0720-2-opreview (Современные средства противоаварийного управления объединенными энергосистемами)

отзыв официального оппонента Нагая Владимира Ивановича на диссертацию Попова Максима Георгиевича «Современные средства противоаварийного управления объединенными энергосистемами», представленную к защите на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.14.02 — Электрические станции и электроэнергетические системы Ак альность темы иссе та ии В настоящее время в практике научных исследований переходных процессов в объединенных энергосистемах (ОЭС) сложилось два основных направления: определение и обеспечение запасов по передаваемой мощности и обеспечение селективного и надежного функционирования систем релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Решением задач противоаварийного управления энергосистемами занимались в разное время множество научных организаций и ведущих ученых. Применительно к теме диссертационных исследований необходимо учесть, что в виду постоянного роста сложности и разветвленности электрических сетей, внедрением нового высоковоль гного управляемого оборудования для регулирования по гоков мощности, расширением области эксплуатационных режимов. наложению нескольких видов нестационарных процессов в энергосистемах возросла актуальность разработки новых алгоритмов и методик выбора параметров срабатывания релейной защиты и автоматики. В связи с этим в ряде случаев достаточно сложно и невозможно пользоваться известными критериями оценки устойчивого состояния ОЭС, которые были исследованы и получены при идеализации и упрощении математического описания (моделей) нестационарных режимов энергосистем.

При этом до сих пор методика проектирования систем защиты и противоаварийной автоматики базируется на результатах расчета токов короткого замыкания с использованием комплексных схем замещения электрооборудования, без учета реальных динамических (нелинейных) характеристик оборудования, что было обусловлено, в частности, изза ограниченной мощности вычислительных систем. В связи с этим диссертационная работа Попова Максима Георгиевича «Современные средства противоаварийного управления объединенными энергосистемами», посвященная вопросам совершенствования основных технических быстродействуюших средств защиты и противоаварийной автоматики, обеспечивакццих требуемое качество электрической энергии, экономичность, техническую и информационную безопасность энергосистем, представляет значительный научный интерес и является актуальной.

Об ая ха акте истик» аботы и ее основных на чных положений Диссертационная работа общим объемом 340 страниц состоит из введения, пяти глав, заключения (299 страниц основного текста), трех приложений на 21 странице и списка литературы из 230 источников на 20 страницах, включая 132 рисунка и 16таблиц. Содержание автореферата в полной мере отражает основное содержание диссертации.

Во введении выполнено обоснование выбора темы диссертационной работы и ее актуальности, формулируются основные цели и решаемые в диссертации задачи. Первая глава диссертации посвящена решению задач совершенствования и повышения достоверности измерительно-информационной части систем измерения, защиты, автоматики и регулирования, применяемых в современных объединенных энергосистемах. Автор диссертации в отличие от традиционных, символических методов анализа и синтеза электрических цепей использует описание процессов и решение задачи нестационарной фильтрации свободных составляющих сигналов, нелинейной фильтрации токов намагничивания первичных преобразователей (измерительного трансформаторного оборудования) в реальном времени. Такой оригинальный подход, предложенный автором, и, по сути основанный, на решении систем нелинейных дифференциально-алгебраических уравнений, позволяет выделить и исключить непосредственно причину искажения традиционно используемых входных электрических сигналов.

Представленные в этих разделах результаты являются развитием теории нестационарной и нелинейной фильтрации в приложениях к релейной защите, противоаварийной автоматике. Не менее значимыми с теоретической и практической точки зрения, являются результаты исследований эффективности схем измерения обобщенных аналитических сигналов фазных напряжения, тока и частоты напряжения. Введенное автором понятие «...обобщенных сигналов трехфазной электромеханической системы...», позволило относительно просто и строго формализовать задачу исследования квазистационарных асинхронных и колебательных синхронных процессов во временной, пространственной системе координат.

В целом результаты главы являются научным достижением, актуальным для развития теории анализа режимных параметров и диагностики электрооборудования, развития методов математического моделирования и численного расчета переходных процессов и устойчивости электроэнергетических систем. Основополагающими результатами второй главы являются разработка и научное обоснование методов и функциональных алгоритмов идентификации электрических параметров эквивалентной нагрузки, силовых трансформаторов и воздушных линий с распределенными параметрами в приложении к созданию микропроцессорных адаптивных средств релейной защиты и автоматики, а также устройств определения места повреждения (ОМП) и др.

В этой главе автор обстоятельно выполнил исследование и обосновал решение проблемы сходимости нелинейных уравнений идентификации параметров вышеуказанного силового электрооборудования. Здесь также следует подчеркнуть оригинальность и строгость предлагаемой математической постановки задач идентификации параметров динамических, адаптивных систем релейной защиты и автоматики. Применение разработанной автором методики параметрической идентификации и ее программная реализация позволили в последующих главах диссертации добиться значительного улучшения технических характеристик системы токовой продольной дифференциальной зашиты силовых трансформаторов (глава 3) и воздушных линий электропередачи (глава4) с минимальными токами срабатывания.

Предложенные способы легли в основу авторской концепции самонастраивающихся, адаптивных средств защиты и противоаварийной автоматики, обоснованных в главах 3-5. Эти результаты также являются новым научным направлением в теории методов диагностики электрооборудования и методов анализа и синтеза систем автоматического регулирования, релейной зашиты и противоаварийной автоматики энергосистем.

В третьей главе изложены основные результаты промышленных испытаний. численных исследований и физических экспериментов по повышению чувствительности, быстродействия и обеспечения селективности системы токовой продольной дифференциальной защиты силовых трансформаторов и автотрансформаторов. Основными научными достижениями и результатами третьей главы являются: ° методика расчета параметров срабатывания системы релейной защиты и автоматики управляемой электропередачи 500 кВ с фазоповоротным трансформатором и результаты ее апробации (обоснования) при проведении приемо- сдаточных промышленных испытаний: ° схема адаптивной коррекции рабочих и тормозных сигналов, с помощью которой осуществляется компенсация дифференциальных токов защиты токами намагничивания силовых трансформаторов, являющихся основной причиной небаланса в токовых цепях продольной дифференциальной зашиты. Указанные результаты обладают безусловной новизной и актуальностью в отличие от типовых решений по обеспечению чувствительности и селективности дифференциальных защит, основанных на поиске наилучшего из известных способов торможения защиты в различных режимах ее работы.

Предлагаемый соискагелем способ разработки и проектирования высокочувствительных дифференциальных зашит представляет собой новое научное направление в теории адаптивных, самонастраивающихся систем защит с улучшенными техническими характеристиками. В четвертой главе выполняется обоснование предложенного способа повышения чувствительности и обеспечения селективности с помощью адаптивной коррекции рабочих и тормозных сигналов токовой продольной дифференциальной защиты протяженных межсистемных связей крупных энергообъединений во всем многообразии эксплуатационных режимов. Апробация разработанных автором методов компенсации токов смещения воздушных ЛЭП 330 кВ и выше с распределенными параметрами выполнена в результате численных экспериментов. Основными научными результатами главы являются: ° усовершенствованная структура системы дифференциальной защиты ВЛ 330- 750 кВ с дополнительными микропроцессорными модулями, в которых производится идентификация фазных емкостей линии электропередачи и вычисляются емкостные фазные токи и коррекционные сигналы, линеаризующие характеристику срабатывания защиты; ° методика и программный алгоритм расчета оптимальных (в соответствии с заданными критериальными условиями) коэффициентов торможения и коррекции, минимального тока срабатывания адаптивной токовой продольной дифференциальной защиты.