Автореферат (1144078), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Задача также решаетсяв два этапа. На первом определяются наилучшие (в смысле задачи (2))места для установки однофазных компенсаторов (задача размещения). На втором,определяется алгоритм управления этими устройствами, обеспечивающий наилучший с точкизрения выбранных критериев режим.Решение задачи размещения не предполагается выполнять в реальном масштабе времени.Пусть компенсирующие устройства находятся в ветвях p и q. По типичному графику (наборутипичных графиков) суточной загрузки трехфазной системы для каждого момента времени,имеющегося в графике нагрузки, решается задача (2). Далее полученные минимальные значениякритериев f1, f2 и f0, усредняются по времени и складываются.

Таким образом, получаемf1,ave ( p, q), f2,ave ( p, q), f0,ave ( p, q) . Далее p и q определяются из решения задачи: f1,ave  min,p ,qmin, f 2,ave  p ,qmin, f 0,ave  p ,q(3)выполняемого также с помощью NGSA. Задача(3) характеризуется значительно большей трудоемкостью в сравнении с (2), что, однако, как ужеотмечалось, не имеет принципиального значения.Результаты оптимизации местоположения, содержащиеся в таблице 2.Рис.

14 Симметричные составляющие тоТоки нагрузки Нагр5 до компенсации показаны на рис. 10. Как мы можем видеть, почасоков на шине нагрузки Нагр5.вые напряжения всех шин перед компенсациейравны амплитудным значениям, но фазные токи сильно отличаются из-за несбалансированнойнагрузки в каждой фазе. Мощности фаз также различаются (до 8 раз). Кроме того, компонентыобратной (I2) и нулевой(I0) симметричных последовательностей (рис. 14) до компенсации весьма велики. Компоненты обратной и нулевой последовательности составляют около 40% (Таблица 3)от прямой последовательности.Результаты оптимизации- напряжение, ток, полная мощность, компоненты симметричных последовательностей и значения реактивности, показаны на рис.

15-16. Можно заметить, что амплитуда нулевой последовательности составляет не более 8,8% по сравнению с амплитудой прямой по-14следовательности (Таблица3). Как мы видим, в таблице. 3, средние значения отношения I0/I1послекомпенсации с оптимизацией местоположения составляют более 5%, это можно объяснить двумяпричинами. Во-первых, в ряде режимов случае, невозможно выполнить полную симметризациютолько двумя однофазными компенсационными устройствами и, во-вторых, имеется погрешности,возникающие вследствие непрерывного изменения нагрузки и дискретного характера пересчета реактансов компенсирующих устройств, которые были учтены.Алгоритм метода достаточно сложен в реализации. Его применение предполагает использование мощного микропроцессора и цифровой измерительной системы. С учетом того, что стоимость оборудования такого типа неуклонно падает (относительно бурно растущих его производительности и функциональности), а стоимость силового оборудования растет, этот недостатокпредложенного подхода не представляется нам решающим и снижающим его перспективность.Предложенный подход позволяет существенно снизить установленную мощность устройствсимметризации.

Подход при коррекции несимметрии учитывает не только несимметрию конкретной нагрузки, но и несимметрию всех остальных нагрузок трёхфазной системы. Это егосвойство важно при существенном взаимном влиянии нагрузок. Поэтому его применение позволяет улучшать ситуацию с симметризацией «в целом», решая задачу «системно». По нашемумнению, это свойство предложенного метода симметризации является уникальным.Рис. 16 Симметричные составляющие тоРис.

15 Фазные напряжения, токи и мощности ков на шине нагрузки Нагр5 после компенсана шине нагрузки Нагр5 после компенсацииции.Таблица 3 Средние значение отношение I0/I1 до и после компенсацииНомер шиныНагр1 Нагр2 Нагр3 Нагр4До компенсацииНагр50.1590.0970.0740.1450.388После ком- Без оптимизации местоположения 0.142пенсации С оптимизацией местоположения 0.1090.0940.1270.0790.3000.0800.1240.0650.088ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ1. Предложен метод симметризации трехфазной сети, в котором устройствакомпенсации могут располагаться в одной или нескольких фазах в различных частях15трехфазной системы, что позволяет уменьшить их число. Метод основан на выражениях,связывающих напряжения и токи трехфазной системы с величиной реактивногосопротивления (проводимости) компенсаторов реактивной мощности и ориентирован натрехфазные системы средней и малой мощности, когда компенсирующая несимметрияне слишком велика.

Он направлен на использование статических устройств компенсации(TCR, TSR, TSC, и т.д.) управляемых автоматизированными системами.2. Для поиска оптимального управления компенсаторами используется генетическийалгоритм, для решения задач многокритериальной оптимизации используетсягенетический алгоритм с недоминирующей сортировкой.3. Исследован метод оценивания значений токов и напряжений в произвольнойлинейной цепи и показаны его высокая точность и быстродействие. Наибольшаяотносительная погрешность при решении модельных задач не превышала 3%. Методпозволяет при выполнении предварительной работы вычислять напряжения и токи (а поним и мощности) без записи и решения уравнений Кирхгофа, что делает эффективнымего применение для решения задач управления режимами цепей (в том числе задачсимметризации трёхфазных цепей).4. Рассмотрены особенности применения генетического алгоритма и методамногоцелевой оптимизации для решения электротехнических задач.

На содержательномпримере задачи оптимального управления нагрузкой автономной системы с накопителемэнергии показана высокая эффективность этих методов.5. Для задачи оптимального управления нагрузкой автономной системы снакопителем энергии показано, что использование накопителя снижает стоимостьпотребленной ЭЭ не более чем на 5-25%. При этом капитальные затраты надополнительное оборудование (накопитель и связывающий его с сетью преобразователь)оцениваются как значительные.

Существенный (10 и более процентов) выигрыш взатратах на электроэнергию получается при мощности преобразователя в 10 и болеепроцентов от мощности сети.6. Показан существенный положительный эффект от накопителя, связанный состабилизацией уровня потребления энергии из сети. Даже незначительный по мощности(в сравнении с мощностью сети) накопитель позволяет практически полностьюуничтожить неравномерность потребления мощности нагрузкой. Это, с точки зренияавтора, наиболее значимый эффект от использования накопителя.Эффективностьрешенной в работе двухкритериальной задачи оптимизации характеризуется снижениемзатрат на электроэнергию в автономной ЭЭС на 7,5% и снижением неравномерностипотребления на 73% в сравнении с неоптимальным решением.7. Эффективность предложенных в диссертационной работе подходов посимметризации подтверждена следующими результатами:- при применении управления, основанного на минимизация переменной мощности(однокритериальная оптимизация) для трехфазной системы стекольного завода,16максимальное за сутки значение переменной мощности для снижается с 35 кВт до 2кВт,то есть более, чем в 17 раз;- при применении управления, основанного на максимизации токов прямойпоследовательности и минимизации токов обратной и нулевой последовательностейотношения (I0/I1) амплитуд токов нулевой и прямой последовательности снизилось в 4,4раза (при оптимальном размещении компенсаторов).8.

Показано, что предложенный метод обладает рядом существенных преимуществ всравнении с аналогами:- низкая себестоимость по сравнению с балансно-дисбалансным трансформатором;- низкие эксплуатационные расходы;- возможность продолжить подачу электроэнергии потребителям, когда устройство времонте ремонте / техническом обслуживании.9. Предлагаемый метод может быть применен для решения других задач, в том числе:балансирования наиболее чувствительных к качеству электроэнергии частейЭЭС,минимизации потерь активной мощности, стабилизации трехфазных напряжений,повышения асинхронной стабильности работы электрических машин и уменьшениюошибок, возникающих при измерении потребляемой мощности.ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДИССЕРТАЦИИ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ВСЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:В изданиях, рекомендованных ВАК1.

Ву К.Ш. Минимизация степени неуравновешенности режима в трехфазных системах сиспользованием генетического алгоритма / Ву К.Ш., Коровкин Н.В. // Научно-техническиеведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. - 2018. - Т. 24, № 2. - С. 82–93. DOI:10.18721/JEST.24.2.7.2. Н. В. Коровкин. Оптимизация энергопотребления на основе использования накопителяэнергии / Н. В. Коровкин, Ву Куанг Ши // Известия НТЦ Единой энергетической системы.2018. - Т. 79, № 2.

- С. 131–138.3. Коровкин Н.В. Cимметризация трехфазной цепи как задача многоцелевой оптимизации /Коровкин Н.В, Ву К.Ш. // Известия Российской академии наук. Энергетика.- 2018.- № 6.- С. 97106.В изданиях, рекомендованных Scopus4. Korovkin N. V, A method for minimization of unbalanced mode in three-phase power systems /N. V.

Korovkin, Q. S. Vu, R. A. Yazenin // Proc. 2016 IEEE NW Russia Young Researchers inElectrical and Electronic Engineering Conference (EIConRusNW).- 2016.- pp. 611–614.В других изданиях научных трудов5. Korovkin Nikolay, Method of unbalanced power minimization in three-phase systems / KorovkinNikolay, Quang Sy Vu, Yazenin Roman, Frolov Oleg, Silin Nikolay // INASE Conferences - RecentAdvances in Mathematical Methods in Applied Sciences.- 2014.- pp. 134–137..

Характеристики

Список файлов диссертации