Отзыв оппонента (Разработка и исследование статических компенсаторов реактивной мощности на основе тиристорно-переключаемых схем)

ОТЗЫВ ОФИЦИАЛЬНОГО ОППОНЕНТА на диссертацию Элгибали Ахмеда Элсайед Ибрагима «РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ КОМПЕНСАТОРОВ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ НА ОСНОВЕ ТИРИСТОРНО - ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫХ СХЕМ», представленную па соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05,09.1~ «Силовая электроника» На отзыв предоставлены: автореферат па 20 страницах н диссертация на 143 страницах, состоящая из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений н условных обозпачешш, а гакжс списка литературьь Актуальность днссергаппоппой работы Диссертационная работа А.Э.И. Элгнбали посвящена разработке и исследованию полупроводниковых статических компенсаторов реактивной мощности 1СКРМ), построенных на основе тиристорно-переключаемых схем. СКРМ являются одним пз папболес распросгранснных устройств, используемых для решения широкого круга задач в электроэнергетике, реализующих технологии гибких линий передач переменного тока технологии РАС'! Я 1Р1ех1Ыс Л1гегпа6пр Снггсп1 Тгапвгп1ввюп оув1егпв).

Устройства технологии РЛС'15 способны эффективно воздействовать на режимы работы линии электропередачи благодаря устройствам силовой электроники, на базе которых и реализуются преобразователи, входящие в состав данной технологии. Возможность управления ус гройствам и, работснощимп в составе энергосистемы, и способных влиять па режимы ее работы позволяет повысить эффективность и надежность работы энергосистемы.

В настоящее время ведущие электроэнергетические компании в России и зарубежом поддерживают и развивают подобные проекты, направленные на повышение как эффективности работы таких устройств, так и улучшение их техникоэкономических показателей. Мсропрпягпя по внедрению устройств. реализующих эффективное управление режимами работы энергосистемы подразумевают, что такие элементы сети будут не только управлять режимами работы линий электропередачи, но и обеспечивать высокое качество электрической энергии при ес регулировании.

Несмотря на то, что полупроводниковые компенсаторы реактивной мощности известны и широко применяются на практике вопрос совершенствования их структуры и способов управления остается открытым и актуальным. Это связано с тем, что су!цествующие ца сегодняшний день решения не отвечают требованиям по обеспечению высокого качества регулируемой реактивной мо!цностп, отсутстшпо высокочастотных гармоник в регулируемом реактивном токе, плавности регулирования, быстродействии, высоких удельных технико-экономических показателей устройств. Работы в этом направлении активно ведутся как за рубежом, так и у нас в стране.

В России научно-технические разработки в этом направлении ведут коллективы АО «Э1-!ИН», НИУ «МЭИ», АО «1-Г1'Ц ФСК ЕЭС», АО «Электровыпрямитель», ОАО «Айдис Групп», ООО «НПЦ «Энерком Сервис» и др. В связи с этим, не вызывает сомнений актуальность диссертационной работы Л.Э.И, Элгибали, целью которой является разработка и исследование статических компенсаторов реактивной мо!цности, позволяю!них ооссг!ечить высокое качес'!'Во регулиремои реактивной мош!юсти, б!.!стродеис ! вие, а га!'же высокие эконоь!ические показателями.

Объем и струк!ура диссертации Работа состоит из введения. четырех глав, заключения, списка сок1)а!Це!!ий ц условных Обоз!!ачеций, а также списка литературы. Диссертация цзложе!га ца 143 машинописных страницах, включая 1б9 иллюстрации, 27 таблиц, одного приложс!шя на 2 страницах. Библиография состоит из 56 наименования, из которых 5 работ автора, написанных в соав!орстве. Содержание диссертации Во ведении автор формирует цели н задачи работы, обосновывает актуальность темы, научную новизну, практическую полезность и достоверность подученных результатов, отмечает личный вклад, приводит основные положения, выносимые ца зьц!!цту, а также дает краткий обзор диссертации, Первая глава дисссртшпш посв!ццеца постановки задачи по созданию схем СКРМ, позволяющих формировать и регулировать реактивных ток синусоидальной формы с отсу!стаи«м высших гармоник во всем диапазоне регулирова!!ия реактивной мощности, В пей автор предложил и развил идею ограничения и регулирования реактивного тока СКРМ за счет изменения величины реактивного сопротивления схем.

При этом автор решает задачу получения максимального количества значений реактивных сопротивлений СКРМ при ограниченном количестве реактивных элементов. Такая технология управления реактивной мощностью может быть реализована в СКРМ, построенных на основе тиристорно-переключаемых схем. В первой главе диссертации сформулирована задача разработки тиристорно- переключаемых СКРМ, имеющих ряд технических преимуществ перед существующими аналогами. Предложенные схемы СКРМ обеспечивают управление реактивной мощностью без генерации высших гармоник в кривой регулируемого тока, и позволяют обеспечивать высокую дискретность регулирования реактивной мощности при ограниченном количестве реактивных элементов в схеме.

Следует подчеркнуть, что вариация количества реактивных элементов от 2 до б позволяет получить соответственно от 5 до 86 различных уровней регулирования реактивной мощности СКРМ, что итолне достаточно на практике. В этой главе автор ставит и успешно решает задачу определения значений реактивных элементов схемы для обеспечения равномерного распределения уровней на всем диапазоне регулирова~ия мощностей. Для всех рассхиприваем!ях схем проведена оценка суммарных максимальных установленных мощностей рсактивщях элементов н ключей, Эти ноказате:ш совместно с количеством уровней регулирования реактивной мощносги автор прсдлагасз использовать в качестве критериев для оценки и сравнения различных схем СКРМ.

Для конденсаз о!н!ых и рсак ! о!зных олоков СКРМ соискатель рассматриваег способы унравлсшгя тирнсторными ключами, позволяющие обеснсчнгь синусоидальную форму реактивного тока во всем диапазоне регулирования рсакпюной мощности СК!'М. Показано различие в способах синхронизации управления состояпиямн тиристорных ключей для конденсаторного и реакторных блоков СК!'М. Проведен анализ процессов регулирования уровней реактшзных мощностей для конденсаторного и реакторного блоков С! "1'М.

Выявлены разли !ия в способах управления уровнями реактивной лющности и предложены алгоритмы управления конденсаторным и реакторным блоками СКРМ. В!0!эа$! Г дава носили!сна !Эа 5раоогкс н а!шлизу ст! ~уктуры пост!эоения систсм!э1 ~'и!ЫВлсни5! С.КРМ, ~)ВВлиЗОВянн!э!х ня ОспОВс тиристпрпО- переключаемых схем. В таких схемах управление реактивной мощностью происходит с использованием дискретной регулировочной характеристики, задающей необходимую топологию схемы (включеГНГые и выкл1оченные тиристорные ключи) для получения требуемого значения реактивной мощности.

Принципиальные отличия в способах управления тиристорными к;ночами в рассматриваемых схемах СКРМ, по сравнепгпо с существующими апалогамп привели к необходимости изменения структуры системы упра13лсиия. ВО второй ! .~1авс соиск11Гел1э щ1ализи1>ус! Олок схему '1рсоова1ги31 к основным блокам системы управления, обеспечивающую управление СКРМ в установившихся и динамических режимах работы в составе линии электропередачи. Подробно проводится анализ трсбо13апий и характеристик нОВых Олоков спстсмы уГГравлсГГИ51.

Предложен подход к определсишо параметров Пи-контроллера в блоке регулятора напряжения, зависящих от параметров энергосистемы. Проводится анализ влияпие этих параметров па установившийся и динамические работы СКРМ в составе линии электропередачи. ! Реть!! глава НОс13ящсн11 разраОО 1 хе ма! ематичсских молелен как отдельных элементов и узлов СКРМ, так и моделированию СКРМ совместно с линией электропередачи в среде моделирования МА'П АВ!ЯМЫ.11х1К.

Предложенные имитационные модели силовой схемы СКРМ и ее системы управления, позволяют исследовать работу СКРМ при компенсации реактивной мощности в лиши ..>Лсктроисрсдачи. Исследование режимов компенсации мощности в составе энергосистемы осуществлялось на базе двух маиппп юй модели э! Гсргоси сз смы. Проведе13шос автором модслироаья!ие работы конденсаторных и реакторных блоков подт13ертпГГГО работоспособность, предложенных автором способов и алгоритмов управления тиристорными ключами, обеспечивающих полз чсние СИГгГ соидальных токов СКРМ во всем диапазоне регулирования реактивных мо1цностси. В главе также !Гри!3е;!сп1,! Рсзульт!1ГГ.Г моделирования и проведен ГИГа.1из 1!ли>нзи>1, как СГГНО13ых схем, гак и пар11метро13 сисгсмы уп1>аале!И!я СКРМ на установивпшйся и переходный режимы работы линии электропередачи.

Рассмотрено также влияние параметров режима линии электропередачи на раооту СКРМ в устано13ившемся и переходном режимах при заданных параметрах сис1смы упрш>лсшиь Разработанные автором в этой главе матемап1ческие и имитационные модели являются, несомпепно, хороишм и удобным инструментом для разработки, анализа и исследования СКРМ, построенных иа основе тиристорно-перек>иочаемых схем. Четвертая глава посвя1цена физическому моделированию СКРМ, построенных на базе тиристорно-переключаемых схем.

Экспериментальные исследования проводились соискателем на физическом макете СКРМ мощностью 20 квар, работающим от напряжения 220 в и обеспечивающим 34 уровней регулирования реактивной мощности. Целями исследований являлись подтверждение основных положений диссертации, связанных с разработкой и применением СКРМ, построенных на основе тиристорноперекл1очаемых схем.