Введение к работе
Актуальность проблеми. Создание на самом передовом научном
уроиіа средств автоматизации и кибернетизации управления Единой
электроэнергетической системой (ЕЭЭС СССР) является важной государ
ственной задачей.В ЕЭЭС осуществляется поэтапный ввод и функциониру
ет сложная по своей структура автоматизированная система диспетчерс
кого управленая (ЛСДУ),важнейшей задачей которой является обеспече
ние экономичности,живучести и надежности работы электрической сис
темы (э.с). '
Основу АОДУ составляют- информационно-управляющие и информационно-вычислительные средства а их математическое обеспечение.
Математическая модаль(м.м.) э.с. ввиду сложности процессов в переходник режимах,большого числа разнотипных элементов,снабженных находящимися во взаимодействии многочисленными средствами регулирования и управления,является необозримо сложной .Поэтому одно из важнейших требований к математическому обеспечению АСДУ- упрощение м.м. э.о. и их наиболее сложных элементов,в частности,синхронных генераторов (о.г.).Его удовлетворение позволяет существенно сократить объем потребной информации, у лучлить обозримость исходных и результирующих данных,ускорить расчеты и упростить алгоритмы принятия решений, что важно в условиях большого объема выполняемых расчетов при планировании и требования высокой скорости выработки управляющих воздействий при управлении режимами.
Необходимость упрощения м.м. э.с. в последние года подчеркивается также в виду отсутствия в достаточном количестве информационно-технических средств и ограниченного охгата ими по соображениям технико-экономического характера.районов я элементов э.с.
Вопрос о необходимости эквивалентного упрощения м.м. э.с. с различной степенью остроты ставился практически на всех этапах развития ЕЭЭС.
Значительный вклад в развитие теория и практики эквивалентиро-вания р.с. я их осноеных элементов внесли советские учэныа:Вени - . ков В.А.,Горев А.А..Гусейнов Ф.Г.,Жданов П.С.,Жуков Л.А.,Картве-лвдтили Н.А.,Лебедев С.А.Дедлнкин Д.П.Диткенс И.В.,Михневич Г.В., Орурк И.А.,Руяенко Ю.Н.,Цукерник Л.В..Щедрин Н.Н..Щербина Ю.В. и др.
.' Несмотря на значительные результаты, решение проблемы эквивалентирования на настоящем этапе применительно к комплексу задач АСДУ продолжает отставать от решения методических и прог-раммно-алгоритшічесних вопросов управления режимами. Обусловлено это целым рядом причин, главными из которых являются: сложность структуры и,содержания задач управления режимами в.с; сложность структуры э.с, как объекта управления} изменчивость режимов.
Первые два фактора делают методические аспекты эквивалентирования неоднозначными, т.к. в зависимости от вида задачи и уровня управления предъявляются различные требования к глубине и точности эквивалентирования.
Третий Фактор указывает на невозможность использования с одинаковой эффективностью л надежностью однажды полученного эквивалента при управлении-и ставит в связи с этим задачу создания адаптивной эквивалентной и.и.
Следует также добавить фактор развития э.с. во всех вышеперечисленных аспектах, изменение их динамических свойств.
Целы настоящей работы является разработка единой теоретической и методической основи для получения эффективных и иаде*-ных упрощенных м.м. э.с. и с.г» для управления электромеханическими переходными процессами (ЭИПЛ) применительно к слояной иерархической (территориальной и временной) структуре АСДУ.
Для достижения этой цели в работе поставлены и решены следующие задачи:
I. Выявление структуры и содержания сложных причинно-след
ственных связей иехду факторами, определяющими требования к кри
териям и методам эквивалентирования, при комплексном удовлетво
рении которых становится возможный получение эффективных и на
дежных упрощенных м.м. ,
2* Формулирование требований, лежащих в основе этих связей, анализ существующих принципов эквийалентирования с позиций [формулированных требований, их классификация и рекомендация применительно к различным иерархичеоким уровням АСДУ.
3. Исследование свойств'э.с. и их м.м. в условиях электромеханических колебаний о целью их эффективного использования и обоснованного применения тех или иных,' и в особенности, инженер ных «етодов эквивалентирования, апроба'дая основного теоретического и методического подхода,'базирующегося на критерии сохране-
йия глазного двинения. .
-
Разработка теоретической и методической основы, а также реализующих их методов и алгоритмов зквивалектировакия для решения задач управления ЗіШЇІ на различных временных и территориальных уровнях ДСДУ.
-
Создание применительно к уровняй оперативного и автоматического управления принципа адаптивного эквпвалентирования.
-
Рекомендация способов расширения возможностей существующих и разработанных принципов эквпвалентирования за счет использования инфораатонного обеспечения в рамках задач и технических средств АСДУ и АСУ-ТП.
-
Выявление перспектив использования 'новых подходов создания упрощенных м.м. применительно к уровняй оперативного и автоматического управления.
Методическая основа ревэяия поставленных задач базируется на принципах системного подхода, предбпределавиего анализ многообразия взаимодействующих факторов, иерархической структуры АСДУ и объекта управления, выявление слоаных. причинно-следственных связей и требовании, лежащих в их основе и удовлетворение которых способствует получению эффективных а надежных упрощенных u.u., используемых в процессе управления, осуществление экзива-лентирования в условиях единства а целостности процесса управления.
Методическая основа эквивалентирозания, главным образом, строится на принципе выделения и сохранения основного физического содеркаяия процессов, являющихся предметом управления.
Наиболее эффективное эквивалентирование достигается путем одновременного применения комплекса поддающихся формализации и удовлетворяющих требованиям в строгой соответствии 00 сложной иерархической структурой АСДУ и объекта управления мег -дов, основывающихся на принципах агрегирования и декомпозиции как в пространстве, так и во времени.
Декомпозиция методов эквпвалентирования в соответствии о
иерархической структурой АСДУ и.величинами возмущений, расшире-
нив возможностей и эффективности их применения на низших времен
ных уровнях за счеі использования информационного обеспечения и
технических средств в рамках АСДУ я АСУ ТП, введения дополни
тельных решающих алгоритмов и микропроцессорной техники.
.... '. '. '<..'/' '.
Решение поставленных задач на основе выдвинутых научных и методических положений осуществлено, с одной стороны, путей систематизации, обобщения и развития существующих негодов зкви-валентирования применительно к сложной иерархической структуре АСДУ, а. с другой - разработки новых научных положений и методов, основанных, главный образом, на критерии сохранения главного движения применительно к той хе структуре АСДУ.
В работе использованы полонення теории колебаний и да*>фе-ренциального анализа, адаптивного управления, метода малого параметра, факторного планирования эксперимента, теории подобия и чувствительности, теории групп, элементы матричной алгебры.
Научьая новизна. В работе разработаны теоретические и методические основы построения упрощенных м.ы. для управления д;,!ПП в а.с. на различных территориальных и временных уровнях АСДУ. '..'
На зашиту выносятся следующие научна положения:
-
Сложные причинно-следственные связи между факторами, характеризующими АСДУ и сам объект управления, содержанием эк-вивалентирования и рекомендованными показателями оценки ого эффективности, их структура и содержательный аспект.
-
Сформулированные требования, лежащие в основе выявленных причинно-следственных связей, удовлетворение которых позволяет обеспечить эффективность применения существующих и вновь разработанных методов зквиваленадрования в слога!ой структуре АСДУ; рекомендации в этой части, разработанные на основе укрупненной классификации.
-
Некоторые свойства, характеризующие э.с, как объект управления, в переходных электромеханических режимах, позволяющих вести эквивалентирование сравнительно простыми методами и способствующих более глубокому упрощению при сохранении адекватности электромеханических процессов.
4. Единая теоретическая и методическая основа для эквлвалютирования э.с. и с.г. в комплексе АСДУ в виде критерия сохранения главного движения и построенного на его основе метода; рекомендации и выводы , апробирующие научные положения при экви-валентировакии, а также возможности использования критерия сох-. ранения главного движения для этих целей.
5. Возможности пршенэния для э.с. и с.г., находящихся S
различных условиях, как единого метода, основанного на критерии сохранения главного движения, так и комплекса методов в совокупности с Формализованными признаками, позволяющими автоматизировать процесс упрощения их u.u. и достичь глубокого и обоснованного эквивалентирования на низших временных уровнях управления.
-
Принцип и методика адаптивного эквивалентирования применительно к низлш временным уровняй управления с использованием критерия сохранения главного движения.
-
Способы расширения возможностей разработанных методов эквивалентирования путей использования информационно-технического обеспечения и вычислительных комплексов в рамках задач АСДУ и АСУ ТИ, а такие перспективы применения некоторых новых подходов применительно к низший временным уровням управления.
Практическая ценность работы заключается в том, что в результате проведенных исследований, выдвинутых и апробированных теоретических положений и методических разработок открываются широкие возможности по практической реализации эквивалентирования э.с. пршеннтвльно ко всему комплексу задач управления на единой методологической основе.
Среди полученных выводов, рекомендаций и иетодичесних разработок наибольшую практическую ценность представляют следующие:
область применения различных принципов эквивалентирования в комплексе задач АСДУ, система оценочных показателей и требований,"
группа методов и алгоритмов эквивалентирования э.с. и
з.г..применительно к аадачам долго- и краткосрочного планирования при больших и малых возмущениях, использующих критерий сохранения главного движения, а такие принципы декомпозиции в пространстве и ао времени;
принцип комплексного подхода к упрощении u.u. э.с. в задачах оперативного и автоматического управления, предусматривающего применение метода сохранения главного движения, а заказ разработанных методов пространственной и временной декомпозиций ' совместно о рекомендованными формализованными признаками;
метод и алгоритм адашшвного эквивалентирования в задачах оперативного автоматического управления, пути реализации принципа адаптивного эквивалентирования.
Разработанные методы и алгоритмы реализованы, как в виде самостоятельных программ для получения эквивалентных охви и
м.м. при решения задач планирования,так и путем введения в промышленный программный комплекс расчета устойчивости для решения задач оперативного и автоматического управления.
Внедрение результатов. Разработанные методы эквивалентиро-вания'.э.с. и о.г*-, в качестве "Методических.рекомендаций до эк-вивалентированига электрических' систем и их элементов для расчета электромеханических переходных процессов" решением Научно- Технического Совета Глэвшшпроекта Минэнерго СССР изданы и разосланы во все энергосистемы страны для практического использования.
Разработанные программа эквивалентярования как самостоятельные, так и введенные в промыялэнный программно-алгоритмический комплекс, переданы для практического использования в ЦДУ ЕЭЭС СССР, 0Д7 Северо-Запада,ОДУ Закавказья.ВПШ и НИИ Энергосетьпроект, ПО Дальние электропередачи.Азглавэнерго и другие енергосистеми.
Ка различных этапах проводимте научных исследование и методических разработок получены упрощенные схемы 'Азербайджанской энергосистемы,ОЭС Ззкавказья.Северо-Запада, ОЭС Западной Сиби -ри .Урала и Казахстана, примыкающих к ЕЛ СВН - 1150 кВ.Последние применились как для решения задач пусконаладочного характера, так и применительно к комплексу задач АСУ ТЦ Ш - 1150 кВ Экибастуз в части управления устойчивостью с воздействием на ограничение Перетоков и отключение шунтирующих реакторов. Эквивалентные схемы ОХ Закавказья и АзербаддяавскоЁ энергосистемы использовались для оценки статической и динамической устойчивости текущих и перспективных режимов в связи с вводом блоков на Азербайджанской ГРЭС,пуском ШамхорскоіЗ ГХ, определением настроек регуляторов возбуждений с.г. крупных станций'Закавказья и др.
Всего внедрено 14 работ с экономическим эффектом 850'т.р. . ;
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докяа-' давались на Всесоюзной конференции по применения» методов кибер -негики в энергетике (г.Тбилися, 1967 г. ), Всесоюзном совещании по проблемам управления и регулирования'(-'г.Москва, 1971 r.}v'l ' Всесоюзной межвузовской конференции по моделированию а праменвг-нию кибернетики в энергетике.(г.Баку,197к;Таллин,1977;г.Ваку, :';' 1982 г.; г.Рига, 1987 г.), Всесоюзном научно-техническом соаеща -нии "Методы эквиваленмрованяя электрических систем ( г.Баку , . 1974 г.; г.Киев,1978 г.; г.Баку,1982 и Ї987 гг), Всесоюзном " научно-техническом совещании "Вощ)осы| устойчивости и надежности енергосистем СССР " (г. Ташкент, 1984 г; г. Душанбе, 1989 г,),
II Всесоюзной научно-техническом совещании "Системные исследования в энэргетике" (г.Ленинград, І9В4 г.), ІУ Всесоюзной совещании "Опыт оптимизации алектрлческих режимов работы энергосистем (ЦДУ ЕзЭС СССР, I960 г.), на заседаниях секций и семинаров Научного Совета по Комплексним проблемам энергетики АН СССР (г.Москва, 1971, 1938 г.г.; г.Ленинград, 1981г.), АН Грузинской ССР (г.Тбилиси, 1985 г.), ІУ республиканском научно-технической совещании "Соирашшша проблемы энергетики" (г.Киев, 1985 г.;, семинаре "Передовой опит в энергосистемах и возможности его использования ь .'Лолдавші" (г.Кишинев, 1984 г.) и др.
Решение научной проблемы в XI и ХП пятилетках проводилось В раыках выполнении заданий вакнейших общесоюзных и отраслевых научно-технических программ, направленных на дальнейшее развитие ЕЗЭС СССР и применения средств вычислибгельной техники (ОЦ. ООЗ.0.01.06Ц, ОЦ.026.0І.ІІ, 01.06.ЮЦ).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 70 работ. Перечень основных публикаций, наиболее полно отражающих содержание диссертационной работы, приведен ниже.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Основное содержание работы изложено на 230 страницах. Кроме того, в работа имеется 10 таблиц, 5ч- рисунка, список литературу из 236 наименований.
