Автореферат (1143215), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Производится критический анализ одного из них на примереБурейской ГЭС (объединенная энергосистема Востока) при потере возбуждениягенератора. Предлагается для предотвращения повторения аналогичных ситуаций вбудущем реконструкция используемой противоаварийной автоматики. С цельюдальнейшего совершенствования автоматики создана более строгая математическаямодель процессов на основе синтеза и контроля обобщенных электрических сигналовприиспользованиизаписикомплексныхвеличин,какфункцийвремени(преобразование Гильберта), иначе называемых аналитическими сигналами. Это даловозможность оценить поведение АЛАР в пространственной системе координат исформулировать требования к автоматике от потери возбуждения с расширеннымифункциямиупреждающейдиагностикиипредупрежденияразвитияквазиустановившегося асинхронного режима.

В основе разработанной авторомдвухступенчатой противоаварийной автоматики ликвидации асинхронных режимов(АЛАР) синтезированный измерительный орган минимального принципа действия сконтролем ортогональных составляющих аналитического сигнала комплексногосопротивления:Re  z (t )   R(t ) U m (t )I m (t ) cos  (t ) ;Im  z (t )   X (t ) U m (t )I m (t ) sin  (t ) ,(15)34где  (t )   u (t )   i (t ) - угол нагрузки, градус.На рисунках 19, а, б изображены характеристики изменения ортогональныхсоставляющих комплексных сопротивлений, контролируемых системой АЛАР навыводах синхронных генераторов в квазиустановившемся асинхронном режиме.а) активные составляющие R(t) сопротивления б) реактивные составляющие X(t) сопротивленияРисунок 19 – Расчетные осциллограммы изменения активных (R(t), а) и реактивных (X(t), б)составляющих комплексной функции сопротивления z(t), контролируемого на выводахгенераторов Г1 (сплошная линия), Г2 (штрихпунктирная линия) и Г3 (штриховая линия) васинхронном режиме и последующей ресинхронизации Г1 в t = 60 c.Для обеспечения селективной работы устройств АЛАР в режимах внешнихкоротких замыканий (включая двухфазные КЗ на выводах генератора), а также внестационарных колебательных режимах автором предложено использованиеполигональных характеристик срабатывания (область срабатывания показанаштриховкой на рисунке 20), располагаемых в IV квадранте комплексной плоскости.Рисунок 20 – Расчетный годограф комплексной функции сопротивления Z(t),контролируемого на выводах генератора Г1 в режиме потери возбуждения иресинхронизации (сплошная линия), в режиме двухфазного (AС) КЗ на его выводах(штриховая линия) и в режиме трехфазного КЗ на шинах ОРУ 220 кВ (пунктирная линия)35Практические рекомендации по расчету многоугольных характеристиксрабатывания реле минимального сопротивления разработаны автором в видеметодических указаний (на примере рисунка 20): X II ст    kот'  xd'   tg (0 )  R II ст < 0; X  tg (45 )  R < 0; II стII ст I ст X  tg ( 45 )  R < 0;II ст X    kот  xd   tg (180 )  R > 0;  II стII ст X    kот  xd   tg (180 )  R > 0; I ст R > 0, II стII ст X  tg (120 )  R > 0,I стI ст(16)где k от' , k от – коэффициенты отстройки в переходном и в квазиустановившемсяасинхронном режимах, равные, соответственно, 1,2 - 1,6 о.е.

и 0,85 - 0,95 о.е.;'xd , xd - индуктивные сопротивления статора синхронной машины по продольнойоси в переходном и установившемся режимах, равные, соответственно, 0,32 о.е. и1,05 о.е. (для гидрогенератора СВ 1313/28-48 Бурейской ГЭС).В этой же главе выполнены расчетные исследования колебательнойустойчивости объединенных энергосистем цепочечной и кольцевой структуры спротяженнымимежсистемнымисвязями.ФрагментысхемОЭСВостока,энергобъединений ОЭС Востока, ОЭС Сибири и ОЭС Центра приведены вдиссертации.

Для выявления границы области колебательной устойчивости, авторомпредложен алгоритм контроля динамической модели Якобиана (определителя),вычислениекоэффициентовкоторогопроизводитсяпридифференцированиивыражений активной и реактивной составляющих узловой и обменной мощности.При этом активная и реактивная обменные мощности определяются по уравнениям(узловые мощности получают при одинаковых индексах «k» и «n»):(t )  sin  (t ) Pkn (t )  (3/2)  U m k (t )  I m n (t )  cos  uk (t )   un (t )   zkn (t )Qkn (t )  (3/2)  U m k (t )  I m nuk(t )   un (t )   zkn(17)(18)где  zkn (t ) - угол сопротивления ветви между узлами «k» и «n», градус.На рисунках 21-23 (на примере цепочечной схемы с контролируемымимежсистемными связями 501-502 и 502-503) показаны результаты исследованийдинамических режимов ОЭС и выявленные характерные закономерности изменения(критерии) Якобиана.

В результате исследований установлено, что границе областиколебательной устойчивости энергообъединений соответствует минимум Якобиана,который всегда находится в диапазоне углов искусственной устойчивости(рисунок 22, штриховая линия). Максимум Якобиана (рисунок 21, штриховая линия)располагается в области углов  = 270-280° и соответствует предельной отрицательнойактивной мощности в контролируемом межсистемном сечении 501-502.36Сучётомноговыявлен-критерияне-асимптотическогонарушениявостиустойчиравенство-нулюприращенияЯкобиана (dJ(t) = 0) вдиссертации предложен и в результатеаналитических и чисРисунок 21 – Изменение Якобиана J (штриховая линия) иактивных мощностей P 501/502 (сплошная линия), P 502/503(пунктирная линия) в межсистемных сечениях 501-502, 502-503ленных исследованийобоснован закон противоаварийногоуправления обменной мощностью энергосистем с контролем изменения Якобиана:P  1  pTзап   J   kп -3-3 ; при -10 о.е./с  pJ  10 о.е./с,pTи 1  pTд kиp(19)где Tзап – постоянная времени, учитывающая полное запаздывание введенияпротивоаварийноговоздействия, c;kп, kи - соответственно,коэффициентыпропорционального и интегрального каналов противоаварийного управлениямощностью, о.е.; Tи – постоянная времени интегрирования, принимаемая равной0,2 c; Tд – постоянная времени дифференциального звена, равная 5 мc.Зависимостиизменения Якобиана,J и угловые характеристикиактивноймощности в контролируемомсечениипри введении противоаварийного управления с воздействиемна разгрузку сеченияРисунок 22 – Изменение Якобиана J (штриховая линия,kп = 0,25 о.е.) и активной мощности P 501/502 (сплошная линия)при вариации коэффициента kп противоаварийноговоздействия на разгрузку в приемной части ОЭСрисунках 22, 23.в объёме, определяемомпоказаныпо(19),на37В результате исследованиякорнейуравнения (19) показано, что при отсутствии смены знакаЯкобиана (J) системапротивоаварийногоуправлениябудетустойчива при положительных значенияхкоэффициентов kп, kиРисунок 23 – Характеристики изменения Якобиана J(штриховые линии) при вариации коэффициента kппротивоаварийного воздействия в приемной части ОЭСусиления пропорциональной и интеграль-ной составляющей сигнала управления:1 1  1 1 kи 1    4  1  kп  Tи  Tд  Tзап Tд Tзап   Tд Tзап 2p1,2  sign( J ) (20)2Неучет запаздывания (Tзап = 0) в структуре противоаварийного управления невносит качественных изменений в оценку устойчивости предложенного закона.Разработка и внедрение устройств с этим законом противоаварийногоуправления обменной мощностью энергосистем позволит эффективно и безопасноуправлятьзагруженностью(сзапасамидо2-5 %)межсистемныхлинийэлектропередачи, обеспечивая при этом их устойчивость.ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫВыполненные в диссертации исследования и разработки направлены насовершенствованиеосновныхтехническихбыстродействующихсредствпротивоаварийного управления энергосистемами, обеспечивающих бесперебойностьихработы,качествоэлектрическойэнергии,экономичность,техническую,информационную безопасность и автоматизацию её производства.

Основнымирезультатами диссертационной работы, имеющими особую теоретическую ипрактическую значимость, являются:381. Развитатеорияэлектромеханическихчисленныхпереходныхисследованийпроцессовэлектромагнитныхобъединенныхиэнергосистем.Разработана и обоснована методика исследований нестационарных режимовнелинейного силового оборудования с использованием градиентного методачисленного интегрирования и параметрического критерия жесткости и устойчивостирешениясистемынелинейныхдифференциально-алгебраическихуравнений.Применение этого численного метода позволяет исследовать нестационарные режимысиловогоэлектрооборудованиявычислительныхзатрат.Ссзаданнойпогрешностьюиспользованиемэтойиметодикиминимизациейразработанаиапробирована при проведении натурных экспериментов система релейной защиты иавтоматикиуправляемоймежсистемнойэлектропередачи500 кВСеверныйКазахстан – Актюбинская область с фазоповоротным трансформатором.2.

Развитаприменительносовременныхтеориякнелинейнойрешениютехническихзадачсредствфильтрацииэлектрическихсигналовсовершенствованияизмерительнойрелейнойизащитычастипротивоаварийногоуправления. Синтезированы и обоснованы схемы нелинейных фильтров токовнамагничивания измерительных и силовых трансформаторов, схемы формирователейкоррекционных сигналов, а также схемы фильтрации свободных составляющихэлектрических сигналов с улучшенными показателями точности восстановленияполезного сигнала. При этом открываются возможности восстановления первичныхсигналов тока и напряжения и новых способов построения систем противоаварийногоуправления. Разработанные схемы эффективны для повышения достоверности работыизмерительно-информационной части средств контроля, защиты и управления.3.

Характеристики

Список файлов диссертации