Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМ. Управление режимами электроэнергетических систем (ЭЗС) представляет собой слозяейпую математическую задачу, поскольку объектом управления является система кибернетического -типа с огромным числом разнообразных источников її электропрке'лшкков. С возраотакием числа и единичной моекости этих элементов, 'а тэкче постоянно повышающимися требованиями к точности рзсчетов рехимоз возрастают п требования к математическим моделям элементов энергосистем.
Основными динамическими объектами энергосистемы, оказывающими наиболее существенное влияние на ее динамическую устойчивость,-являются турбина, синхронный генератор, со - своими регуляторам! частоты вращения и возбуждения) /АРЧЗ и А?3/ и комплексная нагруз- ка з узлах. Разнообразие типоз и конструкции этих элементов вызывает необходимость разработки и применения моделей, которые наиболее адекватно учитывали ба их свойства в расчетах переходиш: процессов. .
Особое место среди элементов энергосистемы занимают узлы
комплексной нагрузки (УКН), поводениэ которых при- различных
возмущениях может определять как устойчивость системы (синхронных .
генераторов), так и амой нагрузки. Проблема состоит в том, что з
УКН входят десятки- и сотни различных токоприемников, подключенных
через распределительную сеть,, а его математическая модель должна
быть достаточно проста (эквивалентна моделям других динамических
элементоз). . .-.. . .'.._.
Вопросам моделирования'УКН. значительное внимание . уделено в работах Д.Й.Аззрьеза, Д.А.Арзамасцева, З.А.Беникова," Л.М.Горбуно-вои, Ю.Е.Гурезпчз, Ф.Г.Гусейнова, З.З.Яукова, Н.В.Костерева, Л.Е.Либовой, if.и.Марковича и др. В программах расчета динатякес-кои устойчивости энергосистем предложены и реализованы, разнообразные статические и динамические моделі.
Однако сложность проблемы не позволила в полной мере провести анализ целесообразности их использования, областей применения, сценки суммарной погрешности и т.п. Кроме того, проведение различных видов расчетов для планирования режимов определяет требование иметь систему моделей каздого из элементов ЭЭС. При этом формирование совокупности моделей динамических объектов нергосистеш
4.
в каждом из перечисленных ниже видов расчетов, а именно : -ориентировочных (для occsxz оценок переходного процесса); -основных (для массовых расчетов , на основании которых производится анализ);
-уточняющих (для дополнительных, характеристик переходного процесса), следовало бы производить на основе задания, в котором учитывается вид расчета, влияние данного элемента на процесс в системе (масштаб, его удаленность от места.возмущения), наличие достоверных данных о его параметрах и другие фактора.
Таким образом, проблема моделирования УКН и'других динамических объектов энергосистемы остается чрезвычайно актуальной, так как от ее решения существенно зависит достоверность получаемых результатов расчетов динамической устойчивости, и, в конечном счете, повышение,надежности функционирования энергосистем.
Дисссертационная работа выполнена в соответствии с планами научно-исследовательских работ ИЭДШК Украины в рамках исследований по темам "Методы" и "Режим-3"(Постановление СМ УССР К 530 от 2Э.11.1975 г. и ГКНГ СССР Н 520 от 3.12.1S75 г.), "Меан" (Задание G5.G2.H2 обкесошной целевой программы О.Ц.ООЗ,: утвержденной Постановлением ГКНГ и Госплана СССР К 473 < 249 от 12.12.1980 г.) и "Анализ" (Задание 01.07 программы 0.Ц.026, Постановление ГКНГ и Госплана СССР Н 473/249 от 12.12.1980 г. Задание 07.01.01 республиканской целевой программы РЦ.Ц.001 "Энергокомплекс", Постановление Госплана УССР N 3-дсп от 28.01.1981 г.), а такае координационного плана НИР научного совета АН УССР по комплексной программе "Научные основы электроэнергетики", в выполнении которых автор принимал непосредственное участив в качестве исполнителя.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью работы является исследование моделей УКН для определения областей их применения и практического использования при анализе динамической устойчивости энергосистем.
Для достижения этой цели в работе решаются следуганз основные задача :
-
Сормирование системы математических моделей динамических элементов энергосистемы-
-
Разработка входного языка для записи задания на моделирование системы и формирования совокупности моделей основенх динамических элементов с учетом особенностей расчета и отдельных объектов.
-
Разработка интегрального критерия количественной оценки интенсивности переходного процесса в энергосистеме.
5.
-
Разработка математических моделей АРЗ синхронных махин, учитывающих конструктивные особенности современных регулятороз и систем возбуждены.
-
Разработка алгоритма к программы для оценки эффективности моделей основных динамических элементов овергосистем.
-
Определение возюкаостк и целесообразной области применения статических и динамических моделей узлов нагрузки.
7..Выработка практических рекомендацій по использованию моделей УКН.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ. В работе используются ориентированные на ЭВМ методы численного' решения систем линейных и нелинейных алгебраических и обыкновенных дифференциальных уравнений, ^методы теории вероятностей и математической статистика,- математические методы обработки і: .отображения результатов, метод имитационного моделирования.
НАУЧНАЯ КОЗКЗНА РАБОТЫ состоит в том, что
-показано, что в условиях недостоверности и неполноты информации о параметрах УКН, использование модели, учитывающей динамику двигательной нагрузки, по сравнении со статическими моделями уточняет расчеты динамической устойчивости энергосистем;
-показано, что уточнение модели УКН, содержащей эквивалентный асинхронный двигатель и прочую нагрузку, за счет введения з схему замещения синхронного двигателя з болыгинстзэ сдучаез нецелесообразно; ,
-показано, что представление модели УКН трэхузловой схемой замещения, включадаей два асинхронных,, о дин .синхронный двигатели и статическую нагрузку, по сравнению с моделированием нагрузки одноузловой схемой замещения практически кеоггравдано, поскольку не оказывает заметного влияния на результаты расчетов динамической устойчивости энергосистем;
- предложена классификация' математических моделей синхронних машин, АРЗ, АРЧЗ, УКН;
-разработан входной язик для записи задания на моделирование системы;
-предложен и реализован интегральный критерий оценки интенсивности переходного процесса;
-разработана методика определения эффективности использования математических моделей основных динамических объе гов энергосистем;
6.
- разработаны и реалізовану математические модели АРЗ синхрон-
ннх масса, учитывающие конструктивные особенности современных ти
пов регуляторов и систем возбуждения;
сфорлулнрованы рекомендации по использованию моделей УКН и некоторых моделей АРБ;
разработаны алгоритм к программа для оценки математических моделей элементов энергосистем.
_ НА ЗАШИТУ ВЫКОСЯТСЯ указанные вине положенім.
ПРАКТИЧЕСКАЯ .ЕШЧИМОСТЬ "АБОТЫ. Результаты исследований моделей УКН и предложенная классификация .моделей для синхронных малин, А?В. АРЧЗ и УКК предназначена для плакирования резккмов работа энергосистем.
Результаты диссертационной работа реализованы при разработке програма расчета на SBM динамической устойчивости и переходных процессов энергосистем, внедренных в энергообъединениях, энергосистемах':: проектных организациях Украины и СНГ з состзеє програкмно-го обеспечения автоматизированных систем диспетчерского управления (з том числе и систем автоматизаци:! проектирования).
Комплексная программа анализа динамической устойчивости сложной энергосистемы (УДАР-2) на ЭВМ М-4030 была внедрена в ОДУ Юга, ПЭО "Киевгнерго", ОДУ Средней Азиа,,РУ "йкказэкерго". Комплекс - УДАР-З-ЧАСТОТА-2 (расчет на ЭВМ III поколения динамической устойчивости и длительного переходного процесса) -з ИЗО "Днепроэнерго", "Докбассэнерго", ОДУ Средней Волги, -ПОЗ и Э"АзглазэЕерго". Экономически! аффект от внедрения программ, разработанных при непосредственном участии автора,.составил около 500 000 рублей в 1989 году..
ДПРОВАШЯ . РАБО-ТЫ. Основные подокения и результаты диссертационной работы докладывались и обсугдались на Республиканской научно-технической конференции "Молодые энергетики и олектротех-еики з борьбе за технически прогресс и повкзениэ эффективности производства" (Киев, 1974,1976,1979), Всесоюзной научной конференции "Моделирование электроэнергетических систем" (Баку, 1S82), Всесоюзном научно-техническом совещании "Исследование длительных переходных процессов энергосистем" (Новосибирск, 1982), Всесоюзном научном .семинаре "Методи анализа.режимов электроэнергетических систем" (Киев, 1931 ).
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глаз, заключения, списка датируемой лите-
