Содержание к диссертации
Введение
I. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 12
1.1. Управление энергосистемой для обеспечения ее устойчивости . 12
1.1.1. Общая структура управления 12
1.1.2. Оперативное управление 13
1.1.3. Автоматическое управление 18
1.2. Задача определения параметров настройки устройств автоматического предотвращения нарушения устойчивости 22
1.3. Задача определения управляющих воздействий 24
1.4. Задача определения управляющих воздействий обеспечивающих статическую устойчивость 27
1.4.1. Описание моделей 29
1.4.2. Критерий оптимальности управляющих воздействий 34
1.4.3. Классификация аппроксимаций области существования режима 36
1.5. Обзор методов определения управляющих воздействий. 38
1.6. Выводы к первой главе 45
2. СТРУКТУРА ОБЛАСТИ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ КОНСЕРВАТИВНОЙ МОДЕЛИ ШЕРГОСИСТЕМЫ 51
2.1. Описание модели энергосистемы 51
2.2. Область статической устойчивости трехмерной модели энергосистемы 56
2.2.1. Свойства области существования режима 56
2.2.2. Квадратурные точки 60
2.2.3. Отображение прообраза области существования режима 62
2.2.4. Особые точки границы области существования режима ,. ., ,, 63
2.2.5. Влияние параметров схемы на форму области существования режима 64
2.2.6. Влияние активного сопротивления связей 66
2.2.7. Аппроксимация области существования режима 67
2.3, Структура области статической устойчивости четырех машинной модели энергосистемы 69
2.3.1. Энергосистема со схемой типа полного четырехугольника 69
2.3.2. Энергосистема со схемой типа неполного четырехугольника 72
2.3.3. Чвтырехмашинное кольцо « 74
2.4, Структура области существования режима п -машинной модели энергосистемы 74
2.5, Выводы по второй главе 77
3, ОПРБЦЩЯЕНИЕ УЛРАВЛЯКЩХ ВОЗДЕЙСТВИЙ 108
3.1. Определение управляющих воздействий, обеспечивающих существование послеаварийного установившегося режим 108
3.2.. Определение управляющих воздействий по упрощенной модели энергосистемы 112
3.2.1. Определение сбалансированных управляющих воздействий ІЇ7
3.2.2. Определение сбалансированных воздействий для модели энергосистемы со схемой типа полного многоугольника 121
3.2.3. Уточнение модуля вектора управляющих воздействий 127
3.2.4. Определение управляющих воздействий для трех машинной упрощенной модели энергосистемы 129
3.2.5. Определение управляющих воздействий для четырех машинной модели упрощенной энергосистемы 132
3.2.6. Определение несбалансированных управляющих воздействий 134
3.3. Определение управляющих воздействий, обеспечивающих устойчивость динамического перехода 137
3.4. Выводы к третьей главе 141
4. ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ РАСЧЕТОВ УСТОЙЧИВОСТИ
И УСТАВОК ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ АВТОМАТИКИ 150
4.1. Общее описание комплекса 155
4.2. Управляющая программа 157
4.2.1. Диалоговая, система 158
4.2.2. Транслятор и процессор комплекса 160
4.2.3. Ввод, коррекция и вывод данных 164
4.2.4. Библиотека данных и рабочая область 166
4.3. Базовый набор функциональных блоков 169
4.4. Входной язык комплекса 174
4.5. Выводы к четвертой главе 177
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 181
ЛИТЕРАТУРА 184
ПРИЛОЖЕНИЕ I. 193
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 201
- Управление энергосистемой для обеспечения ее устойчивости
- Область статической устойчивости трехмерной модели энергосистемы
- Определение управляющих воздействий, обеспечивающих существование послеаварийного установившегося режим
- Общее описание комплекса
Управление энергосистемой для обеспечения ее устойчивости
Целью такого управления является обеспечение в аварийных. ситуациях перехода ЭС из исходного состояния в послеаварийное, с заданным нормативным запасом устойчивости, с помощью УВ, при которых народнохозяйственный ущерб минимален.
В общей структуре управления различают обычно управление развитием (перспективное планирование) и управление функционированием, которое, в свою очередь, подразделяется на следующие временные уровни: долгосрочное и краткосрочное планирование, оперативное и автоматическое управление.
К долгосрочному планированию относится планирование на период времени месяц-квартал-год, к краткосрочному - планирование на ближайшие сутки или несколько суток. К уровню оперативного управления относятся задачи, решаемые оперативно-диспетчерским персоналом в течении суток. Управление ЭС в темпе процесса, осуществляемое устройствами автоматики; представляет собой уровень автоматического управления.
Задачи всех уровней управления функционированием ЭС решаются в рамках оперативно-диспетчерского управления, осуществляемого автоматизированной системой диспетчерского управления (АСДУ).
На каждом из временных уровней управления ЭС решаются помимо других задач и задачи, связанные с управлением ЭС для обеспечения устойчивости Например на уровне долгосрочного планирования осуществляется предварительная настройка устройств автоматического предотвращения нарушения устойчивости и определяются так называемые "ограничения по устойчивости", закладываемые в соответствующие инструктивные материалы.
Область статической устойчивости трехмерной модели энергосистемы
Установившийся режим трех машинной энергосистемы (рис.2.I) при указанных выше допущениях, описывается следующей системой уравнений.
Рассмотрим в пространстве углов область Dp , в которой якобиан (2.9) положителен. Область Дрнедноснязна: для рассматриваемой энергосистемы она состоит из трех односвязных областей Л? $ D$ и Df [ 77] v Через Dp . обозначена область, которая включает в себя начало кощщинат. Для симметричной схемы (т.е. схемы с параметрами п и Ь ) эти области показаны на рис.2,2. В силу периодичности функций - правых частей уравнений системы (І) в пространстве углов рассматривается только область.
Как показали расчеты, неодносвязности области Т)$ сохраняется и в случае, когда активное сопротивление связей Г не равно нулю, но не очень велико. Так, для симметричной схемы неодносвязности сохраняется, если отношение активного сопротивления связей к индуктивному не превышает приблизительно 35$ (рис. 2.3). При больших значениях А области сливаются друг с другом (см.также [24] ).
Определение управляющих воздействий, обеспечивающих существование послеаварийного установившегося режим
Предлагаемый алгоритм определения оптимальных в смысле критерия (I.15) УВ, обеспечивающих условия существования после аварийного установившегося режима при известном доаварийном режиме и послеаварийное значении вектора активных узловых мощностей, использует принцип как параллельной, так и иерархической декомпозиции.
Принцип параллельной декомпозиции используется при разделении задачи определения оптимальных УВ на задачу определения оптимального небаланса и соответствующих ему несбалансированных УВ и задачу определения оптимальных сбалансированных УВ.
Применение принципа иерархической декомпозиции при решении задачи определения оптимальных УВ, заключается в том, что она первоначально решается с использованием упрощенной модели ЭС, а затем полученное решение уточняется на более полной модели, причем, в случае необходимости организуются итерации "по модели". Общая блок-схема алгоритма приведена на рис.3.1. Величина УВ определяется в предположении их непрерывности. В случае учета дискретного характера реальных УВ (например- отключения генераторов), найденные УВ могут использоваться в качестве начальных приближений для определения оптимальных дискретных УВ. В частности, претендентами на оптимальное решение являются только те УВ, значение критерия оптлальности для которых не меньше, чем для решения, полученного в предположении непрерывного характера УВ.
Под полной моделью подразумевается модель типа Ml, а в качестве упрощенной модели используется модель типа МЗ - простейшая модель, сохраняющая основные свойства сети переменного тока. Получение такой модели из полной модели ЭС основывается на методе разнесения мощности активной нагрузки и реактансов реактивной нагрузки в генерирующие узлы и подробно описано в главе 2.
Следующим этапом алгоритма является определение оптимальных УВ для упрощенной модели, который подробно описан далее в разделе 3.2. В случае необходимости величина УВ уточняется на полной модели. Если УВ, определенные для упрощенной и полной моделей значительно отличаются друг от друга, то организуются "итерации по модели", т.е. описанные выше этапы повторяются (при этом упрощенная модель строится с использованием полученного предельного режима).
Общее описание комплекса
Комплекс ША включает в себя следующие основные компоненты:
- набор функциональных блоков ,
- управляющую программу,
- рабочую область,
- библиотеку данных,
- программу настройки.
Первые четыре компоненты составляют рабочую часть комплекса, последняя - настроечную.
Базовый набор функциональных блоков описан в п.4.3.(от версии к версии он может меняться). При определении набора ФБ учитывались следующие соображения: для каждого ФБ существует техно логическое задание, выполнение которого требует использование только этого ФБ; при выполнении любого технологического задания обмен данными между Ш происходит относительно редко.
Режим работы определяется управляющими данными, которые вводятся непосредственно перед расчетом, либо принимают, по умолчанию, стандартные значения определяемые при настройке комплекса.
Обмен данными между функциональными блоками производится только через рабочую область, расположенную на диске. Такая организация обмена данными между функциональными блоками позволила организовать независимое распределение памяти внутри блоков и дала возможность хранить результаты работы отдельных функциональных блоков и обеспечили возможность простого подключения, в случае необходимости к различным базам данных.
Управляющая программа обеспечивает ввод в режиме диалога технологического задания, трансляцию его в некоторый внутренний язык, и организацию выполнения этого задания путем вызова необходимых функциональных блоков в требуемой последовательности І а также функции ввода, довода, коррекции и вывода для исходных технологических и управляющих данных и просмотр выходного набора данных, в который помещаются результаты работы всех функциональных блоков.
Под технологическим заданием понимается сформулированная на входном языке комплекса программ расчета, позволяющая решить ка-, кукклибо технологическую задачу. Особенностью входного языка комплекса является наличие конструкций типа ЕСШКГО-ИНАЧЕ, ЦШШ - .. ПОКА., позволяющие записать программу расчета с разветвленной логикой! 35J.
Библиотека данных предназначена для длительного хранения данных хранения может быть любая совокупность данных, предусмотренная при настройке комплекса. Например, исходные данные для расчета установившегося режима, рассчитанный режим, набор автоматики и т.п.
Программа настройки предназначена для указания конкретных значений параметров настройки комплекса таких, как размеры словарей, используемых во входном языке имен самих имен, размеры библиотеки данных и типы секций данных, стандартные значения управляющих данных функциональных блоков и т.п.
