WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Разработка алгоритмов управления асинхронным ходом в многоподсистемной энергосистеме и исследование их эффективности

На правах рукописи

СЕВОСТЬЯНОВ АНТОН ОЛЕГОВИЧ

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ХОДОМ В МНОГОПОДСИСТЕМНОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Специальность 05.14.02 – «Электростанции

и электроэнергетические системы»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2010 г.

Работа выполнена на кафедре «Электроэнергетические системы» Московского энергетического института (Технического университета).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Зеленохат Николай Иосифович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шакарян Юрий Гевондович

кандидат технических наук

Жуков Андрей Васильевич

Ведущая организация: Филиал ОАО «СО ЕЭС» ОДУ Центра

Защита диссертации состоится «28» мая 2010 года в 16 час. 30 мин. в аудитории Г–200 на заседании диссертационного совета Д 212.157.03 при Московском энергетическом институте (техническом университете), по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (Технического университета).

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан «27» апреля 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.157.03

кандидат технических наук, доцент Бердник Е.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Проблемы сохранения устойчивости синхронной работы генераторов и отдельных подсистем сложных электроэнергетических систем (ЭЭС), а также обеспечения успешной ресинхронизации после возникновения асинхронного хода по линиям электропередачи особенно актуальны для ЕЭС России, учитывая перспективы ее развития.

При эксплуатации энергосистем и энергообъединений разных стран мира в 2002 – 2005 гг. имели место нарушения их устойчивой работы с возникновением двухчастотного и многочастотного асинхронного хода. В России в 2005 г. произошла крупная авария с выделением на изолированную работу Пермско-Закамского энергорайона, связанного несколькими линиями электропередачи 110-220 кВ с ОЭС Урала.

Одним из средств выявления и прекращения асинхронного хода по линиям электропередачи является автоматика ликвидации асинхронного режима (АЛАР), действующая, в основном, на деление электрической сети на несинхронно работающие части. В большинстве случаев разрыв связей подсистем может приводить к усугублению аварии. Поэтому становятся актуальными исследования по обеспечению ресинхронизации энергосистем после кратковременного асинхронного хода под воздействием управляющих устройств, реализующих, например, снижение генерирующей мощности в избыточной подсистеме и отключение потребителей в дефицитной подсистеме ЭЭС.

В последние годы особое внимание уделяется такому мероприятию по повышению результирующей устойчивости энергосистем, как управляемые воздействия на их режим при асинхронном ходе. Целесообразно организованными воздействиями на перетоки активной мощности по межсистемным связям, содержащим высоковольтные линии электропередачи, обеспечивается ресинхронизация подсистем в ЭЭС без ее деления на несинхронно работающие части.

Исследованию именно такого рода управления асинхронным ходом по межсистемным связям в сложных многоподсистемных энергосистемах и их объединениях рассматривается в данной диссертационной работе, что позволяет считать ее тему актуальной.

Целью работы является разработка алгоритмов управления асинхронным ходом по межсистемным связям в сложной многоподсистемной энергосистеме и исследование эффективности таких алгоритмов при различных схемно-режимных условиях работы энергосистемы.

Для достижения поставленной цели определены для решения следующие задачи:

• теоретические исследования в направлении поиска научной основы для разработки нового подхода к синтезу алгоритмов управления асинхронным ходом в энергосистеме;

• применение положений теоретической механики и теории переходных электромеханических процессов в энергосистеме для разработки методики синтеза алгоритмов управления перетоками мощности по межсистемным связям с целью сокращения продолжительности асинхронного хода по ним;

• аналитические исследования и выполнение расчетов для обоснования возможности и целесообразности применения дискретного управления выключателями линий электропередачи межсистемных связей в целях управления перетоком мощности по ним при асинхронном ходе между подсистемами в энергосистеме;

• разработка методических рекомендаций для научно обоснованного определения величин уставок в алгоритмах управляющих устройств;

• исследование эффективности управления многочастотным асинхронным ходом с использованием разработанных алгоритмов управления применительно к эквивалентным трех- и четырехподсистемным энергосистемам.

Научная новизна работы.

1. На основе применения отдельных положений теоретической механики и теории ЭЭС разработана методика формирования алгоритмов управления асинхронным ходом по межсистемным связям в многоподсистемной энергосистеме.

2. Разработан метод синтеза алгоритмов управления перетоком активной мощности по межсистемной связи, исходя из условия убывания энергии ее колебаний при асинхронном ходе по связи.

3. Научно обоснована возможность и целесообразность применения дискретного управления асинхронным ходом по межсистемным связям с помощью их выключателей при использовании разработанных алгоритмов управления.

4. С использованием математической базы программного комплекса Mustang.win разработана математическая модель сложной много-подсистемной ЭЭС и выполнены расчеты, подтверждающие высокую эффективность управления асинхронным ходом по межсистемным связям в сложной энергосистеме при использовании сформированных алгоритмов управления.

5. На примере эквивалентной схемы сложной ЭЭС проведены комплексные исследования эффективности применения разработанных алгоритмов управления в различных схемно-режимных условиях работы энергосистемы.

Методы исследования. При решении поставленных задач использованы фундаментальные положения теоретической механики и теории ЭЭС, методы математического моделирования и анализа устойчивости, а также принципы построения систем противоаварийного управления.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается применением современных методов исследования режимных свойств ЭЭС при асинхронном ходе, использованием проверенных на практике математических и цифровых моделей ЭЭС и подтверждается результатами выполненных расчетов с использованием современной вычислительной техники, а также сопоставлением переходных процессов без учета и с учетом разработанных алгоритмов управления перетоком мощности по межсистемным связям в многоподсистемной ЭЭС при возникновении многочастотного асинхронного хода.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработанные алгоритмы управления асинхронным ходом в энергосистемах технически реализуемы и могут найти применения в устройствах АЛАР при установке их на системообразующих и межсистемных связях в сложных ЭЭС и их энергообъединениях. Результаты диссертационной работы могут быть использованы научно-исследовательскими учреждениями и производствен-ными предприятиями, занимающимися решением задач управления асинхронным ходом в ЭЭС и повышением эффективности управления их результирующей устойчивостью.

Апробация диссертационной работы. Основные положения и результаты диссертации доложены и обсуждены на XVI международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиотехника, электротехника и энергетика» в 2010 году (г. Москва), а также на заседании кафедры «Электроэнергетические системы» МЭИ (ТУ).

Публикации. По результатам исследований опубликованы две статьи в журналах «Вестник МЭИ» (г. Москва) и «Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики» (г. Казань), а также тезисы одного доклада на XVI международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиотехника, электротехника и энергетика» в 2010 году.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. Объем работы включает в себя 277 страниц основного текста, 213 рисунков, 17 таблиц и 84 единицы списка литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована ее цель, приведены поставленные для решения основные задачи, а также охарактеризована научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе дана краткая характеристика причин возникновения и описываются последствия асинхронных режимов в ЭЭС. Приводится описание крупных системных аварий за последние годы, произошедших в нашей стране и за рубежом, которые подтверждают, что асинхронные режимы создают тяжелые последствия для ЭЭС и требуют своевременного выявления и ликвидации.

Во второй главе на примере простой ЭЭС, состоящей из двух подсистем, связанных межсистемной линией, проведен анализ изменения режимных параметров в цикле двухчастотного асинхронного хода: тока по линии, модуля и фазы вектора напряжения в промежуточной точке линии, взаимного скольжения векторов напряжений в промежуточных точках линии, кажущегося сопротивления в точках линии, активной и реактивной мощности по линии. Оценено влияние на характеристики этих параметров таких факторов, как положение электрического центра качаний по отношению к точке замера режимного параметра, положение и величина промежуточной нагрузки на линии электропередачи, а также соотношение активной и реактивной мощностей в составе этой нагрузки.

В третьей главе рассмотрены режимные характеристики многочастотного асинхронного хода по линиям связи в трехподсистемной ЭЭС. Наглядно показано, что формы кривых режимных параметров при многочастотном асинхронном ходе значительно разнообразнее, чем в случае двухчастотного асинхронного хода. Это обусловлено наличием большого числа гармонических составляющих, которые зависят не только от модулей напряжений эквивалентных генераторов и параметров сети, но и от соотношения взаимных частот эквивалентных генераторов.

Показано, что при многочастотном асинхронном ходе нет постоянного центра качаний. При этом возможно не только блуждание точки минимального напряжения, но и возникновение одновременно нескольких центров качаний на разных линиях. Это обстоятельство характеризует многочастотный асинхронный режим в сравнении с двухчастотным как более опасный режим, требующий скорейшей ликвидации.

Отмечено, что в случае возникновения в ЭЭС многочастотного асинхронного хода большинство существующих устройств АЛАР, предназначенных для выявления только двухчастотных асинхронных режимов, не сработает вообще, либо сработает некорректно, что может только усугубить ситуацию. В то же время существует ряд особенностей, связанных с характеристиками режимных параметров, общих как для двухчастотного, так и многочастотного асинхронного хода: например, близость моментов достижения максимумов тока и реактивной мощности в начале линии электропередачи и смены знака активной мощности по той же линии с «+» на «–». Эти общие закономерности можно использовать как критерии для выявления и ликвидации как двухчастотных, так и большинства многочастотных асинхронных режимов.

В четвертой главе дан анализ существующих способов выявления и ликвидации двухчастотных и многочастотных асинхронных режимов в ЭЭС. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Некоторые из них применяются на практике в следующих устройствах АЛАР: релейное устройство типа ЭПО с пуском по кажущемуся сопротивлению, микропроцессорное устройство АЛАР МКПА (Дальний Восток), селективная автоматика прекращения асинхронного хода (САПАХ), микропроцессорные устройства АЛАР-Ц и АЛАР-М.

В силу несовершенства рассмотренных способов особенно в условиях сложных многоподсистемных ЭЭС, а также негативных последствий деления электрической сети ЭЭС на несинхронно работающие части (наиболее распространенного управляющего воздействия устройств АЛАР) становится необходимой разработка новых алгоритмов выявления и ликвидации асинхронного хода в ЭЭС, в которых бы использовались параметры режима, замеряемые непосредственно в месте установки управляющего устройства автоматики, что позволило бы упростить систему сбора и передачи информации в ЭЭС.

В пятой глава дано обоснование возможности дискретного управления асинхронным ходом по межсистемным связям с помощью их выключателей в сложных ЭЭС. Рассматривается подход к управлению асинхронным ходом по линиям электропередачи межсистемных связей. Так как в асинхронном режиме активная мощность между подсистемами практически не передается, то для достижения ресинхронизации в ЭЭС становится целесообразным изменять характеристики линий связи между подсистемами таким образом, чтобы по ним в максимальном объеме передавалась активная мощность из энергоизбыточных подсистем в энергодефицитные. То есть на линиях связи должны быть установлены управляющие устройства (УУ), с помощью которых можно было бы управлять перетоками активной мощности по связям и, тем самым, целенаправленно воздействовать на асинхронный режим всей ЭЭС.

Рассматривается асинхронный режим в простой двухподсистемной ЭЭС, в которой по концам межсистемной связи поддерживаются постоянные по модулю напряжения, мощности турбин эквивалентных генераторов и нагрузка подсистем постоянны, активное сопротивление связи и асинхронная мощность по ней принимаются равными нулю. Математическая модель такой ЭЭС описывается следующим уравнением

(1)

где , причем  – постоянные инерции эквивалентных гене-раторов подсистем;

, причем  – углы роторов эквивалентных генераторов подсистем;

 при обозначениях 

– мощности турбин эквивалентных генераторов подсистем,

– мощности нагрузок подсистем,, ;

Хл – реактивное сопротивление линии связи;

U1, U2  – модули напряжения по концам линии связи;

, причем – фазы напряжений по концам линии связи.

Разработана математическая модель и методика синтеза алгоритмов управления асинхронным ходом в ЭЭС. В соответствии с ней реактивное сопротивление связи представляется как, где u – управляющее воздействие в виде дополнительного реактивного сопротивления. После преобразований с учетом введения управляющего воздействия уравнение (1) принимает вид:

(2)

где обозначения

– составляющая передаваемой по линии связи мощности Рл, не зависящая в явном виде от воздействия u;

– составляющая Рл, зависящая явно от u.

Для синтеза алгоритмов управления используется подход, основу которого составляет положение о том, что в диссипативной динамической системе, не содержащей неконсервативные силы, возникающие переходные процессы с течением времени затухают. Математически это означает, что производная по времени t от полной механической энергии системы V, определяемой как сумма кинетической энергии относительного движения ротора генератора и его потенциальной энергии, с течением времени убывает, то есть выполняется условие

. (3)

Совместное решение (2) и (3) дает

. (4)

Следовательно

. (5)

Составляющая есть дополнительная передаваемая по линии связи мощность, обусловленная действием УУ.

Анализ (5) показывает, что при положительном взаимном скольжении дополнительная мощность изменяется по величине в зависимости от мощности по линии связи Рл. Так как мощность Рл изменяется периодически, на полупериоде каждого колебания меняя свой знак, то при управлении согласно (6) при и Рл > 0 в рассечку связи должна включаться емкость u1 = – ХC, в этом случае характеристика мощности возрастает на величину, а при Рл < 0 должен включаться реактор u2 = ХР. В этом случае характеристика мощности уменьшается на величину. Таким образом обеспечивается непрерывное регулирование мощности по связи во время асинхронного хода.

Можно управлять только выключателями линии связи (дискретное управление): при Рл < 0 происходит отключение выключателей линии связи (), а при Рл > 0 включение этих выключателей ().

Анализ условия (5) показывает, что отключение и включение коммутационной аппаратурой линии связи должно осуществляться в моменты смены знака активной мощности по линии Рл: для отключения выключателя при это смена знака с «+» на «­–», для включения выключателя при – с «–» на «+», а при смены знаков должны быть обратными. Моменты отключения/включения выключателей в алгоритме дискретного управления определяются при выполнении следующих условий, которые сформированы на основе анализа режимных характеристик двухчастотного и многочастотного асинхронного хода:

• выключатель линии отключается при выполнении условия

, (5)

если срабатывание первое, то по факту

, (6а)

если срабатывание второе и последующие, то по факту

 (при ) или  (при ). (6б)

• выключатель линии включается по факту

 (при ) или (при ); (7)

в случае выполнения условия:

или. (8)

в течение всего времени, когда выключатель линии находится в отключенном состоянии, начиная с момента отключения выключателя до момента выполнения условия (7).

Здесь – момент перехода активной мощности по линии через ноль; – период дискретности вычислений микропроцессорного УУ;  – уставки по активной мощности по линии соответственно при и при ; – уставка по току линии; – уставки по углу сдвига между векторами напряжений на входных и выходных контактах отключенного выключателя линии соответственно при и при ; – уставки по взаимному скольжению векторов напряжений на входных и выходных контактах отключенного выключателя соответственно при и при.

Условия (6а), (6б) и (7) являются критериями, по которым определяются близкие к оптимальным моменты времени для воздействия на выключатели линии. Условие по току (5) необходимо для отстройки от глубоких синхронных качаний, в процессе которых активная мощность по линии может менять свой знак. Условие (6а) на первом срабатывании вводится в алгоритм по той же причине. Условие (8) необходимо для блокировки включения выключателя линии на случай достаточно больших расхождений частоты в асинхронно работающих подсистемах, когда управление оказывается не эффективным. Разработаны рекомендации по выбору уставок УУ, реализующего предлагаемый алгоритм управления асинхронным ходом.

Для отстройки от режимов короткого замыкания вводится некая малая выдержка времени, достаточная для получения от микропроцессорного устройства релейной защиты сигнала о состоянии ее запуска (сигнал R), которым можно было бы блокировать выход сигнала управляющего воздействия УУ. После отключения поврежденного элемента микропроцессорное устройство релейной защиты возвращается в пассивное состояние и снимается блокировка сигнала управляющего воздействия УУ.

На основе анализа характеристик управляемого асинхронного хода в двухподсистемной ЭЭС сформирован критерий ресинхронизации

(9)

где – среднее значение взаимного скольжения подсистем; – критическое среднее значение взаимного скольжения подсистем. Выполнение (9) означает, что при колебаниях мгновенное значение взаимного скольжения станет равным нулю, и подсистемы втянутся в синхронизм.

Среднее значение взаимного скольжения определяется величинами небалансов подсистем, статизмом регуляторов скорости вращения турбин и регулирующим эффектом нагрузки подсистем по частоте. Критическое среднее значение взаимного скольжения определяется на основе анализа фазовой траектории для управляемого асинхронного хода.

Используя выражение (9) определено, что при управляемом асинхронном ходе существует ограничение на переток мощности по связи двух подсистем в доаварийном режиме по условию ресинхронизации ЭЭС

. (10)

Выполненные исследования показывают, что для слабой связи между крупными подсистемами соизмеримой мощности, незначительно отличается от предела мощности по связи в послеаварийном режиме, и условие (10) выполняется для достаточно большого набора доаварийных режимов. Именно для защиты такого рода линий связи, на которых наиболее вероятно нарушение устойчивости, в первую очередь ориентирован предлагаемый способ управления асинхронным ходом.

Для случаев, когда не выполняется (10), в алгоритме дискретного управления необходимо предусмотреть в качестве уставки некоторое предельное количество циклов, после отсчета которого и при продолжающемся асинхронном ходе нужно дополнительно разгружать генераторы избыточной подсистемы и отключать потребители дефицитной подсистемы.

В случае невозможности реализации отключения генерации и/или нагрузки в подсистемах или значительных затруднений с этим связанных, а также при неэффективности применяемых управляющих воздействий необходимо после отсчета некоторого количества циклов и при продолжающемся асинхронном ходе осуществлять деление ЭЭС по межсистемной связи.

Блок-схема алгоритма управления асинхронным ходом при по линии электропередачи воздействием на ее выключатели представлена на рис. 1. Исходными данными являются уставки:, а также сигнал от релейной защиты линии электропередачи: R = 0, если защита не работает в этот момент, или R = 1, если работает. При R = 1 УУ блокируется. Также входными параметрами являются измеряемые ток и активная мощность по линии, когда выключатель линии включен, и взаимный угол и взаимное скольжение, когда выключатель линии отключен. В алгоритме существует логические внутренние переменные, которые отслеживают выполнение условия (7) в течение всего интервала времени, пока выключатель линии отключен.

В шестой главе проведены исследования эффективности разработанного алгоритма дискретного управления асинхронном ходом для простой двухподсистемной и сложной многоподсистемной ЭЭС кольцевой структуры. Разработаны математические модели, используемые при расчетах переходных процессов в рассматриваемых ЭЭС с использованием программного комплекса Mustang.win и с учетом разработанного алгоритма управления.

В простейшей двухподсистемной ЭЭС, в которой связью является двухцепная линия 500 кВ, получены асинхронные режимы после затяжного КЗ вблизи избыточной подсистемы на одной из цепей с последующим ее отключением. На основе полученных асинхронных режимов произведен выбор уставок УУ на связи двух подсистем в соответствие с разработанной методикой. Определено расчетным путем допустимое по условию ресинхронизации ЭЭС значение перетока мощности по связи в доаварийном режиме, которое составляет МВт. Управление с помощью выключателей связи согласно разработанному алгоритму для исходных режимов с оказывается эффективным без применения дополнительных управляющих воздействий. А для исходных режимов с управление эффективно только вместе с реализацией сбалансированных управляющих воздействий (снижение генерирующей мощности в избыточной подсистеме и отключение потребителей в дефицитной подсистеме). Чем раньше происходит реализация управляющих воздействий, тем меньшее число срабатываний УУ необходимо для достижения ресинхронизации ЭЭС.

В сложной многоподсистемной ЭЭС, представленной на рис. 2, рассмотрены три асинхронных режима, каждому из которых соответствует свой доаварийный режим и свое аварийное возмущение.

Режимы №1 и №3 являются многочастотными, а режим №2 двухчастотным. Управление режимами осуществляется УУ, установленными на каждой линии связей подсистем. На основе полученных характеристик асинхронных режимов выбраны уставки УУ. Реализовано управление с помощью выключателей всех связей подсистем согласно разработанному алгоритму без применения дополнительных управляющих воздействий.

На рис. 3 представлены полученные расчетом характеристики режимных параметров (углов i роторов наиболее крупных генераторов подсистем и их скольжений si = (i–0)/0, а также активной мощности по связям между подсистемами) для асинхронного режима №1 с применением управления и без него. Анализ этих характеристик показывает, что после четырех срабатываний УУ происходит ресинхронизация в ЭЭС. В режимах №1 и №3 для достижения ресинхронизации ЭЭС происходит срабатывание УУ не на всех трех связях, а только на двух из них, и этого достаточно. В каждом режиме устройство, которое не срабатывает, индивидуально (для асинхронного режима №1 – УУ на связи между подсистемами 2 и 1; для асинхронного режима №3 – УУ на связи между подсистемами 3 и 2).

В сложной четырехподсистемной ЭЭС, в которой генератор Г4 подключен к ЭЭС, представленной на рис. 2, возникает многочастотный асинхронный режим №4. С помощью УУ, скорректированных по уставкам согласно полученным новым режимным характеристикам, осуществлено управление выключателями всех связей подсистем согласно разработанному алгоритму. Управление оказалось эффективным только вместе с использованием дополнительных управляющих воздействий (отключения нагрузки 1000 МВт в подсистеме 1). Величина этой нагрузки определена расчетным путем.

На рис. 4 представлены полученные расчетом характеристики режимных параметров (активной мощности по связям между подсистемами) для асинхронного режима №4 без управления, а также с управлением и отключением нагрузки в подсистеме 1. Анализ характеристик показывает, что в случае реализации отключения нагрузки в подсистеме 1 после пяти срабатываний УУ на связи между подсистемами 3 и 1 происходит ресинхронизация ЭЭС, при этом для ее достижения необходимо срабатывание всех трех УУ, установленных на связях между подсистемами.

При исследовании эффективности алгоритма управления предполагается, что на линиях связей между подсистемами как в простой двухподсистемной ЭЭС, так и в сложных многоподсистемных ЭЭС, установлены вакуумные выключатели, при этом задержки на отключение и включение выключателей составляют с и с (учитываются задержки самих выключателей плюс времена формирования сигналов в микропроцессорном УУ).

Результатами проведенных исследований подтверждена достаточно высокая эффективность разработанного алгоритма дискретного управления как двухчастотным, так и многочастотным асинхронным ходом в сложных многоподсистемных ЭЭС.

Рис. 1 – Блок-схема алгоритма дискретного управления асинхронным ходом

Рис. 2 – Схема многоподсистемной ЭЭС

Связь между подсистемами 2 и 1

Связь между подсистемами 3 и 2

Связь между подсистемами 3 и 1

Связь между подсистемами 2 и 1

Связь между подсистемами 3 и 2

Связь между подсистемами 3 и 1

Рис. 3 – Режимные характеристики при асинхронном режиме №1 в многоподсистемной ЭЭС при отсутствии управления (характеристики слева) и наличии управления (характеристики справа)

Связь между подсистемами 2 и 4

Связь между подсистемами 4 и 1

Связь между подсистемами 3 и 2

Связь между подсистемами 3 и 1

Связь между подсистемами 2 и 4

Связь между подсистемами 4 и 1

Связь между подсистемами 3 и 2

Связь между подсистемами 3 и 1

Рис. 4 – Режимные характеристики при асинхронном режиме №4 в многоподсистемной ЭЭС при отсутствии управления (характеристики слева) и наличии управления плюс отключение нагрузки (характеристики справа)

Заключение

1. Анализ современного состояния ЕЭС России и энергообъединений других стран в условиях пониженных резервов генерирующей мощности в отдельных энергосистемах и значительных перетоков мощности по межсистемным связям показывает, что проблема повышения эффективности синхронной работы энергосистем в энергообъединениях и самих энергообъединений становится все более актуальной. Особенно после крупных системных аварий 2003-2005 гг. в энергообъединениях США, Канады и Европейских стран, сопровождавшихся асинхронным ходом по связям между подсистемами. Поэтому возникает необходимость в разработке мероприятий по повышению не только статической и динамической, но и, в не меньшей мере, результирующей устойчивости.

2. Разработан новый подход и метод синтеза алгоритмов управления перетоками мощности по межсистемным связям между подсистемами в сложных энергосистемах, основываясь при этом на использовании фундаментальных положений теоретической механики, теории ЭЭС и специфических закономерностях изменения режимных параметров при асинхронном ходе по линии связи.

3. С использованием получаемых на основе разработанного метода синтеза алгоритмов управления научно обоснована возможность и целесообразность применения дискретного управления асинхронным ходом по межсистемным связям с помощью выключателей, устанавливаемых на линиях электропередачи между подсистемами. Предложено в этом случае применять современную быстродействующую аппаратуру, в частности вакуумные выключатели или тиристорные коммутаторы (полупроводниковые ключи), которые допускают практически неограниченное количество коммутаций.

4. С использованием математической базы программного комплекса Mustang.win разработана математическая модель управляемой сложной многоподсистемной ЭЭС. Выполненными расчетами подтверждена высокая эффективность управления перетоком активной мощности по межсистемным связям при асинхронном ходе по ним, так как при использовании разработанных алгоритмов управления значительно сокращается продолжительность асинхронного хода по межсистемным связям, почти в два раза уменьшается размах колебаний перетока активной мощности по связям, улучшаются условия для сохранения синхронной работы генераторов в подсистемах.

5. Доказано, что для управления перетоками мощности по межсистемным связям в многоподсистемной ЭЭС можно использовать в алгоритмах управляющих устройств, устанавливаемых на подстанциях, параметры режима, замеряемые непосредственно на соответствующей подстанции с управляемой коммутационной аппаратурой.

6. Выполненными расчетами переходных процессов в многоподсистемной энергосистеме при возникновении многочастотного асинхронного хода доказано, что при использовании управления перетоками мощности по межсистемным связям в таких энергосистемах в соответствии с разработанными алгоритмами не только обеспечивается успешная ресинхронизация подсистем, но и уменьшается количество частот асинхронного хода. Так если в сложной ЭЭС возникает трехчастотный асинхронный ход, то благодаря управлению перетоками мощности в соответствии с разработанными алгоритмами асинхронный ход становится двухчастотным и быстро заканчивается успешной ресинхронизацией подсистем.

7. Разработанные алгоритмы дискретного управления перетоками мощности по межсистемным связям можно рассматривать как дополнительные составляющие к алгоритмам устройств существующих АЛАР, расширяющие их функциональные возможности, и более того, в перспективе как составляющие алгоритмов управления автоматизированной системы управления переходными режимами в ЕЭС России, которая образуется в результате развития систем мониторинга переходных режимов (СМПР), создаваемых в энергообъединениях США, Канады, Китая, Европы и России.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

  1. Зеленохат Н.И., Нгуен Хань, Севостьянов А.О. Дискретное управление асинхронным режимом электроэнергетической системы // «Вестник МЭИ». М.: МЭИ. 2008. №3 С. 4550.
  2. Зеленохат Н.И., Севостьянов А.О. Управление асинхронным ходом по связям в трехподсистемной электроэнергетической системе // «Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики». Казань: КГЭУ. 2010. №1-2 С. 7174.
  3. Севостьянов А.О., Зеленохат Н.И. Управление потоком мощности при асинхронном ходе по межсистемной связи // Шестнадцатая Междунар. науч.–техн. конф. студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». Тез. докл. в 3-х т. – М.: МЭИ, 2010. Т.3. – С. 361-362.

Подписано в печать Заказ Тир. Печ.л.

Полиграфический центр МЭИ(ТУ)

Красноказарменная ул., д.13



 
Похожие работы:

«КУХАРЬ Сергей Витальевич ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОЛОГИИ ВАБ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕГЛАМЕНТА ЭНЕРГОБЛОКА №1 ЛЕНИНГРАДСКОЙ АЭС Специальность 05.14.03 – Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2009 Работа выполнена на Ленинградской АЭС Научный руководитель: кандидат технических наук...»

«УДК 621.039.548.533, 621.039.548.535 АЛЕКСЕЕВ Евгений Евгеньевич Разработка методов расчета работоспособности твэлов ВВЭР в вероятностной и детерминистической постановке Специальность 05.14.03 – ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель...»

«НИКОЛАЕВВладимир Геннадьевич МЕТОДОЛОГИЯРЕСУРСНОГО ИТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯИСПОЛЬЗОВАНИЯВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Специальность 05.14.08– энергоустановки наоснове возобновляемых видов энергии АВТОРЕФЕРАТ диссертациина соискание ученой степени докторатехнических наук Москва– 2011 Работавыполнена в...»

«ИСАЕВ МИХАИЛ ВЛАДИМИРОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОКСОВОЙ БАТАРЕИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА НА ОСНОВЕ ТРЕХМЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ Специальность 05.14.04 – Промышленная теплоэнергетика Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2010 Работа выполнена на кафедре Промышленные теплоэнергетические системы Московского энергетического института (технического университета) Научный руководитель:...»

«Буй Мань Ту Исследование теплогидравлических процессов в автоколебательных насосах теплового действия применительно к системам тепло – и хладоснабжения Специальность 05.14.04 – Промышленная теплоэнергетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук   Москва – 2010 Работа выполнена на кафедре Тепломассообменных процессов и установок Московского энергетического института (технического университета). Научный руководитель кандидат технических...»

«Журбенко Евгений Александрович исследование радиационных характеристик окончательно остановленных реакторных установок с ввэр Специальность: 05.14.03. Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 Работа выполнена в Национальном Исследовательском Центре Курчатовский институт....»

«МЯТЕЖ аЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ Специальность 05.14.02 – Электростанции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2009 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Научный руководитель: доктор технических...»

«Гостьков Владимир Васильевич Совершенствование технологии обработки водного теплоносителя на тепловых И АТОМНЫХ Электро станциях на основе использования перспективных ионитов Специальности: 05.14.14 – Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты 05.14.03 – Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Иваново 2008 Работа...»

«ИСЯНОВА АНАСТАСИЯ РАМИСОВНА СОЗДАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОБРАЗОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ ПРОДУКТОВ КОРРОЗИИ НА ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЯХ Специальность 05.14.14 — Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2009 Работа выполнена в ГОУВПО Московский энергетический институт (Технический университет) на кафедре Технологии воды и топлива Научный руководитель: — доктор...»

«Тутундаева Дарья Викторовна МОНИТОРИНГ ДОПУСТИМОСТИ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Специальность 05.14.02 – Электрические станции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет

«АГЕЕВ Михаил Александрович ОПТИМИЗАЦИЯ СХЕМ И РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ПРИ МОДЕРНИЗАЦИИ ТВЕРДОТОПЛИВНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК Специальность 05.14.04 – Промышленная теплоэнергетика Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Саратов – 2010 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет Научный...»

«Пономаренко Григорий Леонидович ОБОСНОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕАКТОРОВ ВВЭР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЙТРОННо-физическиХ, ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИХ И ВЕРОЯТНОСТНЫХ расчетных МЕТОДОВ Специальность: 05.14.03 – Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Автор: Подольск – 2011 Работа выполнена в Открытом акционерном обществе Ордена Трудового...»

«АЮЕВ БОРИС ИЛЬИЧ МЕТОДЫ И МОДЕЛИ ЭФФЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ЕДИНОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РОССИИ Специальность 05.14.02 – Электростанции и электроэнергетические системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Новосибирск – 2008 Работа выполнена в ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина Научный консультант: доктор технических наук, профессор Бартоломей Петр...»

«Косов Андрей Викторович ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПАРА НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТКИ НОВЫХ КОНДЕНСАТООТВОДЧИКОВ Специальность: 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Саратов 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет имени...»

«иванов сергей васильевич совершенствование регламента проведения продувки в режимах останова блока с рбмк на основе динамики распределения примесей Специальность 05.14.03 — Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2010 Работа выполнена на кафедре Атомных электрических станций Московского энергетического института (Технического...»

«Нешпоренко Евгений Григорьевич РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОРЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ СХЕМЫ ПРОЦЕССА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА ИЗ РУД И МЕТОДА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК Специальность 05.14.04. – “Промышленная теплоэнергетика” Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2011 г. Работа выполнена в ФГБОУ ВПО “Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова” на кафедре ТиЭС (Теплотехнических и энергетических...»

«Плешанов Константин Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБА СЖИГАНИЯ ТОПЛИВ С УМЕРЕННЫМ КОНТРОЛИРУЕМЫМ ХИМИЧЕСКИМ НЕДОЖОГОМ Специальность 05.14.14 – Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2010 Работа выполнена на кафедре Парогенераторостроения Московского энергетического института (технического университета) Научный руководитель: доктор...»

«ПАВЛЕНКО ВИТАЛИЙ ИВАНОВИЧ Разработка и научное обоснование оптимальных методов и технологических средств вывода из эксплуатации ИР 05.14.03 Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Москва — 2011 Работа выполнена в Национальном исследовательском центре Курчатовский институт....»

«РОССИЙСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ Игнатьев Виктор Владимирович Создание экспериментальных установок и базы данных для выбора и усовершенствования жидкосолевых топливных композиций и теплоносителей в ядерных реакторах Специальность: 05.14.03 Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание научной степени доктора технических наук МОСКВА, 2007 г. Работа выполнена в Российском научном центре...»

«МИХАЙЛЕНКО ЕКАТЕРИНА ВИКТОРОВНА ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССООБМЕНА ПРЯМОТОЧНОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ МОБИЛЬНЫХ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ Специальность 05.14.04 – Промышленная теплоэнергетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2009 год Работа выполнена на кафедре Теплотехники, теплогазоснабжения и вентиляции Ухтинского государственного технического университета Научный руководитель: доктор технических наук,...»








 
2014 www.avtoreferat.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.