Введение к работе
Актуальность работы. Среди актуальных направлений совершенствования систем электроэнергетики предприятий з документах межрегиональных и отраслевых совещаний отмечается необходимость развития работ по оптимизации качества электроэнергии и ренинов ее потребления.
Оптимизация управления системами электроэнергетики промышленных предприятий - это целенаправленное поддержание или обеспечение параметров режимоз рассматриваемых систем в зависимости от возмущающих воздействий такими, чтобы получить максимум экономического эффекта.
Целесообразность получения дополнительной экономии путем повышения эффективности используемых энергоресурсов, в частности, полного использования установленной мощности синхронных двигателей имеющихся на промышленном предприятии, определяет актуальность работы.
Згой проблеме посвящен ряд исследований, но комплексного ее решения, доведенного до принципов конструирования, инкекерных методов проектирования преобразователей, их сравнительной сценки получено не было.. Ранее также не рассматривались программные средства реализации: микропроцессорных систем управления, обеспечивающие комплексное решение задач статистической обработки реимоз работы систем электроэнергетики предприятий, необходимой для идентификации переменных и параметров задач оптимизации этих резшмов работы.
Вопросы внедрения сложных систем управления требузт поэтапного решения, поэтому построение комплексной системы управления с B03MOS-костьо работы как в решка автоматического регулирования, так и в ре-зима информационно-управляющей системы целесообразно на этапе адаптации и настройки системы, а такне при изменении ее конфигурации.
Работа выполнялась по координационному плану " Оптимум ". а такхе в рамках обобщенного заказ-наряда Нижегородского Государственного технического университета.
Цель работы заключается в исследовании возможности использования ресурсов синхронных двигателей для получения дополнительной экономии электроэнергии благодаря применению новейших технических и программных средств, методов анализа энергетических систем предприятий и синтеза законов управления ими.
В соответствии с поставленной цельи сформулированы следующие задачи исследования:
і. Анализ использования синхронного двигателя (СД) в качестве до-
полнительного источника реактивной мощности в зависимости от характеристик и нагрузки СД. а также других потребителей электроэнергетической системы прокыпдеккого предприятия; постановка математической задачи оптимизации управления возбуждением группы СД с целью минимизации приведенных затрат. '
-
Технико-экономический анализ еозкозшых схем преобразователей для возбуждения СД; оптимизация параметров возбудителя, построенного по схеме последовательного инвертора; выработка рекомендаций по применении различных схемотехнических решений построения возбудителей применительно к различным диапазонам мощности СД.
-
Определение оптимального соотношения напряжения и реактивной мощности узла нагрузки и нахождение оптимального распределения токов возбуждения отдельных СД путем решения задачи линейного программирования; разработка структурной схемы системы управления и алгоритма ее работы.
-
Проектирование и организация баз данных для информационно-управляющей системы оптимизации режимов работы электроэнергегической системы промышленного предприятия и разработка программного обеспечения.
Методы исследований. При выполнении работы применялись как теоретические, так и экспериментальные методы исследования. При определении целей оптимального управления возбуждением использовались, алгебраические и интегральные методы. Синтез схемы возбудителя на основе последовательного инвертора осуществлялся с помощью дифференциального исчисления и численного, интегрирования. При построении комплексной системи управления использовались метода решения экстремальных задач переборного типа, а для определения параметров задачи линейного программирования - методы статистического контроля. Реализация системы управления возбуждением группы СД на основе системы обработки данных производилась с использованием теории баз данных к современных вычислительные средств. Экспериментальные исследования производились на макетном образце и четырех внедренных автором производственных установках, разработанных на основе современной электронной техники.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- выработаны рекомендации по применению различных схемотехнических решений построения возбудителей применительно к различным диапазо' нам мощности СД и разработана методика оптимизации параметров возбудителя., построенного по схеме последовательного инвертора, позволяющая 4
минимизировать стоимостные показатели;
сформулирована задача уменьшения приведенных затрат в электроэнергетической системе предприятия посредством достижения оптакального соотношения напряжения и реактивной мощности узла нагрузки, а также оптимального распределения токов возбуждения отдельных СД путем решения задачи линейного программирования;
разработана методика определения приведенных затрат от изменения напряжения в электроэнергетической системе промышленного предприятия и затрат, зависящих от величины потребляемой реактивной мощности;
предложена реализация комплексной-системы управления возбуждением группы СД как информационной системы обработки данных, что обеспечивает адаптацию системы управления к условиям предприятия на этапах внедрения и эксплуатации.
Практическая значимость:
1. Разработаны рекомендации по применения различных схемотехнических решений построения возбудителей для СД малой и средней мощности в электроэнергетической системе.
. 2. Предложен метод оптимизации управления СД с целью минимизации приведенных затрат в электроэнергетической системе промышленного предприятия.
Реализация результатов работы. Основные результаты теоретических, и экспериментальных исследований диссертационной работы были использованы при проведении научно-исследовательской хоздоговорной работы по теме "Разработка и внедрение группы тиристорних возбудителей для синхронных двигателей" компрессорной подстанции завода "Орбита" производственного объединения "ЭРКОН" (г.Н.Новгород).
Методика оптимизации преобразователя, построенного, по схеие последовательного инвертора, применяется при расчетах параметров серии высокочастотных источников питания в "Нижегородской межотраслевой лаборатории" (Г.Н.Новгород).
Результаты работы использовались в учебном процессе й КГТУ при проведении НИРС и дипломного проектирования студентов специальности 1809.
/щробаїгоя работы. Основные результаты работы докладывались й об-зуждались на межреспубликанской студенческой конференции "Электроэнергетика" (Новосибирск. 1988): на научно-технической конференции " Актуальные проблемы электроэнергетики.Проблемы вентильного электропривода"
(Горький, 1990); на научно-технической конференции "Актуальные проблемы электроэнергетики. Проблемы вентильного электропривода." (Н.Новгород. 1992).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем диссертации. 115 страниц машинописного текста, 35 рисунков и таблиц, перечень литературы из 92 наименований,' 5 приложений.
