Разработка алгоритмического и методического комплекса исследований динамической устойчивости электроэнергетических систем со статическими накопителями электроэнергии

• Автор: Кузнецов, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 197 с. : ил

Оглавление

3.3. Анализ моделей СПИНЭ

3.4. Расчт динамической устойчивости ЭЭС со СПИНЭ и, компенсаторами реактивной мощности .

3.4.1. Расчты пределов динамической устойчивости ЭЭС и их повышение за счт СПИНЭ

3.4.2. Расчты пределов динамической устойчивости ЭЭС,

содержащей СПИНЭ с СТК .

3.4.3. Демпфирующие свойства СПИНЭ

3.4.4. Выбор рациональной мощности и энергомкости СПИНЭ по условию повышения динамической устойчивости ЭЭС

3.5. Выводы по главе 3

ГЛАВА 4. Синтез систем автоматического управления

накопителями электрической энергии в ЭЭС

4.1. Линеаризованное представление ЭЭС .
4.2. Алгоритмы определения оптимального закона управления линеаризованной системой .
4.2.1. Принцип максимума Понтрягина
4.2.2. Принцип максимума для линейных систем .
4.2.3. Закон оптимального управления с заданной степенью устойчивости для линейной системы .
4.3. Оптимальное управление линеаризованной системой
4.3.1. Выбор весовых коэффициентов и собственные значения .
4.3.2. Определение оптимального закона управления при заданном значении коэффициента затухания переходного процесса
4.3.3. Поведение нелинейной системы при управлении СПИНЭ по оптимальному закону линеаризованной системы .
4.3.4. Сопоставление регулирования СПИНЭ по скольжению с оптимальным управлением для линеаризованной системы .
Оглавление
4.4. Адаптирование принципа максимума Понтрягина к решению задач в дифференциальных и алгебраических уравнениях
4.5. Адаптирование метода квазилинеаризации .
4.6. Проверка адекватности адаптированного принципа максимума Понтрягина
4.7. Оптимальное управление СПИНЭ в нелинейной ЭЭС
4.8. Управление СПИНЭ по местным параметрам
4.9. Выводы по главе 4
Заключение
Приложения. П1. Способ выбора параметров преобразовательного
трансформатора СПИНЭ
П2. Алгоритмы расчта динамической устойчивости и синтеза закона
оптимального управления ЭЭС со СПИНЭ
П2.1. Блоксхема алгоритма расчта переходного процесса с учтом
СПИНЭ и компенсаторов реактивной мощности .
П2.2. Блоксхема алгоритма интегрирования нелинейной системы
уравнений
П2.3. Блоксхема алгоритма определения оптимального управления линеаризованной ЭЭС с последующим интегрированием
линеаризованной системы уравнений .
П2.4. Блоксхема алгоритма расчта оптимального управления
динамической системой по адаптированному принципу максимума
Понтрягина .
ПЗ. Оборудование системы и параметры схемы е замещения
П4. Результаты расчтов динамической устойчивости ЭЭС в нелинейном .
представлении .
П5. Элементы матриц системы линеаризованных уравнений
П6. Система алгебраизированных уравнений линеаризованной ЭЭС .
П7. Результаты расчтов оптимального управления линеаризованной
Оглавление
П8. Схема ЭЭС и расчтные выражения для отыскания оптимального
управления
Список литературы


НЭЭ соединяются с ЭЭС посредством управляемого вентильного преобразователя, время реверса мощности которого составляет 0, с половина периода промышленной частоты, что обуславливает их высокую скорость реагирования на процессы, протекающие в ЭЭС. Учитывая высокое быстродействие вентильного преобразователя, НЭЭ имеют возможность комплексного использования в ЭЭС. НЭЭ имеют два способа подключения к ЭЭС шунтовой и линейный рис. Топливные элементы. Накопитель такого типа относят к химическим НЭ. Аккумулирование энергии осуществляется за счт использования внепиковой энергии для производства синтетического топлива водорода путм электролиза, накопления этого топлива и последующего его применения в периоды пика нагрузки для выработки ЭЭ в водороднокислородных ТЭ, восстановительных ТЭ водородвоздух, газовых турбинах или котлах. Наилучший КПД этого вида НЭ составляет 4. К недостаткам НЭ на основе ТЭ относятся невысокий КПД, ограниченное время хранения энергии, что ограничивает возможности комплексного использования НЭ такого типа в ЭЭС. Электрохимические накопители энергии. Электрохимические накопители энергии это такие накопители энергии, где энергия накапливается в электрохимических аккумуляторах. Рис. Схемы подключения НЭЭ к ЭЭС а шунтовая, б линейная. Заряд накопителя происходит во внепиковые часы, разряд в часы прохождения пиков нагрузки ЭЭС. В процессе заряда батарейного накопителя энергии БНЭ ЭЭ электрохимическим путм преобразуется в энергию химических связей. Во время разряда запаснная энергия высвобождается в результате протекания обратной реакции. КПД современных аккумуляторных батарей, которые целесообразно использовать в ЭЭС, составляет 4. Недостатком электрохимических батарей является ограниченное число циклов зарядразряд не более 0, малое время хранения энергии, отрицательное воздействие на окружающую среду и необходимость изменения полярности батарей при изменении режима зарядразряд. Электрохимические накопители энергии благодаря наличию полупроводникового преобразователя и при условии изменения полярности батарей с помощью электронных ключей имеют возможность комплексного использования в ЭЭС. Емкостные НЭ. Благодаря созданию конденсаторов с большой объмной емкостью например, в Японии создан конденсатор из активированного угля с объмной мкостью около Ф на 1 см3, что примерно в 0 млн. БНЭ. В году в бывшем СССР на базе конденсаторов аномальной мкости был создан и прошл опытнопромышленную эксплуатацию НЭЭ, мощность которого составляет кВт. ЕНЭ набирается из отдельных конденсаторов. Модульная конструкция предоставляет возможность создать достаточно мощную и энергомкую батарею конденсаторов на напряжение в десятки киловольт, рабочий ток которой несколько килоампер, а энергомкость может быть доведена до п Дж ч0 МВтч. ЕНЭ с такими показателями может быть
использован как накопитель энергетического назначения. Время хранения ЭЭ в таких НЭЭ составляет всего ч, но ведутся работы по увеличению этого параметра до 0 ч. ЕНЭ имеет КПД ч при постоянной времени саморазряда 0 ч. ЕНЭ не имеет отрицательного воздействия на окружающую среду. НЭЭ этого типа может быть расположен в любой точке ЭЭС для выравнивания суточных графиков нагрузки и повышения е устойчивости. ЕНЭ благодаря наличию полупроводникового преобразователя и при условии изменения полярности батарей с помощью электронных ключей имеют возможность комплексного использования НЭЭ этого типа в составе ЭЭС. Этот тип НЭЭ является новым перспективным источником пиковой мощности и в диссертации ему уделяется основное внимание. СПИНЭ нашли широкое применение в качестве импульсных источников энергии например ТОКОМАК. Благодаря непрерывно проводящимся работам по исследованию сверхпроводимости как физического явления и высокотемпературной сверхпроводимости, появилась реальная возможность применения СПИНЭ в ЭЭС. Интенсивная работа в этом направлении ведтся в России, США, Японии, Франции и других странах И5. В табл. СПИНЭ. В настоящее время существуют пока нереализованные проекты по созданию СПИНЭ энергомкостью ,3И4 Дж 2,8ч ГВтч. Таблица 1.