Построение перспективных автоматических регуляторов возбуждения мощных синхронных генераторов на основе теории робастного управления методами Н∞-оптимизации

• Автор: Абделлатиф Насери
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 213 с. : ил

1.1 Обзор развития российских автоматических регуляторов

возбуждения.

1.2 Зарубежные регуляторы возбуждения

1.2.1 Дополнительный канал системной стабилизации

1.2.2 Обзор развития зарубежных регуляторов возбуждения

1.3 Обзор расчетных методов и программных средств анализа

динамических свойств ЭЭС и способов повышения демпфирования колебаний в маловозмущенных режимах
1.4 Применение современных методов управления, используемых при построении регуляторов возбуждения синхронных генераторов

1.5 Система математического моделирования МЛТЬАВ.

1.6 Применение методов робастного управления в системах регулирования

1.6.1 Задача робастного управления возбуждением СГ.

1.6.2 Основная структура системы регулирования синхронных генераторов с робастным регулятором.
1.7 Выводы по главе
ГЛАВА 2. Математическое моделирование переходных процессов элементов электроэнергетической системы
2.1 Математическое моделирование переходных процессов синхронного генератора.
2.1.1 Математическая модель синхронного генератора
2.1.2 Запись обобщенных уравнений модели.
2.2 Математическое описание автоматического регулятора возбуждения АРВСД.
2.3 Математическое моделирование переходных процессов
внешней сети.
2.4 Синтез ЛКГ регуляторов.
2.5 Выводы по Главе
ГЛАВА 3. Перспективы создании и синтеза АРВСГ на
основе принципов робастного управления
3.1 Главные элементы теории робастного управления
Нсо оптимизация.
3.2 Построение робастного регулятора возбуждения СГ методом Нсооптимизация краткий обзор
3.3 Централизованные робастные регуляторы
3.3.1. В частотной области.
3.3.2. В пространстве состояний
3.4 Децентрализованные робастные регуляторы
3.5 Построение робастных регуляторов методом весовых функций
3.6 Процедура построения робастного регулятора
3.7 Выводы по Главе 3.
ГЛАВА 4. Проектирование робастного регулятора
возбуждения мощных синхронных генераторов и результаты исследования устойчивости
4.1 Анализ статической и динамической устойчивости ЭЭС с использованием системы математического моделирования МАТЬАВ в среде М1ЛЛЫК.
4.2 Описание типовой программы построения робастного
регулятора возбуждения
4.2.1 Выбор весовых функций
4.2.2 Описание типовой программы.
4.2.3 Формулировка проблемы управления, и е решение.
4.2.4 Свойства и существование Нсо регулятора
4.3 Анализ демпферных свойств регулятора возбуждения на основе робастного управления в простейшей электроэнергетической системе.
4.4 Проверка эффективности децентрализованного робастного регулятора в электропередаче с синхронным компенсатором
4.5 Выводы по Главе
ЗАКЛЮ ЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Полученный при применении на простейшей модели ЭЭС опыт проектирования регулятора возбуждения на основе робастного управления был распространен на более сложную модель, учитывающую синхронный компенсатор в составе исследуемой ЭЭС для проверки эффективности робастного системного стабилизатора. В заключение даны общие выводы по диссертационной работе. Первое внедрение АРВСГ было в годы. Это были регуляторы пропорционального действия АРВГ1Д с законом регулирования по отклонению статорного напряжения и устройством релейной форсировки возбуждения ,,,. Они позволили решить проблему возникновения статической неустойчивости типа сползания. Однако применение АРВПД, у которого отсутствие стабилизирующих сигналов по производным режимных параметров не позволяет выбирать произвольно высокий коэффициент усиления канала регулирования по отклонению напряжения, обострило проблему обеспечения колебательной устойчивости ЭЭС ,. В ЭЭС многих стран, в том числе и ЕЭС бывшего СССР отмечались многочисленные случаи нарушения колебательной статической устойчивости возникновения самораскачивания в тяжелых электрических режимах ,0,9 . Так, в описана ситуация, при которой на генераторах АЭС, снабженных высокочастотной системой возбуждения и АРВГ1Д, работающих в концентрированной энергосистеме в режимах малых нагрузок, систематически появлялись установившиеся электромеханические колебания Г 0, Гц. АРВПД, реагирующий па отклонение напряжения, дает отрицательную составляющую демпфирования при малых постоянных времени возбудителя и регулятора, причем тем большую, чем больше коэффициент усиления. В настоящее время в отечественных АРВПД для стабилизации либо применяется гибкая отрицательная обратная связь ГОС, охватывающая возбудитель и увеличивающая его эквивалентную постоянную времени Теэк Те Кгос, либо вводиться блок стабилизации системный БСС1 с более широким чем у ГОС диапазоном настроечных параметров , . Для стабилизации в зарубежных ЛРВПД наряду с применением ГОС характерно использование звена от англ. В ряде случаев возникает острая необходимость в специальной настройке АРВПД. При этом возникают трудности с выдачей обоснованных количественных рекомендаций для выбора настроечных параметров АРВ, учитывающих реальные режимы энергосистемы и станции, так как правильно настроенный АРВПД, обеспечивающий положительное демпфирование в одной системе, может оказаться неэффективным, т. Опасность нарушения статической устойчивости системы в указанных выше случаях была также устранена перенастройкой уменьшением коэффициента усиления ЛРВПД по отклонению напряжения и вводом настройки внутрь области статической устойчивости, так как изменения параметров ГОС в технически реализуемом диапазоне не давало эффекта. Теоретические обоснования эффективности регуляторов сильного действия с точки зрения повышения устойчивости энергосистем относятся ко второй половине х годов. В году А. А.Горев изложил идею о повешении статической устойчивости с помощью безынерционного регулирования возбуждения синхронного генератора по отклонению и скорости изменения первой производной угла электропередачи . Большим вкладом в разработку этой проблемы явились исследования С. А Лебедева гг. В пятидесятые годы над созданием регуляторов возбуждения работало большое число научных организаций страны. Определенный вклад в решение этой задачи внесли также высшие учебные заведения и, в первую очередь, МЭИ, где теоретическими и экспериментальными исследованиями руководили В. А. Веников и ЛПИ Горев, О. В. Щербачев, М. Л Левинштейн ,,. В итоге этой работы был создан и установлен на гидрогенераторах Куйбышевской ГЭС первый промышленный образец регулятора АРВСД со стабилизацией по производным напряжения и тока статора разработанный в ВЭИ. Такой выбор режимных параметров стабилизации был приемлем для одиночных электропередач, работающих на мощную приемную систему, однако оказался неэффективным при усложнении структуры электрической сети. Позднее после сооружения второй электростанции на Волге закон регулирования был изменен вместо производных тока для стабилизации стали использовать отклонение и производную частоты напряжения статора.