Разработка и исследование способов повышения эффективности функционирования установок межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов

• Автор: Таламанов, Олег Викторович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 237 с.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

1.1. Актуальность использования управляемых межсистемиых

связей.

1.2. Обзор существующих типов управляемых межсистемиых

связей

1.2.1. Принцип действия управляемых межсистемиых связей и их

классификация

1.2.2. Передачи и вставки постоянного тока.

1.2.3. Асиихромизированные электромеханические преобразователи

частоты
1.2.4. Гибкие системы передачи переменного тока
1.2.5. Ферромагнитные управляемые элементы.
1.3. Постановка задачи.
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
МЕЖСИСТЕМИЫХ СВЯЗЕЙ НА ОСНОВЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
2.1. Цели математического моделирования межсистемиых связей
на основе ферромагнитных управляемых элементов.
2.2. Математическая модель межсистемной связи на основе
однофазных фазоинвертирующих трансформаторов.
2.2.1. Схема межсистемной связи на основе однофазных
фазоинвертирующих трансформаторов и ее математическое описание
2.2.2. Достоверность разработанной математической модели.
2.2.3. Результаты, полученные на математической модели.
2.3. Математическая модель межсистемной связи на основе
трехфазных фазоинвертирующих трансформаторов.
2.3.1. Схема межсистемной связи на основе трехфазных
. фазоинвертирующих трансформаторов и ее математическое
описание.
2.3.2. Результаты, полученные на математической модели
2.4. Математическая модель межсистемной связи на основе
управляемых реакторов
2.4.1. Схема межсистемной связи на основе управляемых реакторов
и ее математическое описание.
2.4.2. Результаты, полученные на математической модели
2.5. Влияние работы межсистемных связей на основе
ферромагнитных управляемых элементов на связываемые энергосистемы и способы его снижения.
2.6. Выводы.
3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МЕЖСИСТЕМНОЙ
СВЯЗИ НА ОСНОВЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ
УПРАВЛЯЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
3.1. Структурная схема системы автоматического управления
межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов
3.2. Требования, предъявляемые к системе управления.
3.3. Математическое моделирование источника подмагиичивамия
3.2.1. Специфические свойства источника лодмагничивания и
особенности его математического моделирования
м 3.3.2. Учет коммутационных процессов в тиристорном
преобразователе и цепи питания тиристорного преобразователя.

3.4. Определение требуемого тока подмагничивания при заданном
законе передаваемой активной мощности
.5. Разработка системы регулирования тока подмагничивания
.6. Оценка достоверности разработанной системы регулирования
тока подмагничивания
.7. Исследование синтезированного регулятора на
математической модели совместно с объектом управления
.8. Выводы.
4. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ
МЕЖСИСТЕМНОЙ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ЕЕ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ.
4.1. Цели определения влияния конструкционных параметров
межсистемной связи на ее техникоэкономические показатели.
4.2. Определение зависимости конструкционных и техникоэкономических параметров межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов от разности частот связываемых энергосистем и передаваемой через устройство
мощности.
4.2.1. Статическая модель межсистемной связи на основе
ферромагнитных управляемых элементов.
4.2.1.1. Статическая модель межсистемной связи на основе
фазоинвертирующих трансформаторов
4.2.1.2. Статическая модель межсистемной связи на основе
управляемых реакторов. 1.
4.2.2. Статические характеристики активной мощности.
4.2.2.1. Статические характеристики активной мощности
межсистемной связи на основе фазоинвертирующих трансформаторов
2.2. Статические характеристики активной мощности
межсистемной связи на основе управляемых реакторов
4.2.3. Статические характеристики реактивной мощности.
4.2.3.1. Статические характеристики реактивной мощности управляемой межсистемной связи на основе
фазоинвертирующих трансформаторов
4.2.3.2. Статические характеристики реактивной мощности
управляемой межсистемной связи на основе управляемых реакторов.
4.2.4. Определение конструкционных и техникоэкономических
параметров межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов
4.2.4.1. Определение конструкционных и техникоэкономических параметров межсистемной связи на основе
фазоинвертирующих трансформаторов
4.2.4.2. Определение конструкционных и техникоэкономических
параметров межсистемной связи на основе управляемых реакторов
4.3. Разработка алгоритма оптимизации конструкционных
параметров межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов по минимуму совокупных дисконтированных затрат
4.4. Техникоэкономические и конструкционные показатели
межсистемных связей на основе ферромагнитных управляемых элементов, оптимизированных по минимуму совокупных дисконтированных затрат.
4.5. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
МАТЕРИАЛЫ О ВНЕДРЕНИИ.
ЛИТЕРАТУРА


После преобразований, получена система уравнений, являющаяся математическим описанием процессов в установке УМС на основе трехфазных ФИТ. На основании разработанной математической модели для установки УМС на основе трехфазных ФИТ получены угловые характеристики активной и реактивной мощности, применяемые при определении законов изменения токов подмагничивания и используюемые при разработке системы управления токов подмагничивания. Установка УР МС состоит из двенадцати однофазных УР, двух источников напряжения подмагничивания и системы управления. Одна цепь УР МС состоит из двух независимых полуцепей, в одной из энергосистем сдвинутых друг относительно друга схемным путем на угол л. Каждая фаза связываемых энергосистем связывается через два последовательно соединенных управляемых реактора. Обмотки подмагничивания каждой пары реакторов соединяются последовательно встречно и образуют обмотку подмагничивания УР. Для электрической схемы замещения одной полуцепи установки составлена система дифференциальных уравнений по второму закону Кирхгофа. По закону полного тока определены напряженности в магнитогроводах и, после преобразований, получена система уравнений, являющаяся математическим описанием процессов в установке. На основании разработанной математической модели для установки УР МС получены переходные характеристики и угловые характеристики активной и реактивной мощности при различном токе подмагничивания. Активная мощность, передаваемая через ФУЭ МС, является пульсирующей. Произведено математическое моделирование установок ФУЭ МС, работающих с применением этого комплекса мер. Результаты математического моделирования показали, что его применение позволяет существенно снизить величину высших гармоник, поступающих в связываемые энергосистемы, и уменьшить пульсации в активной и в реактивной мощности. Третья глава посвящена разработке и исследованию системы автоматического управления ФУЭ МС. Определена структурная схема системы управления, состоящая из двух несвязанных контуров регулирования. Каждый из контуров включает систему регулирования мощности, систему регулирования тока подмагничиваиия, тиристорный преобразователь и цепь подмагничивания, охваченные обратной связью по току и его производной. СРМ предназначена для получения такого закона изменения тока подмагиичивания, при котором величины передаваемой активной и потребляемой реактивной мощности изменяются по требуемому закону. Сформулированы требования к системе управления тока подмагничиваиия минимальное время достижения требуемого тока подмагничивания, минимальная динамическая ошибка при реализации тока подмагничивания, статическая и динамическая устойчивость. Разработана математическая модель источника питания, учитывающая специфические свойства источника подмагничивания дискретность напряжения, получаемого на выходе тиристорного преобразователя, непоследовательную работу фаз при резкоизменяющемся токе подмагничивания, переходные и коммутационные процессы в тиристорном преобразователе и цепи подмагничивания. Разработана методика определения требуемого тока подмагничивания по требуемому закону изменения передаваемой активной мощности. Для этого предложено использование угловых характеристик активной и реактивной мощностей при различных токах подмагничивания. При известном требуемом законе изменения передаваемой через одну цель активной мощности по известным угловым характеристикам установки производится определение тока подмагничивания, обеспечивающего передачу заданной мощности. Определено, что угловые характеристики при заданном токе подмагничивания, являются только функцией разности фаз связываемых энергосистем и явно не зависят от времени. Поэтому ток подмагничивания также является только функцией разности фаз связываемых энергосистем и явно от времени не зависит. Для формирования тока подмагничивания предложено использование предварительного подмагничивания, заключающегося в том, что ток в рабочий полу период увеличивается не от нулевого значения, а от некоторого небольшого значения тока, составляющего 5 номинального. Аналогично производится уменьшение тока подмагничивания.