0720-3-opreview (Современные средства противоаварийного управления объединенными энергосистемами)

ОТЗЫВ официального оппонента Дмитрикова Владимира Федоровича на диссертационную работу Попова Максима Георгиевича "СОВРЕМЕННЫЕ СРЕДСТВА ПРОТИВОАВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕДИНЕННЫМИ ЭНЕРГОСИСТЕМАМИ", представленной на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.14.02 — «Электрические станции и электроэнергетические системы». 1. Актуальность темы За последние десятилетия сложилась тенденция развития энергетики в создании крупных энергообъединений, что привело к увеличению протяженности объединенных электроэнергетических систем (ЭЭС). Данный фактор, а также увеличение в ЭЭС доли генераторов с ухудшенными в электромагнитном и электромеханическом отношении параметрами, широкое использование режимов недовозбуждения генераторов с целью компенсации реактивной мощности и нормализации уровней напряжения в концентрирован- ных центрах питания электрической сети явились причиной участившихся нарушений устойчивости ЭЭС.

Этим, прежде всего, определяется актуальность и практическая важ- ность решения поставленных в диссертации вопросов, направленных на разработку современной дифференциальной защиты, противоаварийной автоматики ликвидации асин- хронных режимов и предотвращения нарушения устойчивости, совершенство технических характеристик и функциональных свойств которых всецело определяют эффективность„бесперебойность и надежность энергоснабжения в объединенных энергосистемах.

Актуальность работы также определяется тем фактом, что она выполнялась при гюддержке Министерства образования и науки РФ в форме гранта по фундаментальным и прикладным исследованиям в области энергетики и электротехники. 2. Критический анализ диссертационной работы В рамках диссертационной работы (общим объемом 193 страницы, без учета иллю- стративного материала) разработаны новые теоретические методы, способы и методические рекомендации по расширению функциональных характеристик и улучшению технических свойств средств измерения, контроля, дифференциальной защиты и противоаварийной автоматики основного силового оборудования (генераторов, трансформаторов и линий электропередачи). Кроме этого, автором разработано множество программных алгоритмов прикладного программного обеспечения исследований задач повышения достоверности и точности измерительно-информационной части, идентификации параметров трансформаторов линий электропередачи и комплексной нагрузки, дополнительных микропроцессорных модулей коррекции (линеаризации) характеристики срабатывания чувствительной дифференциальной защиты с торможением, а также программных библио- тек численного градиентного метода решения «жестких» систем нелинейных дифференциальных уравнений нестационарных режимов работы современных объединенных энергосистем произвольной структуры.

Во введении (объемом 21 страница) традиционно обосновывается актуалыюсть работы, формулируются ее цель и основные задачи исследований. Вся работа может быть условно разделена на три части. Первая часть включает в себя две главы, посвященные задачам повышения достоверности измерения электриче- ских сигналов и контроля параметров в современных системах защиты и автоматики, а также задачам повышения достоверности математических моделей путем идентификации в реальном времени параметров силового электрооборудования оборудования. Первая глава (объемом 54 страницы) содержит результаты научного обоснования предлагаемых автором новых схем измерения и контроля фазных напряжений, токов и частоты напряжения.

Особо значимым, новым научным теоретическим положением является введенное и обоснованное автором понятие обобщенных аналитических сигналов, эффективность применения которых доказана в результате анализа цифровых осциллограмм реальных аварийных собьпий на ПС 750 кВ «Ленинградская». Тем не менее, автор оставил открытым вопрос необходимости применения рекурсивного фильтра частоты, не выполнив сопоставлений метрологических характеристик обычной и рекурсивной схем и, по сути, без обьяснения выполнил апробаиию в ходе физических экспериментов только по- следней. Основными научными положениями второй главы (объемом 55 страниц) являются разработанные методика и программные алгоритмы идентификации электрических параметров математических моделей силового электрооборудования и распределенных параметров многопроводных воздушных линий электропередачи.

Результаты физических и лабораторных экспериментов дополнительно подтверждают состоятельность разработанных методов и программных алгоритмов. Следует также отметить, что в рамках этой главы автором, Поповым М.Г., успешно решена практически значимая задача диагностики аварийного состояния воздушных ЛЭП 330-750 к — численное определение места их повреждений с повышенной точностью. Несмотря на эту обобщенную оиенку эффективности и работоспособности предлагаемых методов, имеется определенный не- достаток — соискатель в материалах главы количественно не доказал допустимость принятых при постановке задачи исследований допущений о приемлемой погрешности полученных производных высшего порядка измеряемых электрических сигналов.

Вторая часть диссертации укрупненно включает в себя главы 3 и 4, в которых пред- ставлены теоретические и практические результаты исследований и решения задач совершенствования современных систем дифференциальной защиты воздушных линий электропередачи, силовых трансформаторов и автотрансформаторов, а также методические указания и рекомендации по расчету наилучших (или оптимальных) настроек за- щиты с точки зрения селективности, быстродействия и чувствительности. Основными научными положениями третьей (объемом 58 страниц) и четвертой (объемом 49 страниц) глав являются научно обоснованные тезисы о невозможности одновременного обеспечения требуемых показателей селективности, чувствительности и быстродействия токовых продольных дифференциальных защит с приложением традиционных подходов, связанных с поиском наилучшего способа торможения. Ключевым моментом в предлагаемом автором оригинальном подходе к решению вышеуказанной задачи явля- ется ее прямое, непосредственное решение с использованием синтезированных схем формирования коррекционных сигналов.

Этот способ представляет собой новое научное направление в теории и практики релейной защиты и автоматики. Автор является пионером в этом научном направлении и заложил, таким образом, основы разработки и проек- тирования адаптивных, самонастраивающихся систем релейной защиты и автоматики, которые в будущем будут обладать улучшенными показателями селективности, быстро- действия и в перспективе абсолютной чувствительностью с минимальными токами срабатывания менее 0,1 1„, . Значимым фактором в этом также являются разработанные ав- тором методические указания по выбору (расчету) параметров срабатывания защиты, автоматизированные в виде прикладного программного обеспечения. Однако, при постановке задач исследований в описанном выше направлении не было учтено влияние аппаратуры и каналов связи, используемых для обмена технологической информаиией между полукомплектами дифференциальной защиты.

По моему мнению, учет указанных ха- рактеристик приведет к более пессимистичным оценкам по чувствительности защиты. В третьей части (в пятой главе, 51 сзраница) диссертации на основе научного обоснования результатов численных экспериментов по исследованию колебательных синхронных и квазиустановившихся асинхронных режимов энергообъединений автором определена взаимосвязь в отношении устойчивости динамических свойств регулируемой ОЭС и ее главной критериальной характеристики - динамической модели Якобиана. Вве- денные в первой главе обобщенные аналитические сигналы напряжения, тока, частоты напряжения позволили автору выявить для ЭЭС произвольной структуры (в том числе и для действительной схемы ОЭС Востока) общие качественные, признаки нарушения синхронной и асинхронной устойчивости генераторов (эквивалентных энергообъединений).

Важными научными тезисами этой главы являются сформулированный и обоснованный автором метод определения объема противоаварийных управляющих воздействий в автоматике предотвращения нарушения устойчивости межсистемных линий электропере- дачи, синтез измерительного органа автоматики ликвидации и предотвращения асинхронного режима и методические указания по его расчету и настройке. Эти рекомендации обладают практической ценностью и нашли внедрение при экспертизе аварийных событий на Бурейской ГЭС, а также при формулировании требований к способу управления возбуждением при выполнении совместной с ОАО «Ленгидропроект» научно-исследовательской работы. При этом в связи со значительным усложнением математического аппарата автору следовало бы дополнительно сформулировать рекомендации по повышению требований к вычислительной мощности и производительности микропроцессоров.

3. Степень обоснованности и достоверности научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации Научная направленность диссертационной работы состоит в дальнейшем совершен- ствовании методов и технических средств, определяющих надежность, бесперебойность, безопасность, экономичность и качество, одного из главнейших для человечества высоко- технологических процессов - производства электрической энергии. Поэтому автор диссертации достаточно обосновано в процессе выполнения различных научных исследований уделяет большое внимание цели их выполнения и затем разработки строгого математического описания в первую очередь наиболее опасным режимам с учетом современного состояния электроэнергетики страны. К ним относятся ава- рийные процессы, которые могут повлечь нарушение устойчивости энергосистем.

Следует признать, что выполненные исследования интересны не только для круп- ных энергосистем, но и для автономных систем электроснабжения малой установленной мощности, в том числе и для «бортовых» корабельных систем электроснабжения. Математическое описание процессов, разработанное автором, учитывает кроме не- стационарности их протекания нелинейные характеристики основного и измерительного оборудования, используемого для их контроля. Многое из предлагаемого сделано Поповым М.Г. впервые. Предложенные технические решения по совершенствованию дифференциальных защит силового электрооборудования с использованием фильтров тока намагничивания силовых и измерительных трансформаторов защищены патентами.