Разработка методики, алгоритмов и программного комплекса для экспресс-анализа устойчивости и безитерационного расчета области существования режима сложного энергообъединения в пространстве активных мощностей генераторов

• Автор: Герасимов, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 124 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ ОБЛАСТЕЙ СУЩЕСТВОВАНИЯ РЕЖИМА ЭНЕРГОСИСТЕМЫ

1.1. Общие допущения.

1.2. Методы, основанные на линеаризации уравнений установившегося режима ЭЭС.

1.3. Методы совместного определения параметров режима и оценки апериодической устойчивости систем
1.3. Методика приближенной оценки апериодической устойчивости ЭЭС с помощью совокупности звездообразных эквивалентов.
1.4. Критерий существования режима для радиальной сети, состоящей из чисто реактивных ветвей

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ.

2.1. Общие положения.

2.2. Методы расчта матриц собственных и взаимных проводимостей

2.2.1. Определение матрицы СВП генераторных ветвей методом токов короткого замыкания единичных ЭДС
2.2.2. Вычисление собственных и взаимных проводимостей на основании графа схемы замещения
2.2.3. Определение матрицы СВП генераторных ветвей методом преобразования схемы
2.3. Модели элементов системы при е консервативной идеализации
2.3.1 Синхронные машины
2.3.2 Нагрузочные совокупности.
2.4 Оценка погрешностей в определении предельных мощностей.
2.4.1. Простейшая схема
2.4.2. Схема сложного энергообъединения
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ АППРОКСИМАТЩИ ОБЛАСТИ СУЩЕСТВОВАНИЯ СТАЦИОНАРНОГО РЕЖИМА В ПРОСТРАНСТВЕ МОЩНОСТЕЙ ГЕНЕРИРУЮЩИХ УЗЛОВ
3.1. Трехмашинная схема энергоситемы.
3.2. Схемы сложных энергообъединений.
3.3. Учет наличия активных продольных сопротивлений в элементах схемы
3.4. Учет ограничений по реактивной мощности.
4. ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕРОЧНЫХ РАСЧЕТОВ
4.1 Программный комплекс.
4.1.1. Модуль формирования математической модели энергосистемы.
4.1.2. Модуль расчета областей существования.
4.2 Результаты проверочных расчетов
4.2.1. Расчет областей существования режима в схемах, не содержащих нагрузочные узлы.
4.2.2. Расчет областей существования в схемах с нагрузочными ушами.
4.2.3. Апробация методики расчета областей существования в схемах крупных энергообъединений
4.2.3.1. Расчетная схема ОЭС СевероЗапада.
4.2.3.2.Расчетная схема ОЭС Средней Волги.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.НО
ЛИТЕРАТУРА


Проблеме формирования такой математической модели посвящены работы [ 2, 6,,,, , и др. Построению критерия, модели и алгоритмов, предназначенных для получения экспресс-оценок границ областей статической апериодической устойчивости сложных энергосистем без длительных итерационных расчетов, а также разработке программы, реализующей эти алгоритмы, посвящена диссертационная работа. В диссертации разработаны новые методики моделирования и модели элементов, пригодные для построения общей модели энергосистемы. Предложена новая форма критерия статической устойчивости для трехмашинной и более сложных схем. Разработаны методы и алгоритмы получения областей статической апериодической устойчивости в координатах мощностей генерирующих узлов. Создан программный комплекс для экспресс-оценки областей существования режима сложных энергообъединений, пригодный для решения задач исследования надежности параллельной работы энергообъединений, противоаварийной автоматики и диспетчерского управления. Научная новизна разработок определяется созданием новых методик и моделей, использованием современных математических методов и, наконец, созданием программного комплекса, работающего под управлением операционных систем семейства Vindows® и имеющего графический пользовательский интерфейс. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 3 страницах. Содержит рисунков, 2 таблицы и список литературы из 1 наименований. В первой главе диссертации дан обзор методов построения областей существования режимов сложных энергосистем. Рассмотрены практические критерии определения пределов статической апериодической устойчивости сложных энергосистем. Дана оценка применимости различных критериев для получения границ области статической апериодической устойчивости, и их использования для решения задач исследования надежности параллельной работы энергосистем, противоаварийного и диспетчерского управления. Во второй главе диссертации рассмотрены математические модели элементов электроэнергетических систем (ЭЭС), включающие синхронные генераторы, линии электропередачи и нагрузки. Описана методика построения консервативной модели ЭЭС. ЭЭС. Предложена методика моделирования нагрузки при формировании математической модели в виде специального комплекса, состоящего из двух параллельно включенных элементов - фиктивной неявнополюсной асинхронизированной синхронной машины (АСМ) с двухосевым возбуждением, замещаемой постоянной реактивностью, за которой подключена безынерционно управляемая ЭДС и включенной параллельно емкостью. Приведены оценки погрешностей, возникающих в модели, при определении пределов статической апериодической устойчивости для простейших тестовых схем и схем крупных энергообъединений. В третьей главе диссертации представлены методические основы разработки критерия устойчивости для трехмашинной схемы. Область устойчивости аппроксимируется квадратичной формой, аналогичной выражению для первого энергетического интеграла. Описана методика, позволяющая применять в схемах произвольной сложности критерий устойчивости, полученный для трехмашинной схемы. Четвертая глава диссертационной работы содержит описание разработанного программного комплекса и основные алгоритмические решения. Приведенные материалы свидетельствуют о достаточной точности расчетов и приемлемом качестве построения областей статической апериодической устойчивости с помощью разработанной программы. Конференции молодых специалистов электроэнергетики - (Москва, сентябрь г. Современные проблемы надежности систем энергетики: модели, рыночные отношения, управлением реконструкцией и развитием» (Вышний Волочек, июнь г. Ю.Н. Руденко (Казань, сентябрь г. Научно-практической международной конференции: «Актуальные проблемы релейной зашиты, противоаварийной автоматики, устойчивости моделирования энергосистем в условиях реструктуризации электроэнергетики» (Москва, сентябрь г. Международной научно-практической конференции «Теоретические и практические проблемы развития электроэнергетики России» (Санкт-Петербург, июнь г.