Введение к работе
Актуальность гены. В ближайшей перспективе заверяются odt-единение энергосистем СССР в Единую элекгроэнергогпескую систему (ЕЭС), позволяющее за счет рационального использованил топливно-энергетических ресурсов, взаимной помощи энергосистем в нормальных и аварийных режимах получить существенный народно-хозяйственный аффект. Объединение осуществляется с помощью межсистемных связей (МС) и системообразующих линий высших классов напрядений. В силу особенностей размещения источников топливно-энергетических ресурсов и центров потребления в СССР возможности этих линий попользуются, как правило, максимально, вследствии чего они оказываются сильно загруженными и "слабыми".
В этих условиях задача обеспечения устойчивости работы ОЭС и ЕЭС, и в частности, статической является актуальной и сложной в своей методической постановке и практической реализации.
В СССР, с началом строительства крупных ГЭС, ввода дальних электропередач с постоянным повышением классов напряжения, уделялось существенное внимание научным и методическим разработкам,связанным' с расчетами и оценкой апериодической и колебательной статической устойчитости. 'Общепризнанными в стране и за рубе;коц в этом направлении являются работы отечественных ученых Беликова В.А., Жданова П.С, Ледянкина Д.П., Литкенс И.В., Лукашева Э.С., Марковича И.М., Совалова С.А., Цукерника Л.В. и др.
Работы ведутся.в таких организациях,как: ВГПИ и НИИ Энерго-сегьпроект, ВНИИЭ, МЭИ, НИЖГГ, ИЭД Аі; УССР, СибНИИЭ, ШИН и др.
Однако разработанных средств расчета статической устойчивости, имеющих промыиленное значение, явно недостаточно и самое, главное они не в полной мере удовлетворяют требованиям, вытекащим из особенностей современных ОХ и их систем убавления и регулирования.
При решении задачи обеспечения статической устойчивости в рамках комплекса автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ) на ее выспых территориальных уровнях (ОЭС, ЕЭС), а также на временных уровнях краткосрочного планирования и оперативного управления в настоящее ремя следует считаться с целым рядом особенностей. Это, прежде всего, отличив динамических свойств ОЭС от динамических свойств несложных схем, необходимость учета взаимного влияния средств автоматического регулирования (САР), установленных на различных элементах системы, а тазсже внедрение новых ни-
«4-дов оборудования, таких как источники реактивной мощности (ИРМ), линии сверхвысокого напряжения, накопители и т.д. Учет эгих и дд гих факторов необходим и приводит к существенному усложнению мате матической модели (м.м.)
В то же время усложнение ы.м. находится в противоречии с оонс ныыи требованиями задач краткосрочного планирования и оперативної управления: высокая скоросгь получения решений и выработки упраш вднх воздействий, минимизации необходимой информации, ее обозримость и наглядность.
Поэтому, наряду с разработкой эффективных методов анализа колебательной статической устойчивости ОЭС необходимо упрощение м.м.и доведение ее сложности до такого оптимального уровня, при котором требование получения адекватных значений настроек САР и показателей, характеризующих динамические свойства ОЭС, не входу в противоречив с требованиями, рассматриваемых временных уровней управления АСДУ и удовлетворяют последним. К тому же методы раоч« та статической устойчивости и упрощения м.м. должны гармонично вписываться в программно-алгоритмический комплекс на основе єдине информационной базы.
Вышеизложенное обуславливает актуальность цели и посганової задач в диссертационной работе.
Целью работы является разработка эффективной методики, алгоритма и программного средства расчета колебательной статическоі устойчивости, выбора настроек автоматических регуляторов возбужд« ния (АРВ) синхронных генераторов (с.г.) и автоматических регуляп ров ИРМ-ов (АР ИРМ) по условию наилучшего демпфирования электромеханических колебаний (ЭМК) с учетом их взаимного влияния для схем, соизмеримых с размерностью ОЭС и удовлетворяющих требованиям краткосрочного планирования и оперативного управления.
Для достижения этой цели в работе поставле: а и решаются ел дувдие задачи:
1. Сфррмулироватъ требования к м.м. и методу анализа колебаггчьні
. статической устойчивости ОЭС на основе анализа ее структуры,
режима, динамических свойств, а также требовании краткосрочно: планирования и оперативного управления.
-
Ра8ра
-
Разработать аффективную методику построения областей П-разбиения, выбора настроек АРВ генераторов и АР ИРМ-ов с учетом их
-5- . взаимного влияния и оценки демпферных свойств системы.
і. Разработать принципы упрощения м.м.сложной регулируемой электрической системы (э.с.) с использованием критериев управляемости и наблюдаемости Кахплана.
>. Разработать эффективную программу расчета колебательной статической устойчивости, отвечающую сформулированным требованиям и в соответствия с разработанной методикой и алгоритмом, имеючую промышленное значение.
>. Провости оценку с помощью разработанной методики, алгоритма и программы влияния рассматриваенсс средств регулирования на демпферные свойства системы.
Научная новизна. Разработана методика анализа статической ко-
юбательной устойчивости и выбора настроек САР для схем соизмерн-
их с размерностью ОЭС по условию наилучшего демпфирования ЕМК. Основные положения, выносимкз на защиту:
алгоритм формирования и. к. ОЭС путем объединения уравнений юстояния ее отдельных элементов;
применениетеоремы о спектральном разложении обратной маг— шли по системе ее собственных значений, расчетной методики, boq-іроизводящей в численном виде методику экспериментальной настройки, уш выбора настроек АРВ генераторов и АР'ИРМ-ов в слояной э.с;
принцип декомпозиции с последующим агрегированием путем эбъединенля ачплицдно фазс-частотянх характеристик (АФЧХ) отдоль-" шх подсистем в АФЧХ режет/лого параметра исслетуемого. генератора;
методика оценки и выявления доминирующих составляющих даи-іепкя с последующим упрощением м.^.'э.с. с использовшшем критерп-зв управляемости и наблвдаекостн Калмана;
методика определения влияния АРВ исследуемого генератора за слабоэатухащую форму 35JK.
Практическая ценность. Разработанные методы реализованы в виїв коїяілекса программ, которые могут быть использованы научно-по-;ледовагельскими, проекттаїа и эксплуатационными организациями ия исследования статической колебательной устойчивости многомашин-шх э.с, содержащих регулируемые ИРМ и АРВ сг., а также для вы-5ора оптимальных настроек САР по условию наилучшего демпфирования ЗИК.
Реализация работы. Результата диссертационной работы в виде комплекса программ расчета на 3FT переданы в ОЭС Закавказья, ПО изэнерго и в МЗИ, о чем имеются соответствующие акты внедрения.
.-6-
Апробашш работы. Результаты диссертационной работы доклада-вились и обсукцались на:
-
Всесоюзном научно-техническом совещании "Зквивалентирование электроэнергетических систем для управления их режимами".г.Ба-ку, 1987 г.
-
Совместной конференции молодых учаннх-специалистов, проведенной ЭИИ11 и В1И, г.Москва, 1989 г.
-
Всесоюзном научно-техническсч совещании "Вопросы устойчивости и надежности энергосистем СССР" (г.Душанбе, 1989 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 печатные работы.
Объем и структура работы. Диссертационная работа общим объемом іед страниц состоит из введения, четырех глав и заключения ( гзз страниц машинописного текста), списка литературы (П2 названий). Она содержит 21 рисунков и 12 таблиц .