Диссертация (1143719), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Входная коррекция, изменяяÂв зависимости от )9 и K , учитывает скорость протеканиявеличину электромагнитных процессов в синхронном генераторе. Выходная коррекциякоэффициента канала отклонения по скорости ∆7адаптирует системууправления к изменениям внешней по отношению к генератору сети.4.3.4 Оценка эффективности адаптивной системы управления сидеализированным АРВ.Оценку точности расчета коэффициентов системного стабилизаторанечетким аппроксиматором для различных параметров ЭЭС проведем на основесравнительного анализа переходных процессов, полученных компьютерныммоделированием при малых возмущениях по управляющему и возмущающемувоздействиям. Для этого коэффициенты одного АРВ были рассчитаны нечеткимаппроксиматором, а коэффициенты другого, подобраны «вручную» такимобразом, чтобы переходные процессы имели апериодический характер.
Вкачестве изменяемых параметров выступали внешнее индуктивное сопротивлениелинии )вн и коэффициент усиления по напряжению . Оценка качествапереходных процессов произведена на основе двух критериев: перерегулированияσ% и коэффициента демпфирования колебаний ζ. Для оценки адаптивностиСАУВ к различным типам синхронных машин моделирование производилось длядвух типов генераторов, один из которых модельный генератор МТ-30-6 ИЭМ, адругой – гидрогенератор СВФ Ãö− 64. Параметры генераторов приведены вприложении, в таблице П1.Математическая модель адаптивной САУВ, реализованная в пакете Matlab,представлена на рисунке 4.11.76Рисунок 4.11 - Математическая модель адаптивной системы управления вMatlab/Simulink.Сценарий моделирования. В момент времени t=5 с на генератор, работающий с активной мощностью P=0.6 о.е.
и с номинальным напряжением U=1 о.е.,производится наброс мощности на величину ∆P=0.05 о.е.; далее на 10-ой секундеменяется задание на величину ∆U=0.01о.е. Графики переходных процессов по77возмущающему (∆8 0.05) и управляющему (∆ 0.01) воздействиям для различных ЭЭС представлены на рисунках 4.12 и 4.13.Рисунок 4.12 - Переходные процессы в ЭЭС с генератором МТ-30-6 ИЭМ.Рисунок 4.13 - Переходные процессы в ЭЭС с генератором СВФ Ãö1 64.78Показателикачествапереходныхпроцессов,атакжезначениякоэффициентов каналов стабилизации для ЭЭС, работающих с различнымитипами генераторов, представлены в таблицах 4.3 и 4.4.Таблица 4.3 Оценка качества регулирования возбуждения при различныхзначениях и )вн для ЭЭС с генератором МТ-30-6 ИЭМРасчетныепараметрыPSSKu0=100Ku0=200Ku0=500Xвнk∆Pk∆ωσ%/ ζXвнk∆Pk∆ωσ%/ ζXвнk∆Pk∆ωσ%/ ζТребуемыепараметрыPSSРасчетныепараметрыPSSТребуемыепараметрыPSSРасчетныепараметрыPSSТребуемыепараметрыPSS0,10,30,50,70,57,9316,2σ=17% ζ=17,50,10,580,458,7117,1σ=22% ζ≈100,10,510,358,8317,1σ=24% ζ≈90,70,523,927,8σ=8% ζ≈∞0,30,580,7926,232σ=5,3% ζ≈∞0,30,510,4526,633,4σ=5% ζ≈∞0,70,74041,9σ=0% ζ≈∞0,50,580,643,941,9σ=0% ζ≈∞0,50,510,4444,639,6σ=0% ζ≈∞Таблица 4.4 Оценка качества регулирования возбуждения при различныхзначениях и )вн для ЭЭС с генератором СВФРасчетныепараметрыPSSXвнk∆PKu0=100k∆ωσ%/ζXвнk∆PKu0=200k∆ωσ%/ζXвнk∆PKu0=500k∆ωσ%/ζТребуемыепараметрыPSS ÃöРасчетныепараметрыPSS− 64ТребуемыепараметрыPSSРасчетныепараметрыPSSТребуемыепараметрыPSS0,10,30,50,660,66,3410,2σ=6%ζ≈∞0,10,490,378,2212,5σ=9% ζ≈∞0,10,430,339,2314,8σ=13% ζ≈280,660,6219,127,8σ=7,7% ζ≈∞0,30,490,4524,830,6σ=5,3% ζ≈∞0,30,430,4227,833,4σ=4% ζ≈340,660,653241,9σ=5,5% ζ≈∞0,50,490,541,544,3σ=0% ζ≈∞0,50,430,3846,644,3σ=0% ζ≈∞79Встолбцекоэффициентов,«РасчетныерассчитанныепараметрынечеткимPSS»представленыаппроксиматором,азначениявстолбце«Требуемые параметры PSS» - коэффициенты, подобранные «вручную».Анализ данных, представленных в таблицах 4.4 и 4.3, позволяет сделатьследующие выводы о точности расчета коэффициентов АРВ.Наиболее точные значения коэффициентов каналов стабилизации, прикоторыхкачествопереходныхпроцессовсоответствуетзаданному,т.е.монотонному, вычисляются для ЭЭС, у которых внешнее индуктивноесопротивление находится диапазоне 0,2 ≤ )вн ≤ 0,5 .Для ЭЭС с внешним индуктивным сопротивление )вн ≈ 0,1 необходима какминимум 1,5-кратная коррекция коэффициента ∆7 .
Это обусловлено тем, чтоучет влияния внешнего индуктивного сопротивления производится линейно, чтодопустимо, когда )вн > 0.2.Увеличить точность расчета коэффициента ∆7 для ЭЭС с )вн < 0,2 можно,если выходную коррекцию производить согласно следующему выражению:∆7 = ′∆7(вн ,,)внб(4.11)Операция max()вн ,0,2) ограничивает значение )вн величиной 0,2 ипозволяет получать апериодические переходные процессы в ЭЭС с малымизначениям )вн .На рисунке 4.13 представлены переходные процессы c двумя вариантамикоррекции коэффициента ∆7 . В одном случае выходная коррекция производитсясогласно выражению (4.8), в другом по (4.11).Параметры ЭЭС: генератор - СВФ Ãö− 64; внешнее индуктивноесопротивление линии )вн = 0,1. Коэффициент усиления по напряжению =500.
Сценарий моделирования: в момент времени t=10 с. на генератор,работающий с активной мощностью P=0.6 о.е. и с номинальным напряжениемU=1 о.е., производится наброс мощности на величину ∆P=0.05; далее на 15-ойсекунде меняется задание на величину ∆U=0.01о.е.80Рисунок 4.14 - Переходные процессы с различными вариантами выходнойкоррекции коэффициента усиления ∆7 .Дляобеспечения апериодических переходныхпроцессов коррекциякоэффициентов каналов стабилизации, рассчитанных нечетким аппроксиматором,при изменении активной мощности в диапазоне от P=0.4 о.е. и выше, нетребуется.Для сохранения заданного качества переходных процессов при генерацииактивной мощности в диапазоне 0 Ä 8 Æ 0.3 для некоторых типов генераторовнеобходима дополнительная коррекция.
Коэффициенты усиления каналовстабилизации, рассчитанные нечетким аппроксиматором, можно скорректироватьпутем умножения их на величину, определяемую согласно следующемувыражению: 10¤ 6: + 1(4.12) – коэффициент коррекции по мощности; P – величина активноймощности в о.е.81Данная зависимость получена эмпирическим путем. Ее графическаяинтерпретация представлена на рисунке 4.15Рисунок 4.15 – Зависимость коэффициента коррекции каналов стабилизацииот величины активной мощности генератора.Моделирование переходных процессов проводилось для двух типовсинхронных машин: генератора Белорусской АЭС 1200 МВт и синхронногодвигателя СТД-1600, работающего в генераторном режиме.
В обоих случаях ЭЭС«генератор-линия-ШБМ» имели следующие параметры: начальное значениеактивной мощности P0=0.1; внешнее индуктивное сопротивление линии xвн=0.22.Графики реакции системы на возмущающее (∆P=0.05) и управляющее(∆U=0.01) воздействия представлены на рисунке 4.16 для генератора БелорусскойАЭС, а на рисунке 4.17 для синхронного двигателя СТД-1600.Однозначногоответаонеобходимостиприменениякоррекциикоэффициентов в режиме генерации активной мощности в диапазоне 0 ≤ 8 < 0.3о.е. нет. Для одних типов синхронных машин такая коррекция необходима,причем по обоим каналам стабилизации, для других необходимо корректироватьтолько канал по отклонению скорости, для третьих ввод коррекции толькоухудшает качество переходных процессов.82Рисунок 4.16 - Переходные процессы в ЭЭС с генератором БАЭС:1.
Без коррекции по величине активной мощности ∆7 14, ∆: 0,35.2. С коррекцией ∆7 60, ∆: 1.52.Рисунок 4.17 - Переходные процессы в ЭЭС синхронным двигателем СТД1600, работающим в генераторном режиме:1. Без коррекции по величине активной мощности ∆7 15;∆: 0,42.2. С коррекцией ∆7 64;∆: 1.8.83Одним из способов избежать режима работы с малыми значениями активной мощности, без применения коррекции коэффициентов каналов стабилизации,является быстрая загрузка генератора до величины Р=0,3 о.е.Графическую интерпретацию, отражающую взаимосвязь между оптимальными коэффициентами идеализированного АРВ и параметрами объекта управления «генератор-линия-ШБМ», можно представить в виде структуры показаннойна рисунке 4.18.Рисунок 4.18 – Структура нечеткого аппроксиматора.Структуранечеткогоаппроксиматоранагляднодемонстрирует,чтонаибольшее влияние на качество переходных процессов оказывают следующиепараметры: $S , )9 , K , )вн и 8.Важно отметить, что поверхности вывода нечеткого аппроксиматора икорректирующие воздействия были получены эмпирическим путем и лишьприблизительно отражают взаимосвязь между оптимальными коэффициентамирегулятора и параметрами объекта управления.
Несмотря на это, коэффициентыАРВ, рассчитанные нечетким аппроксиматором, позволяют получить переходныепроцессы близкие к «эталонным».844.4 Сравнение адаптивного АРВ на основе нечеткой логики сцифровым регулятором АРВ-РЭМ700.Верификация модели адаптивного АРВ была проведена совместно ссотрудником ЗАО НПП «Русэлпром - Электромаш» Филимоновым Н.Ю.Методом верификации являлось сравнение верифицируемой и эталонной моделейпри переходном процессе по управляющему воздействию.
В качестве эталоннойбылавыбранаматематическаямодельЭЭС«генератор-линия-ШБМ»,применяемая в НПП «Русэлпром - Электромаш» при проектировании цифровыхСАУВ СГ. На этой же модели было проведено исследование переходныхпроцессов при коротком трехфазном замыкании. При этом дополнительнопроводилось сравнение эффективности работы адаптивного АРВ с реальнымцифровым регулятором АРВ-РЭМ700.Исходная схема ЭЭС, на основе которой проводилось моделирование,представлена на рисунке 4.19.Рисунок 4.19 - Схема модели ЭЭС.Параметры модели ЭЭС.Генератор: СВФ Ãö− 64.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
