Выбор настроек АРВ генераторов сложной энергосистемы на основе применения генетического алгоритма и методов модального анализа

• Автор: Сорокин, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 168 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. Автоматические регуляторы возбуждения отечественного производства

1.1. Моделирование АРВ генераторов.

1.2. Разработка цифровой модели регулятора возбуждения АРВМ и ее верификация.

1.3. Обзор методов настройки АРВ отечественного производства.

1.4. Выбор настроек АРВ на основе применения программы Область

1.5. Выбор настроек АРВ на основе применения программы ПОИСК

2. Автоматические регуляторы возбуждения зарубежного производства и методы их настройки.

2.1. Структура АРВ зарубежною производства и его особенности

2.2. Разработка цифровой модели 0 и ее верификация .

2.3. Типы системных стабилизаторов зарубежного производства

2.4. Традиционная настройка регулятора напряжения
2.5. Концепция настройки системного стабилизатора
2.6. Традиционная методика настройки системного стабилизатора
3. Применение модальных методов для анализа свойств энергосистем.
3.1. Модальные характеристики
3.2. Методика определения мест установки АРВСД системных стабилизаторов.
3.3. Алгоритм идентификации группы когерентных генераторов
3.3.1. Подтверждение достоверности результатов работы алгоритма идентификации когерентных генераторов
3.4. Применение методов модального анализа в цифровых моделях больших и сверхбольших энергосистем.
3.5. Разработка программновычислительного комплекса Модальный анализ.
4. Оптимизации настроек АРВ генераторов на основе применения генетических алгоритмов.
4.1. Сравнение генетических алгоритмов и традиционных методов оптимизации.
4.2. Структура классического генетического алгоритма
4.3. Кодирование параметров задачи в генетическом алгоритме.
4.4. Координация настроек автоматических регуляторов возбуждения генераторов на основе применения генетического алгоритма
4.4.1. Применение целевой функции на основе вычисления собственных чисел системы
4.4.2. Применение целевой функции на основе интегральных значений качества переходных процессов
5. Практическое применение генетического алгоритма и методов модального анализа для повышения уровней колебательной устойчивости энергообъеднненнй
5.1. Разработка тестовой цифровой модели энергообъединения
5.2. Линеаризация и импорт модели энергосистемы в среду ПО Модальный анализ, определение доминирующих частот энергообъединения
5.3. Идентификация когерентных генераторов и вычисление коэффициентов участия для доминирующих частот
5.4. Определение мест установки АРВСД системных стабилизаторов
5.5. Сценарий 1. Установка АРВ отечественного производства
5.5.1. Выбор настроек регулятора АРВМ традиционным методом
5.5.2. Выбор настроек регулятора АРВМ на основе применения генетического алгоритма и корневой целевой функции
5.5.3. Выбор настроек регулятора АРВМ на основе применения генетического алгоритма и интегральных целевых функций
5.6. Сценарий 2. Установка АРВ зарубежного производства
5.6.1. Выбор настроек регулятора 0 традиционным методом
5.6.2. Выбор насроек регулятора 0 на основе применения генетического алгоритма.
5.7. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список
Приложение А
Приложение Б
ВВЕДЕНИЕ


Решение данной задачи позволяет выявить группу приоритетных генераторов в энергосистеме, для которых в первую очередь необходима установка регуляторов возбуждения сильного действия системных стабилизаторов по условиям обеспечения наиболее эффективного демпфирования электромеханических колебаний и минимизации количества применяемых АРВСД. Разработанный в настоящей диссертационной работе алгоритм, реализующий решение поставленной задачи, может быть использован также для определения порядка последовательного ввода в эксплуатацию АРВСД системных стабилизаторов генераторов с целью достижения необходимого качества демпфирования электромеханических колебаний в рассматриваемых энергоузлах. Поэтому наряду с рассмотрением вопросов настройки регуляторов возбуждения и выбора мест их установки в настоящей диссертации рассматривается вопрос верификации применяемых цифровых моделей АРВ и цифровых моделей энергосистем в целом. Значительный вклад в решение поставленных задач в разные годы внесли И. А. Груздев, Зеккель, В. А. Строев, С. М. Устинов, Юрганов, А. Х. Есипович, Герасимов, В. А. Кожевников, В. Г. Любарский, В. А. Масленников, И. Ф. Перельман, Фадеев и др. Р. , . I. . V. , . К. i и др. Цель настоящей диссертационной работы заключается в разработке комплексной методики выбора мест и настроек АРВ как отечественного, так и зарубежного производства генераторов на основе применения генетического алгоритма и методов модального анализа, а также реализация предложенной методики в программном обеспечении для персонального компьютера. Развитие вычислительной техники в период, когда создавались отечественные программные комплексы для расчетов электромеханических переходных процессов, не позволяло использовать полные подробные модели устройств регулирования и автоматики, т. В связи с этим, в отечественных программных комплексах для расчетов электромеханических переходных процессов Мустанг, ЭРА, АНАРЭС, Дакар и др. АРВСД представлен своей унифицированной моделью. Несмотря на использование упрощенных моделей, на протяжении ряда лет вплоть до недавнею времени их применение обеспечивало возможность получения достоверной качественной оценки уровней колебательной устойчивости и характера демпфирования больших послеаварийных колебаний в энергосистеме. Это было связано с тем, что упрощенные модели АРВСД с достаточной точностью отображали пропорциональнодифференциальный закон регулирования напряжения натурных регуляторов АРВСД на магнитных усилителях и в области низких частот характеристики каналов стабилизации. В настоящее время в энергосистеме РФ вводятся в эксплуатацию цифровые регуляторы возбуждения на базе применения микропроцессорной техники как отечественного, так и зарубежного производства, реализующие в большинстве случаев ПИДзакон управления напряжением. В публикации показано, что применение унифицированной модели АРВСД вместо полных подробных моделей современных АРВ может привести к недостоверной оценке уровней колебательной устойчивости генераторов. Современное развитие вычислительной техники позволяет отказаться ог принятых в отечественных программах упрощений и использовать полные подробные цифровые модели устройств регулирования в том числе модели АРВ, а также модели релейной защиты и автоматики. Такие возможности реализуют зарубежные программновычислительные комплексы для расчетов электромеханических переходных процессов например, I 1, и др Данные программные комплексы содержат встроенные средства, позволяющие разрабатывать в них пользовательские модели систем управления и регулирования энергообъектов. Современный автоматический регулятор возбуждения синхронного генератора в общем случае состоит из регулятора напряжения, стабилизатора внутреннего движения, стабилизатора внешнего движения системного стабилизатора и компенсатора нагрузки . Регулятор возбуждения выполняет разнообразные системные, технологические и защитные функции. АРВ ограничение двукратного тока ротора, ограничение минимального возбуждения и др. На рисунке 1. АРВ отечественного производства каналов регулирования и стабилизации. Лб отклонение напряжения на шинах генератора, е. I отклонение тока ротора генератора, е. А отклонение частота напряжения на шинах генератора, Гц или
Рис.