Повышение эффективности решения режимных задач оперативного управления региональной ЭЭС на базе алгоритмов параллельных вычислений и визуализации информации

• Автор: Полуботко, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Сыктывкар
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Информационное обеспечение оперативного управления ЭЭС.

1.1 История развития автоматизированной системы диспетчерского

управления ЭЭС России.

1.2 Система мониторинга переходных режимов.

1.3 Обзор задач оперативного управления ЭЭС.

1.4 Аппаратные средства параллельных вычислений.

1.4.1 Кластерные системы

1.4.2 Многоядерные процессоры.

1.4.3 Графические процессорные устройства

1.5 Применение параллельных вычислений при решении
электроэнергетических задач.
1.6 Обзор программных комплексов моделирования и ведения
режимов ЭЭС.
1.7 Выводы
Глава 2. Пути повышения эффективности решения рсжимныхзадач оперативного управления региональной ЭЭС
2.1 Применение современных средств параллельных вычислений в
электроэнергетических задачах.
2.1.1 Технологии выполнения неграфичсских вычислений на
графических процессорах.
2.1.2 Методика расчета установившегося режима средствами графических процессорных устройств
2.1.3 Задача расстановки регистраторов векторных измерений.
2.2 Анализ статической режимной надежности
2.3 Наглядное отображение режимных параметров ЭЭС в условиях
оперативного управления.
2.4 Выводы
Глава 3. Архитектура программновычислительного комплекса моделирования и ведения режимов ЭЭС.
3.1 Концепция построения программновычислительного
комплекса моделирования и ведения режимов ЭЭС.
3.2 Основные подсистемы комплекса.
3.3 Реализация принципа модульного построения и расширяемости .
3.4 Обеспечение надежности и безотказности функционирования ПВК
на стадии проектирования.
3.5 Особенности использования скриптязыка в составе
архитектуры ПВК
3.6 Организация взаимодействия ПВК с независимыми расчетными
модулями.
3.7 Интеграция в состав ПВК технологий по применению
предложенных средств параллельных вычислений.
3.8 Выводы.
Глава 4. Практическая реализация и проверка в составе разработанного ПВК методов и средств совершенствования информационного обеспечения оперативного управления ЭЭС Ю
4.1 Программное исполнение комплекса и условия проведения
испытаний.
4.2 Проверка разработанного алгоритма расстановки регистраторов
векторных измерений
4.3 Проверка разработанного алгоритма анализа статической
режимной надежности.
4.4 Апробация применения способа графического представления
информации при оперативном диспетчерском управлении
4.5 Проверка практического осуществления принципа модульного
построения и расширяемости в разработанном ПВК.
4.5.1 Проверка схем ЭЭС на связность.
4.5.2 Модуль расчета установившегося режима ЭЭС
4.5.3 Модуль взаимодействия с внешними программами
4.6 Проверка функционирования разработанного ПВК Корнет в
4.7 Выводы.
Заключение.
Литература


Новое качество параметров электрического режима позволяет развивать традиционные расчетные методы определения пропускной способности сети, решать задачи повышения наблюдаемости и оптимизации размерности расчетных моделей энергосистемы в целях повышения точности расчетов электрических режимов и оценки запасов ее устойчивости. Контроль низкочастотных колебаний мощности в энергосистеме на частотах 0:2—0. Гц с помощью WAMS технологии позволяет разработать новые методы определения пределов устойчивости энергосистемы путем измерения демпфирующих свойств энергосистемы в режиме реального времени. Векторные измерения параметров режима позволяют проводить оценку устойчивости энергосистемы классическими методами^ на основе получения матрицы собственных и взаимных проводимостей генерирующих узлов, по результатам регистрации-параметров переходных режимов. Появление WAMS позволяет контролировать состояние ЭЭС синхронно и с высокой точностью и существенно улучшить результаты оценивания- состояния (ОС) []. Использование измерений PMU открывает новые возможности при декомпозиции задачи ОС. По сравнению со стандартным набором ТИ, получаемым от системы SCADA, PMU, установленное в узле, может обеспечить точное (точность 0,2-0,5 %) измерение модуля и фазы напряжения в этом узле, а также модулей и фаз токов в смежных с ним ветвях. Установка PMU в граничных узлах позволяет зафиксировать граничные переменные U и 5 на измеренных с высокой точностью значениях. В этом случае режимы отдельных подсистем могут рассчитываться независимо друг от друга []. Развитие АСДУ ЭЭС идет по пути увеличения темпа принятия управляющих воздействий, перехода от задач планирования режимов к задачам оперативного управления, решаемых непосредственно по текущим данным о режиме ЭЭС, получаемых от телеизмерений []. Кроме функциональных задач важную роль играет вычислительная среда оперативно-вычислительного комплекса, включающая системы телеобработки и ввода данных от телеметрии* базы данных, отображения информации, средства диалога с ЭВМ, системы сопряжения с объектом управления, сервисные и вспомогательные задачи. Управление режимами энергосистем должно обеспечить выполнение трех основных требований к режимам: экономичность работы ЭЭС, надежность электроснабжения потребителей, нормативное качество энергии [4]. Требования надежности и качества устанавливают области допустимых режимов, в свою очередь оптимизация заключается в выборе наиболее экономичных режимов, принадлежащим этим областями [4]. КЗ), выбор принципов действия и настройки систем и устройств автоматического управления нормальными и аварийными режимами, оценку надежности питания узлов нагрузки и функционирования энергообъектов, исследование живучести энергосистемы и т. Результаты решения электротехнических задач используются в целях: выбора нормальных схем электрической сети и схем основных электрических соединений электростанций и подстанций; проверки допустимости ремонтных схем; решения вопросов ограничения токов КЗ, регулирования напряжения, снижения потерь в сетях; разработки мероприятий, связанных с вводом новых объектов и организацией параллельной работы энергосистем; определения уставок релейной защиты, выбора типа и настройки средств управления нормальными режимами и противоаварийного управления и т. Оснащение диспетчерских управлений ЭЭС высокопроизводительными ЭВМ, повышение уровня информационного обеспечения, а также реализация эффективных методов расчета и анализа электрических режимов позволяют в практике текущего управления (оперативного и краткосрочного планирования) ставить задачу количественной оценки надежности ЭЭС. В общем случае оперативная оценка надежности ЭЭС включает две функции []. Первая из них состоит в проверке или контроле допустимости текущего режима по отношению к заданным пределам контролируемых параметров с выработкой соответствующих коррекций в случае их нарушения с учетом длительности. Вторая функция, решение которой имеет смысл только при успешном решении первой, состоит в превентивном анализе последствий аварийных, как правило случайных, устойчивых отказов силового сетевого и подстанционного оборудования.