разложения матрицы чувствительности в уравнениях прогноза, позволяющим полностью формализовать процедуру выбора значений оптимизируемых параметров.