Автоматизация управления миниэлектроэнергетическими системами в аварийных режимах работы

• Автор: Ромодин, Александр Вячеславович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

1.1 Актуальность разработки информационнопрограммного комплекса для

анализа динамической устойчивости миниэлектроэнергетических систем.

1.2 Математическая формализация задачи динамической устойчивости

миниэлектроэнергетических систем

1.3 Анализ способов представления энергосистем в форме математических

моделей.

1.4 Методы решения задач устойчивости и их анализ.

1.4.1 Метод площадей.

1.4.2 Прямой метод Ляпунова
1.4.3 Метод последовательных интервалов
1.4.4 Метод последовательных интегралов
1.4.5 Гармоническая линеаризация нелинейностей.
1.4.6 Гибридные методы расчета динамической устойчивости.
1.4.7 Общие выводы по анализу методов расчта динамической
устойчивости
1.5 Постановка задачи разработки автоматизированной системы для управления
миниэлектроэнергетическими комплексами в аварийных режимах работы.
1.6 Выводы по главе 1.
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ АНАЛИЗА ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ МИНИЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ.
2.1 Разработка методики расчта динамической устойчивости
миниэлектроэнергетических систем
2.2 Выбор метода математического моделирования миниэлектроэнергетических систем.
2.3 Разработка алгоритмов математического моделирования
миниэлектроэнергетических систем
2.4 Разработка макромоделей вращающихся электрических машин
2.4.1 Разработка макромодели синхронной машины
2.4.2 Разработка макромодели асинхронной машины.
2.5 Выбор математических моделей статических элементов.
2.6 Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ МИНИЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ В АВАРИЙНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ
3.1 Разработка алгоритма и функциональной схемы управления
миниэлектроэнергетическими системами
3.2 Блок расчта установившегося режима
3.3 Блок задания типа возмущающего воздействия.
3.4 Блок моделирования и расчта динамической устойчивости
миниэлектроэнергетических систем
3.5 Блок формирования управляющих воздействий
3.6 Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА РУСЭС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
4.1 Особенности реализации ПК РУСЭС
4.2 Основные компоненты программного комплекса и их краткое описание
4.3 Требуемое программное обеспечение
4.4 Интерфейс программной среды
4.5 Элементная база ПК РУСЭС.
4.6 Моделирование режимов работы миниэлектроэнергетических систем в
ПК РУСЭС
4.7 Адекватность результатов моделирования миниЭЭС.
4.8 Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Системы электроснабжения таких предприятий называют миниэлектроэнергетическими системами (комплексами). Миниэлектроэнергетическая система - это совокупность установок для производства, распределения и потребления электрической энергии [6, 7]. Однако, такое определение является весьма общим, поскольку под это определение попадает и любая другая электроэнергетическая система [8-]. МиниЭЭС могут быть как связаны с внешней энергосистемой (районным энергообъединением), так и работать автономно. В работах [-] содержится подробная классификация электростанций по назначению, по мощности и т. В миниЭЭС промышленных систем электроснабжения широкое распространение получили газопоршневые (ГПЭС) и газотурбинные (ГТЭС) электростанции. ГТУ, из-за которых ГТГ имеют неблагоприятные динамические параметры. Из факторов, определяющих устойчивость ГТЭС, наиболее существенны два обстоятельства. Во-первых, ГТУ такой мощности выполняются двух- или трёхвальными, поэтому они имеют значительно меньший момент инерции по сравнению с паровой турбиной, следовательно, и меньшие механические постоянные инерции генератора с его турбиной. Во-вторых, статические системы возбуждения газотурбинных генераторов (ПТ), как правило, не имеют последовательных трансформаторов, обеспечивающих питание систем возбуждения от шин электростанции во время глубоких снижений напряжения при коротких замыканиях []. Таким образом, задача обеспечения надёжного электроснабжения в миниЭЭС от ГТЭС (ГПЭС) сложна и многогранна, зависит от выбранных расчётных условий, места расположения ГТЭС (ГПЭС) относительно других электростанций и узлов нагрузки, пропускной способности связей ГТЭС с энергосистемой (при наличии таковых). Следует также отметить, что современные миниэлектроэнергетические комплексы отличаются от больших энергетических систем не только меньшими размерами, но и сложным характером взаимосвязи между её элементами. Технологическими особенностями миниЭЭС являются: непрерывный характер производственных процессов (генерации и потребления электрической продукции) и многосвязность системы как объекта управления. Данные обстоятельства указывают на проблему стабильной работы миниЭЭС (особенно это касается автономных систем или систем со слабой связью с большими ЭЭС), которая в отличие от "больших" энергосистем в меньшей степени саморегулируется [,,,]. Во всех этих случаях существуют трудности при обеспечении устойчивости генераторов, в первую очередь ГТЭС. Даже при наличии связей с энергосистемой ГТЭС могут вынужденно работать длительное время автономно, при повреждении данных связей. В настоящее время эксплуатируются программно-технические и информационно-программные комплексы, ориентированные на анализ электроэнергетических объектов с помощью ЭВМ [ - ]. Проведём анализ наиболее широко представленных на российском рынке программных средств, предназначенных для исследования систем электроснабжения. Комплекс программ (КШ "РАС". Данный комплекс основан на методе распознавания образов и позволяет произвести экспресс-анализ устойчивости электрической системы []. КГГ’РАС" представляет собой одновременно распознающую и экспертную систему, результаты работы которой могут применяться как для выдачи сигналов на запуск противоаварийных устройств, так и в качестве интеллектуального партнера диспетчера энергосистемы, помогая ему разобраться с аварией и принять решение по ликвидации нештатной ситуации. Однако, используемые в данном комплексе программ упрощенные методы оценки устойчивости не позволяют его применять для исследований и управления миниэлектроэнергетическими системами, где важным критерием является быстрота протекания физических процессов. Разработанный на кафедре Микропроцессорных средств автоматизации Пермского государственного технического университета ПК "Энергетика*1 является довольно мощным инструментом для моделирования схем электроснабжения [, -]. Тем не менее, данный комплекс позволяет моделировать только установившиеся режимы работы систем электроснабжения, и не может рассматриваться как инструмент для задач данного класса анализа динамической устойчивости.