Диссертация (Современные средства противоаварийного управления объединенными энергосистемами), страница 5

Методы и результаты исследований задачи повышения достоверностиизмерительной части современных средств измерения и противоаварийногоуправления с применением нелинейных фильтров свободных составляющихэлектрических сигналов и нелинейных фильтров токов намагничиваниятрансформаторов тока.3. Методыидентификацииэквивалентнойэлектрическихирезультатыэлектрическихнагрузки,исследованийпараметровсиловыхпараметровоптимизационнойматематическихтрансформаторовмногопроводныхизадачимоделейраспределённыхвоздушныхлинийэлектропередачи. Методика и результаты снижения погрешности численногоопределенияместакороткогозамыканиялинийэлектропередачисиспользованием программного алгоритма идентификации распределённых19электрических параметров ВЛ.4. Математическое описание, методика исследований нестационарныхрежимов нелинейного трансформаторного оборудования с использованиемградиентного метода численного интегрирования и параметрического критерияжесткости и устойчивости решения системы нелинейных дифференциальноалгебраических уравнений.5.

Синтезнелинейныхтрансформаторовиэлектропередачи.фильтровфильтровРезультатытоковтоковнамагничиваниясмещенияисследованийсиловыхмежсистемныхспособовлинийповышениячувствительности и быстродействия токовых продольных дифференциальныхзащитсиловогоэлектрооборудованияобъединенныхэнергосистемсприменением нелинейных фильтров тока намагничивания и фильтров токовсмещения.6. Быстродействующаяпродольнойидифференциальнойвысокочувствительнаязащитысиловыхсистематоковойтрансформаторовивоздушных линий электропередачи 330-750 кВ с коррекцией рабочих итормозных сигналов. Методика расчета параметров срабатывания защит слинеаризацией динамической характеристики срабатывания.7. Селективнаяивысокочувствительнаяавтоматикаликвидацииасинхронных режимов при потере возбуждения генераторов электрическихстанций.

Быстродействующая и высокочувствительная противоаварийнаяавтоматика выявления предельных по устойчивости режимов межсистемныхлиний электропередачи.Степень достоверности полученных результатов подтверждаетсясовпадением с результатами лабораторных и физических экспериментов.Теоретические результаты получены с использованием известныхстрогиханалитическихметодоврадио-иэлектротехникиитеориидифференциально-интегрального исчисления.Чистотаэкспериментальныхисследованийобеспечиваетсяиспользованием современных измерительно-информационных средств иприборов, применением современных научно-исследовательских программныхпакетов моделирования электромагнитных и электромеханических процессов, а20также большим объемом статистических и экспериментальных данных,полученных в результате натурных испытаний.Публикации и апробация результатов.

По теме диссертационнойработы опубликовано 87 работ, в том числе 2 патента, 29 статей в изданиях,входящих в список рекомендуемых в перечне ВАК РФ. В наукометрическихиндексируемых базах РИНЦ размещено 44 публикации, Scopus (Web of Science)– 1. Ссылки на наиболее значимые, по мнению автора, публикации приводятсяв списке литературы.Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались насеминарах«Кибернетикаэнергетическихсистем»потематикам«Электроснабжение промышленных предприятий» (Новочеркасск, 2013 г) и«Диагностикаэнергооборудования»(Новочеркасск,2014 г)инаучно-практических конференциях, в том числе c международным участием«Информационные технологии в моделировании и управлении» (г. СанктПетербург,2000 г.);университетах»«Фундаментальные(г.

Санкт-Петербург,исследования2001, 2005 г.г.);втехнических«Формированиетехнической политики инновационной наукоемких технологий» (г. СанктПетербург, 2001, 2003, 2005 г.г.); «Управление режимами работы объектовэлектрических систем» (г. Славяногорск, 2002 г); «Устойчивость и надежностьэлектроэнергетических систем» (г.

Санкт-Петербург, 2005 г.); «Relay Protectionand Substation Automation of Modern Power Systems (RNC CIGRE)»(г. Чебоксары, 2007 г.,г. Москва, 2009 г.,г. Санкт-Петербург, 2011, 2017 г.г.,г. Екатеринбург, 2013 г., г. Сочи, 2015 г.); «Фундаментальные исследования иинновации в национальных исследовательских университетах» (г. СанктПетербург, 2010 г.); «Высокие интеллектуальные технологии и инновации внациональных исследовательских университетах» (г. Санкт-Петербург, 2014 г.);«Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике»(г.

Чебоксары,2014, 2016 г.г.);«Динамиканелинейныхдискретныхэлектротехнических и электронных систем» (г. Чебоксары, 2017, 2018 г.г.), атакженазаседанияхНаучно-техническогосоветовОАО«KEGOC»,ОАО «Батыс-Транзит» (Казахстан, г. Астана, 2010 г., г. Актобе, 2011 г.);заседанияхсекции«Безопасностьэксплуатацииэнергоблоков АЭС»21электротехнического совета ГК «РосэнергоАтом» (г. Москва, 2013 – 2017 г.г.).Исследования проводились при финансовой поддержке МинобрнаукиРоссии в рамках государственного задания № 13.8886.2017/БЧ по теме«Совершенствование теории рабочих процессов производства, преобразованияитранспортаэнергиииразработканаучныхосновпроектированиявысокоэффективных теплосиловых установок, энергетических и транспортныхмашин, их систем и комплексов».Личный вклад автора в получении результатов диссертационнойработы заключался в постановке основных задач исследований, разработке исоздании ряда экспериментальных установок и программных алгоритмов,проведении экспериментальных и теоретических исследований, обработке ианализе полученных результатов.

Основные теоретические и практическиерезультаты, выносимые на защиту, получены автором лично. Некоторый объемпрактических результатов получен совместно с учениками, у которых авторявлялся официальным научным руководителем двух успешно защищенныхкандидатских диссертаций (А.В. Бессолицын [30], 2012 год и Е.В. Захарова [90],2016 год) и ряда магистерских работ.Авторвыражаетблагодарностьвсемсотрудникамкафедр«Электрические системы и сети», «Электрические станции и автоматизацияэнергосистем» ФГАОУ ВО «СПбПУ» и в особенности научному консультанту,профессору В.К. Ванину за ценные и полезные замечания.Структура и общее содержание диссертационной работы.

Работасостоит из введения, пяти глав, заключения, трех приложений, спискалитературы из 230 наименований. Основной текст диссертации общим объемом340 страниц изложен на 299 страницах, содержит 132 рисунка и 16 таблиц.В первой главе исследованы и научно обоснованы вопросы синтезабыстродействующих и высокоточных алгоритмов измерения электрическихсигналовипараметров,контролируемыхсовременнымисредствамипротивоаварийного управления объединенными энергосистемами. Особоевнимание в этой главе уделяется вопросам нелинейной фильтрации сигналовфазных напряжений и тока, а также частоты напряжения трехфазныхэлектромеханических систем. В данной главе на базе преобразования Гильберта22вводится теоретическое описание обобщенных аналитических сигналовфазного напряжения, фазного тока и мгновенной частоты электромагнитныхколебаний напряжения многопроводных (трехфазных) электрических цепей.Благодаря этим обобщенным аналитическим сигналам, воспроизводимым впредгильбертовом пространстве с помощью синтезированного фильтра, впоследующих главах работы исследуются нестационарные режимы работыэнергосистем.

При этом используются математически строгие понятияактивной,реактивноймощностиисопротивлениятрехфазнойэлектромеханической системы, которые являются комплексными (векторными)функциями (сигналами). Кроме этого в первой главе успешно исследована ирешеназадачасинтезанелинейногофильтратоковнамагничиванияизмерительных трансформаторов тока и нестационарного фильтра свободныхсоставляющих электрических сигналов.Во второй главе выполнены теоретические и экспериментальныеисследованияметодовидентификациипараметровсиловогоэлектрооборудования энергосистем в нестационарных режимах их работы.

Дляэтого, впервые выполнено достаточно строгое математическое описаниеоптимизационнойзадачипараметрическойидентификацииактивныхсопротивлений R, индуктивностей собственной L и взаимной M индукции, атакже сопротивлений потерь на перемагничивание пассивного силовогоэлектрооборудования(трансформаторовиэквивалентнойнагрузки)энергосистем. При этом исследованы и сформулированы требования кпогрешности задания исходных данных (начальных условий). Разработаннаяавтором методика параметрической идентификации в последующих разделахвторойглавымногопроводныхраспространена(сдля определения погонныхгрозозащитнымитросами)параметроввоздушныхлинийэлектропередачи сверхвысокого класса напряжения.

Здесь же в качествеапробации приведены примеры идентификации электрических параметровсиловоготрёхфазногодвухобмоточноготрансформатораврезультатенатурного эксперимента по его включению в режиме холостого хода. Кромеэтого в данной главе исследована и решена актуальная и важная с практическойточки зрения задача повышения точности определения места КЗ линий23электропередачи 110-750 кВ. Для этого использовался разработанный авторомалгоритм идентификации распределенных параметров воздушных ЛЭП.Численные эксперименты производились с использованием обширной базыцифровыхосциллограммэлектрическихаварийныхсетейрежимов110 - 750 кВлинийэлектропередачиобъединеннойэнергосистемыСеверо-Западного региона.В третьей главе приведены результаты натурных экспериментов итеоретических исследований по разработке современных средств защитысиловоготрансформаторногооборудованияэнергосистем.Изложенырезультаты апробации разработанной автором принципиально новой методикирасчета параметров срабатывания продольной токовой дифференциальнойзащиты фазоповоротного трансформатора (ПС 500 кВ «Ульке», Актюбинскиеэлектрические сети, Казахстан) при проведении опытно-промышленныхиспытанийуправляемойэлектропередачи500 кВтранзита«СеверныйКазахстан – Актюбинская область».

В этой же главе разработан алгоритмисследования нестационарных режимов энергосистем, имеющих в своёмсоставе нелинейное силовое электрооборудование. Численные экспериментыпо исследованию нестационарных режимов работы силовых трансформаторов сферромагнитнымисердечникамипроизведенысиспользованиемразработанного автором градиентного параметрического численного методаинтегрирования с переменным (адаптивным) шагом интегрирования, которыйкорректируется с учетом сформулированного автором критерия устойчивостирешения абсолютно жестких дифференциально-алгебраических уравнений.Кроме этого, в третьей главе всесторонне исследована, научно-обоснована и врезультате численных и натурных экспериментов эффективно решенаактуальнаязадачасовременныхповышениябыстродействиямикропроцессорныхсистемичувствительноститоковойпродольнойдифференциальной защиты силовых трансформаторов.