Разработка алгоритмов для исследования статической устойчивости электроэнергетических систем большой размерности

• Автор: Бердник, Елена Григорьевна
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
1.1. Комплекс задач исследования статической устойчивости
1.2. Определение колебательной статической устойчивости
1.2.1. Математические модели и методы
1.2.2. Исследование динамических свойств.
Модальный анализ
1.2.3. Управление переходными процессами
1.3. Особенности исследования устойчивости энергосистем большой размерности
2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ДИАГНОСТИКИ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЭЭС БОЛЬШОЙ РАЗМЕРНОСТИ
2.1. Математическая модель ЭЭС для диагностики динамических свойств
2.2. Расчет матрицы проводимостей генераторных узлов
2.3. Алгоритм расчета матрицы состояния ЭЭС
2.4. Выводы по главе
3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ И ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЭС БОЛЬШОЙ РАЗМЕРНОСТИ
3.1. Математическая модель ЭЭС для расчета ЭМК
3.2. Формирование матрицы эквивалентных уравнений движения роторов
3.3. ЬЛ-алгоритм для расчета собственных значений и собственных векторов комплексной матрицы
3.4. Алгоритм расчета параметров ЭМК на основе LR-метода
3.5. Оценка эффективности разработанного алгоритма
3.6. Выводы по главе
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ПО АПЕРИОДИЧЕСКОЙ И КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
4.1. Разработка алгоритма расчета предельных режимов по статической устойчивости
4.2. Анализ предельных режимов
4.3. Выводы по главе
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЭНЕРГОСИСТЕМ БОЛЬШОЙ РАЗМЕРНОСТИ
5.1. Постановка задачи исследований
5.2. Анализ динамических свойств ОЭС Центра
5.3. Анализ динамических свойств ЕЭС России на дальнюю перспективу
5.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература
Приложение 1. Представление системы уравнений в нормальной
форме
Приложение 2. Краткая характеристика программного комплекса "ОПТИМ"

ВВЕДЕНИЕ
Современный этап развития энергетики СНГ и других высокоразвитых государств характеризуется созданием мощных территориально объединенных энергосистем.
Подключение на параллельную работу энергосистем на Востоке страны, развитие межгосударственных связей с Европейскими странами приводит к образованию протяженного энергообъединения, охватывающего практически весь Евро-Азиатсткий континент [64].
Единая энергетическая система (ЮС) России представляет собой одно из крупнейших в мире объединений наряду с энергообъединением Западной Европы (ГГСРТЕ) и Северной Америки. Основная особенность ЕЭС - огромная территориальная протяженность со слабыми связями сверхвысокого и умеренно высокого напряжения между образующими ее объединенными энергосистемами (ОЭС), а иногда и внутри отдельных ОЭС. Структура этой сета постоянно усложняется.
Переходные процессы в динамических объектах такого типа обладают свойствами, не присущими электроэнергетическим системам (ЭЭС) простой структуры, и представляют собой взаимообусловленную совокупность движений локального и межсистемного характера.
Расчетные исследования колебаний больших энергообъединений без значительного усечения объема схемы в достаточно полной мере не проводились [12]. Обычно исследовался либо определенный регион с подробными моделями элементов системы либо система в целом, но с упрощенными моделями ее основных элементов.
Электромеханические колебания в ЭЭС большой размерности, в том числе и в ЕЭС, могут иметь существенно нелокальный характер, в котором находят свое отражение целостные свойства системы. Поэтому

2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ДИАГНОСТИКИ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЭЭС БОЛЬШОЙ РАЗМЕРНОСТИ
Эффективным методом исследования всех форм движения сложных регулируемых энергосистем, включая электромеханические и электромагнитные, апериодические и колебательные формы, является вычисление собственных значений (СЗ) и собственных векторов (СВ) матрицы состояния многомашинной ЭЭС, представляющей собой матрицу коэффициентов дифференциальных, линеаризованных по первому приближению, уравнений переходных процессов в нормальной форме.
При решении задач большой размерности, связанной с высоким порядком исследуемой ЭЭС и (или) с подробным представлением математических моделей ее элементов, возникают проблемы вычислительного характера - необходимый объем памяти ЭВМ, скорость и точность вычисления. Один из подходов для решения этих проблем - упаковка разреженных матриц, т.е. нулевые элементы в памяти ЭВМ не хранятся, и с ними не производятся операции, что значительно сокращает время вычисления и объем памяти.
Другим подходом является выбор рационального формирования матриц при составлении математической модели, который приводит к максимальному сокращению размерности и вычислительных операций без потери точности.
Оба подхода используются в настоящей работе.
2.1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭЭС ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ДИНА МИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
При составлении математической модели для алгоритма полной диагностики собственных динамических свойств ЭЭС предполагается,