Оперативное управление режимами систем тягового электроснабжения

• Автор: Абрамов, Никита Андреевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 172 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. УПРАВЛЕНИЕ РЕЖИМАМИ СИСТЕМ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

1.1. Цели управления режимами СТЭ

1.2. Современное состояние технического и информационного обеспечения для управления режимами СТЭ.

1.3. Новые направления в управлении режимами СТЭ.

Выводы.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ В УПРАВЛЕНИИ РЕЖИМАМИ СИСТЕМ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.

2.1. Особенности СТЭ.

2.2. Системное описание СТЭ

2.3. Особенности построения имитационной модели СТЭ

Выводы.
3. СИТУАЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ РЕЖИМАМИ СИСТЕМ
ТЯ ОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
3.1. Постановка задачи ситуационного управления
3.2. Кластерный анализ режимов СТЭ на основе метода срсдних
3.3. Использование процедуры нечеткой кластеризацииИ
3.4. Пример реализации ситуационного управления.
4. ЛИНЕАРИЗОВАННЫЕ И ИДЕНТИФИКАЦИОННЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВНЕШНЕЙ СЕТИ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ СИСТЕМ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
4.1. Общие замечания
4.2. Проблема редукции моделей внешней сети и возможные пути ее решения
4.3. Линеаризованные эквивалентные модели.
4.4. Исследование точности эквивалентирования.
4.5. Эквивалентирование внешней сети на основе измерений параметров режима.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
МАТЕРИАЛЫ О ВНЕДРЕНИИ.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АКТ активный кондиционер гармоник
АРКТ блок автоматического регулирования коэффициента трансформации АРМ автоматическое регулирование возбуждения БУ блок управления
ВДТ регулируемый вольтодобавочный трансформатор ДПР линия два провода рельс
ЕНЭ емкостной накопитель энергии
ИМ имитационное моделирование
ИРМ источники реактивной мощности
КП контактный провод
КС контактная сеть
КУ компенсирующая установка
ЛЭП линия электропередачи
МПЗ межподстанционная зона
ПАР послеаварийный режим
ПК программный комплекс
ПР система проводрельс
ПС пост секционирования контактной сети РГустановка распределнной генерации РМ реактивная мощность
РПКРМ регулируемая установка поперечной компенсации реактивной мощности
РУПК регулируемая установка продольной компенсации
РЭС район электрических сетей
СВЭ система внешнего электроснабжения
СМЭ статический многопроводный элемент
СПИН сверхпроводниковый индуктивный накопитель энергии
СТЭ система тягового электроснабжения
СУ ситуационное управление
СЦБ устройства сигнализации, централизации, блокировки СЭЖД система электроснабжения железной дороги ТВ О тспловизиоинос обследование
ТП тяговая подстанция
ТС тяговая сеть
ТТ тяговый трансформатор
УВ управляющее воздействие
УПК установка продольной компенсации
УУ устройство управления
УУР уравнения установившегося режима
УФК устройство фильтрации и компенсации
ЭДС электродвижущая сила
ЭМ электромагнитное поле
ЭПС электроподвижной состав
ЭС электрическая система
ЭСО энергоснабжающая организация
ЭЭ электроэнергия
ЭЭС электроэнергетическая система
РАС гибкие системы передачи энергии переменного тока ГСМ метод нечетких ксредних
РМиАМБ система синхронизированных векторных измерений
ВВЕДЕНИЮ
Актуальность


Транспортная инфраструктура Сибирского региона, г. Иркутск, г. Проблемы развития железнодорожного транспорта, г. Красноярск, г. Проблемы и перспективы развития транспортного комплекса образование, наука, производство, г. Наука и образованиетранспорту, г. Самара, г. Хабаровск, г. Публикации. По теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе четыре статьи в рецензируемых журналах по списку ВАК. В работах с соавторами соискателю принадлежит от до результатов. Положения, составляющие новизну и выносимые на защиту, получены лично автором. Во введении обосновывается актуальность исследований, направленных на создание математических моделей и методов, обеспечивающих повышение эффективности управления режимами СТЭ железных дорог переменного тока. Сформулированы цель и основные задачи исследований, определена научная и практическая ценность работы. Приведено краткое содержание работы. В первой главе предложена развернутая формулировка целей управления режимами СТЭ. Проанализировано современное состояние технического и информационного обеспечения для управления режимами СТЭ . Описаны новые направления в управлении режимами СТЭ. Во второй главе приведено описание режимных особенностей СТЭ, которые необходимо учитывать при реализации алгоритмов оперативного и автоматического управления. Дано формализованное системное описание СТЭ. Проанализированы особенности построения имитационной модели СТЭ 1, , , , . В третьей главе сформулирована задача ситуационного управления режимами СТЭ. Приведены результаты кластерного анализа режимов СТЭ на основе метода ксрсдних , , . Описан разработанный метод, использующий процедуру нечеткой кластеризации . Приведены примеры реализации ситуационного управления. В четвертой главе сформулирована проблема редукции моделей внешней сети и намечены возможные пути ее решения. Приведены результаты построения редуцированной модели внешней сети на основе линеаризации уравнений установившегося режима в фазных координатах 2, , . РМиУАМ8 . СТЭ в виде набора сложных подсистем, активно взаимодействующих друг с другом. ЭЭС мощность короткого замыкания более МВА пофешность эквивалентирования не превышает 1. Основные результаты диссертационной работы в виде профаммного обеспечения для ЭВМ, рекомендаций и практических разработок переданы в филиал ВосточноСибирская железная дорога ОАО РЖД, а также в ООО Пусконаладочное предприятие ВекторА. Материалы диссертации используются в учебном процессе в Иркутском государственном университете путей сообщения. Автор благодарит за предоставленные научные консультации кандидата технических наук, доцента Закарюкина В. Для корректного формулирования целей управления СТЭ требуется выполнить временную декомпозицию процесса управления. К первой стадии относятся задачи планирования на месяц, квартал, год. СТЭ и т. К долгосрочному планированию могут быть отнесены задачи, связанные с перспективным развитием системы тягового электроснабжения. На уровне краткосрочного планирования решаются задачи, связанные с подготовкой режима работы СТЭ на ближайшие сутки или несколько суток. При этом рассматриваются оперативные заявки на вывод в ремонт основного оборудования, средств управления и автоматизации, проводятся отдельные проверочные расчеты пропускной способности, уставок релейной защиты и автоматики. К автоматическому управлению относятся задачи управления текущими, в том числе быстропротекающими, процессами, а также ликвидация аварий, осуществляемая с помощью местных и централизованных автоматических устройств. В настоящем разделе основное внимание уделяется третьему и четвертому временному уровню управления. В работе глобальная цель управления режимами СТЭ сформулирована как обеспечение заданных размеров движения при соблюдении целого ряда ограничений. С помощью введения этих ограничений многоцелевая задача управления режимами СТЭ редуцируется к одноцелевой, что позволяет существенно упростить анализ. Ограничения, учитываемые при реализации процессов управления, можно классифицировать в соответствии с рис.