0728-orgreview (Разработка структуры адаптивных систем возбуждения синхронных генераторов для демпфирования колебаний в электроэнергетических системах)

утввРждА}о#роектор по научной работево(мэи)Б.1{.!рагунов-!4#@-2018г.Бедущей организации _ Федеральное государственное бтоджетное образовательноеучре)кдение вь1с1пего образования''Ёационатльньтй исследовательскийунивероитет <й3Р1> о диссертационной работе €едойкина.(митрия Ёиколаевичана тему <Разработка структурь| адаптивнь1х систем возбуждения синхронньгх генераторовдля демпф ирования колебаний в электроэнергетических системах)'представленну}о на соиокание уненой степени кандидата технических наук поспециш1ьности 05.

|4.02 _ <3лектринеские станции и электроэнергетические1. Актуальностьсистемь!)).темь| диссертацииРелпение основной задачи электроэнергетической системьт(33€) * надёжного иэкономичного электроснаб>кения потребителей требует обеспечения ф1шкциона-г:ьнойнадёжности системь1' что возможно при обеспечении уотойнивости33€ придействииразличньгх возмуща}ощих воздействий как нормативньтх' так и ненормативнь1х. Фпь;тэксплуатации автоматических регуляторов возбуждения сильного действия оинхронньтхгенераторов, больтпой объем расчетнь1х и экспериментальнь1х исследований показат' нтопризначительнь1х структурнь!х изменениях электроэнергетинеской системь1больтпинстве случаев для обесшечения устойнивости14втребуемого качества переходньтхпроцессов требуется переназначение коэффициентов стабилизиру}ощих кан€}лов АРБ, а вряде случаев введения дополнительнь1х кан€1лов стабилизации.

(, улётом сказанного вь11педиссертационну}о работу €едойкина2.€одерясание[.Ё.следует признать актуа-гльной.работь:Работа состоит из введения' ляти глав, закл}очения' списка литературь1,вкл}оча}ощего 91 наименование) и приложения. Фсновная часть работьт изложена на ||7страницах, содержит 59 рисункови7 та6лиц.Бовведенииобоснована актуальность темь1 диссертационной работьт,сформулировань1 цели и задачи исследований, данакратк!ш характеристика работьт.Б первой главе дисоертационной работьл дано краткое описание современнь1хсиотем автоматического управления возбу>кдением (сАув)синхроннь1х ма1пин.|1оказано, нто требования' предъявляемь1ек €А}Б,име}от внутренние противоречия.Рассмотрена основная концепция структурного построениясАув.€формулированапроблема, возника}ощая лри формировании стабилизирутощего сигнала по отклонени}очастоть|.

|1оказаньт недостатки применяемого метода формирования стабилизир},}ощегосигнала по отклонени1о частоть1 и вь1явлень1 причинь|, ок€1зь1ватощие негативное влияниеъ|а качество переходнь1х процессов. |1оказано,что дляобеспечения оптимальногорегулирования необходимо демпфировать электромеханические колебану1яъ|аначальномэтапе их развития, а данньтй метод не позволяет осуществить это из-за переходногопроцесса в самом кана_т1е стабилизации.Бторая глава посвящена вопросам математического моделирования ээс.|1риведено математическое описание основнь!х компонентов модели,вчаотности'первичного двигателя' синхронного генератора и внетпней электрической сети.Б третей главе рассматрива}отся основнь1е понятия теории нечетких множеотв..(ается описание структурь1 нечеткой модели, её основнь1х элементов и операций.Рассматрива1отся основнь1е этапь! оинтеза нечетких систем управления и даетсяклассификация нечетких моделей, их краткая характеристика и особеннооти.

}{а примересинтеза нечеткого двухвходового регулятора пок€шан традиционньтй подход к разработкеструктур управленияна основенечеткой логики. |1роведена оценка полуненнойструктурь1' вь1явлень! ее основнь|е недостатки и показана нецелесообразность ре€ш|изацииклассических структур регуляторов в нечетком виде для управления возбуя<дениемгенераторов. €формулированьт основнь1е противоречия' которь|е могут возникнуть прииспользовании нейронечетких методов построения систем управления возбуждением.Фсобое внимание уделено тому' что нечеткий регулятор, спроектированньлй на основеправил экспертной базьт знаний классической теории автоматического уг]равления' неспособен сохранить заданное качество регулированиялри изменении параметров объектауправления' поскольку имеет х(естку}о структуруиотрого определенньтй алгоритмуправления.Б нетвертой главе представлен новьлй метод построения ада|1тивнь|х систем наоснове нечёткого аппроксиматора'в общем видесформулирована основная задачаадаптивного управления возбу)кдением синхронного генератора.Бьтявленьтзакономерности' связь|ва}ощие оптима.,1ьнь1е значения коэффициентов АРБ с параметрамиобъекта управления на основе методов теории нечеткой логики.

11редложен общий{}лгоритм синтеза основополага}ощего элемента адаптивной сАув сг - нечёткогоаппроксиматора. Бведено понятие <<идеа]\изированньтй АРв>. Адеализированньлй АРБимеет канап регулирования напря}кения и два канш1а стабилизации: канал отабилизациипоотклонени}о скоростии каналстабилизациипоизбьлточной мощности скоэффициентом.

Адеа;тизация этой структурь1 закл}очается в том, что методь! измерения иобработки входнь!х сигналов не внооят амплитудно-фазовьтх искаэкений в вьтходнойсигнал АРв,т.е.кана'|ь1 обратньтх овязей явля}отся пропорцион€}льнь|мискоэффициентами равнь|ми 1. Ёа основе иде€1лизированного АРБ показ€}на теоретическа'1возможность реализации переходнь1х процессов) которь1е характери3у1отся нулевь|мперерегулированием и коэффициентом демпфироваъ1ия электромеханических колебаний,стремящемся в бесконечность.Б пятой главе исследу}отся модели цифровьгх адаптивньгх сАув, наиболее точноимитир}тощих реальнь1е. Аля цифровьтх сАув разработан метод, позволятощий накаждой вьтборке определять частоту и амплитудное значение напряжения на !пинахгенератора.

|{оказано, что снижение качества переходнь1х процессов цифровьтхадаптивнь1х €А}Бпо сравнени{о с идеализированной структурой обусловлено заменойвходнь|х переменнь1х системного ста6илизатора, а именно механической частоть1вращения на частоту напряжения, а также' применительнок структуре со статическимрегулятором напряжения, амплитудно-фазовьтми исках(ениями стабилизиру[ощегосигнш1а по отклонени1о частоть|.[1редло;кен метод оценки эффективности параметричеокой адаптации систем управленияс применением теории нечетких мнох(еств.

Аля этого введён показатель (степеньадаптивности))' которьтй характеризует соответствие обеспечиваемь1х критериев качествапереходнь!х процессов заданнь1м при различнь|х параметрах объекта управления.(оличественная оценка степени адаптивности €А}Бк изменени1о параметров объектауправления проведена на основе функций принадле)кности полученнь|х переходнь|хпроцеосов к множеству кмонотонньтй переходньтй процесс>. |1роведена оценкаэффективнооти адаптивнь1х сАувна основе аъ|ализа показателей качеотва 11ереходньгхпроцессов по управля[ощему воздействито.Рассмотрена основная проблема практииеской реал|4зацир1 адаптивнь!х сАувипредло)кен возмох(нь1й вариант ее ре1пения.3.}{аунная новизнаРазработан метод проектирова|1ия адаптивнь1х €А}Б,которь|е явля1отся дальнейтпимразвитием систем управления с параметринеской адаптацией на основе табличной модели.Разработанньтй метод позволяет проектировать€А}Б,которая не только адаптируется кизменениям схемно-ре}кимнь1х условий, но и ре1пает задачу адаптации АРБ к различнь1мтипам генераторов.Бведено понятие <<идеализированньтй АРв).

Ёа основе идеализированнь:й АР3 полутеньтмонотоннь1е переходнь1е процессь1 одновременно по двум регулируемь1м переменнь{м:напряженито статораирегулирования возбу>лсдениемсигн€}ловчто ре1пение проблемь1 оптимальногосостоит в сни)кении амплитудно-фазовьтх искаженийсколь}кенито. |1ок€вано,АРв, обусловленнь|х методами их измеренияи о6работки.Разработан метод' позволя!ощий оценить эффективность параметрической адаптации.4. |{рактииеская зна!!имость работьпРазработан и проверен метод определения частоть1 напря}кения на 1пинах генератора дляиспользования этих сигн&'1ов в каннах автоматичеокого регулятора возбужлениясинхронного генератора. Разработана методика вьтбора значений настроечнь1хкоэффициентов автоматического регулятора возбуждения синхронного генератора дляполучения монотоннь1х характеристик переходнь1х процессов 33€ по сколь)кени}о инапряжени}о.5.

{остоверность,{остоверностьре3ультатов исследованиякорректньтхг|олученнь!х в работе результатов обеспечена применениемматематических моделей элементов33€ и применением1пироко известнь!х программно-вь1числительнь1х комплексов.6.Апробац:пя работьп и публикации по нейФсновньте результатьт работьт на отечественнь1х научно-техническихинаучно-практических конфере1{циях и опубликовань1 в 4 печатньтх работах в рецензируемь1хпечатнь1х из даъ\иях, реко мендованнь!х7.

3амечалп:п'1 1[ вопрось!7.|. Б цели д1'1ссертационноговАкРФ.иоследования говорится о надё)кности энергооистемь!'но в те1(сте диссертации не на1пло отрах(ение связь надё:кности системь1 и7.2'регулирование возбух{дения синхроннь1х генераторов.Ё1есмотря на то, что диссертационное исследование связаносрегуляторамиучить1вает требования стандартов сто59012820.2.9.160.20.00\-20|2 пАо (со вэс) по проверке функционированиявозбу>тсдегтия,автор непредлагае\'того регулятора.7.з' вдиссертации нигдене обоснован критерийог|тимш|ьности' хотя авторпостоянно полу{ает (оптима''|ьнь1е значения параметров регулятора).1.4. вдиссертации недостаточно обосновано применение эквивалентной схемь!<[енератор-линия-1пинь1 бесконечной мощности)) для представления всехвозмо)кнь1х схемно-режимнь1х ситу аций7.5. вээс.диссертации отмечень| амплитудно-фазовьте иока)кения' возника}ощие вканапах стабилизации по отклонени}о частоть1 в существу1ощих регуляторах.}казанное иска)кение во3никает в результате обеспечения стабильностипроцесса определения производной частоть|.