Компьютерная поддержка автоматизированных испытаний систем автоматического управления газотурбинных электростанций на основе математической модели электроэнергетической системы

• Автор: Шигапов, Артур Азгарович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

ГЛАВА 1. Анализ проблемы, необходимость, пути решения, обоснование принятых методов

1.1. Автоматизированные испытания систем управления газотурбинными электростанциями, цели, этапы, проблемы и пути решения

1.2. Составление электрической схемы замещения электроэнергетической системы

1.3. Способы и средства идентификации модели электроэнергетической системы

1.4. Общие принципы построения математических моделей структурных элементов.

1.5. Обоснование принятых методов решения векторноматричных дифференциальных уравнений

1.6. Выбор шага численного решения дифференциальных уравнений и шага

вывода.
1.7. Общие принципы построения математических моделей взаимодействия структурных элементов.
1.8. Обоснование принятой системы относительных единиц
1.9. Обоснование принятых допущений и пренебрежений.
1 Выводы по главе 1..
ГЛАВА 2 Разработка математической модели электроэнергетической системы.
I 2.1. Требования к математическому обеспечению разрабатываемой модели ЭЭС.
2.2. Модель газотурбинного двигателя и редуктора
2.3. Модель генератора с возбудителем.
. .
2.3.1. Модель генератора для моделирования установившегося
2.4. Модель синхронного двигателя.
2.5. Модель асинхронного двигателя
2.5.1. Модель асинхронного двигателя для моделирования установившегося режима
2.6. Модель активноиндуктивной нагрузки
г 2.6.1. Модель активноинду ктивной нагрузки для моделирования установившегося
2.7. Модель трансформатора, линии электропередач, сети бесконечной мощности
2.8. Алгоритм моделирования элементов электрической системы.
, 2.9. Модель взаимодействия структурных элементов ЭЭС
2 Алгоритм моделирования взаимодействия структурных элементов ЭЭС.
2 Выводы по главе 2.
Г Л А В А 3. Разработка методики компьютерной поддержки автоматизированных испытаний и настройки САУ ГТЭС
3.1. Показатели качества вырабатываемой ГТЭС электроэнергии.
3.2. Алгоритм моделирования переходных и установившихся режимов.
3.3. Исходные данные методики компьютерной поддержки
3.4. Алгоритм методики компьютерной поддержки
3.5 Выводы по главе 3.
Р Л А В А 4 Программная реализация разработанных алгоритмов и моделен
4.1. Выбор сред разработки программного обеспечения
4.2. Основные принципы программной реализации программномоделирующего комплекса
4.3. Требования и необходимые условия для функционирования программного обеспечения моделирующего комплекса
4.4. Функциональная структура программномоделирующего комплекса.
4.5. База знаний.
4.6. База экспериментов
4.7. Алгоритмическая база.
4.8 Интерфейс программномоделирующего комплекса.8
4.81. Работа с базой данных экспериментов.
4.9. Исследование модели ЭЭС.
4 Выводыпо главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Система’, компьютерной, поддержки: испытаний САУ призвана», упростить - задачу испытаний, предоставив-разработчику САУ набор; средств для оценки качества вырабатываемой ГТЭС электроэнергии по. САУ под действием возмущающих, и задающих воздействий. При;этом,модель, объекта управления является динамической и позволяет рассчитать показатели: качества; электроэнергии, по переходной характеристике. Оценка заданных показателей качества вырабатываемой электроэнергии;1 производится путем, сравнения рассчитанных: при : • моделировании показателей качества, с показателями, заданными экспериментатором. Анализ литературы [6] показал, что почти все существующие методы расчета переходных процессов в. Структурный и параметрический синтез САУ ГТЭС затрудняется сложностью, нелинейностью- и многорежимностыо объекта управления которым является как сама ГТЭС, так и связанная с ней электроэнергетическая система, и проводится на максимально упрощенных математических моделях. Однако, на этапе испытаний, с применением системы компьютерной поддержки учитываются не только основные свойства отдельного структурного элемента ЭЭС, но и свойства, вызванные влиянием возмущений различного характера от других элементов ЭЭС, проявляющихся как в рабочих, так и в аварийных режимах. В диссертационной^ работе применен системный подход поддержки испытаний САУ, заключающийся в> рассмотрении- ГТЭС, САУ ГТЭС и электрической нагрузки как единой'целостной системы, описываемой? Для достижения цели диссертационной работы ставится и решается. САУ ГТЭС на основе комплексной математической'модели ЭЭС. Для решения научной . Разработать математическую модель ЭЭС на основе структурной и функциональной декомпозиции ЭЭС и входящих в ее состав газотурбинных электростанций. Разработать методику компьютерной поддержки автоматизированных испытаний САУ ГТЭС, основанную на математическом моделировании статических и динамических процессов в ЭЭС и входящих в ее состав ГТЭС. Осуществить алгоритмизацию и программную реализацию разработанных модели и методики в форме программно-моделирующего комплекса для поддержки автоматизированных испытаний САУ ГТЭС. Провести исследования разработанного программно-моделирующего комплекса методом математического моделирования. Цель и задачи работы обусловили выбор следующих методов исследования: методы теории автоматического управления, электрических машин, теоретических основ электротехники и электроснабжения, математического моделирования, численного анализа; линейной алгебры, натурного и вычислительного эксперимента. Теоретической и методологической основой исследований являются работы Д. А. Арзамасцева, В. А. Веникова, Л. П. Веретенникова, B. JT. Волкова, A. A. Горева, В. В. Жукова, К. К. Кетнера, И. В. Копылова, A. A. Самарского, С. А. Ульянова и др. A.A. Шевяков, H. H. Матушкин, В. П. Казанцев, А. И. Полулях и др. В.М. Винокура: И. А.Шмидтом, А. А.Б. Петроченковым, Л. А. Мыльниковом и др. Разработана новая математическая модель ЭЭС, позволяющая моделировать переходные и установившиеся электромагнитные и электромеханические процессы, возникающие под влиянием возмущающих воздействий в автономном . ГТЭС, при работе ГТЭС на мощную сеть, а также при электрической коммутации. Впервые разработана методика компьютерной поддержки автоматизированных испытаний САУ ГТЭС, обеспечивающая оценку качества вырабатываемой электроэнергии методом математического моделирования динамических и статических процессов в ЭЭС. ЭЭС, впервые включающая математические модели структурных элементов И модель взаимодействия элементов ДЛЯ статического; И' динамического моделирования; ЭЭС и. ГТЭС в режимах автономной, параллельной работы. ЭЭС,- результаты'; исследовании разработанного; программно-моделирующего комплекса;. Применение программно-моделирующего комплекса для компьютерной* поддержки испытаний САУ позволяет повысить эффективность испытаний за счет сокращения трудозатрат на испытания САУ на этапах разработки, пусконаладки и эксплуатации ГТЭС. Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, 4 глав; заключения, списка литературы, включающего наименования, и приложения. Основная часть работы содержит 6 страниц, включающих 3 таблицы и рисунка.