Исследование режимов и устойчивости электроэнергетической системы, содержащей управляемую электропередачу – Часть 1

Энергетика      Постоянная ссылка | Все категории

На правах рукописи

ЛАТЫПОВ

ДАМИР ДАМИРОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ И УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ УПРАВЛЯЕМУЮ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧУ

05.14.02 – Электростанции и

электроэнергетические системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2009

Работа выполнена на кафедре «Электроэнергетические системы» Государственно образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский энергетический институт (Технический университет

Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор

Строев Владимир Андреевич

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

Гамазин Станислав Иванович

Кандидат технических наук

Шульга Роберт Николаевич

Ведущая организация: ОАО «Институт «Энергосетьпроект»

Защита состоится 26 июня 2009 года в 13 час. 30 мин.

на заседании диссертационного совета Д 212.157.03 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу: 11250, Москва, ул. Красноказарменная, д 17, второй этаж, аудитория Г-200.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «МЭИ (ТУ)»

Автореферат разослан «21» мая 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технических наук Бердник Е. Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Вопросы повышения управляемости электроэнергетических систем всегда были актуальны как в нашей стране, так и за рубежом. В современных условиях развития электроэнергетики России при высоком уровне износа и недостаточно высоких темпах модернизации оборудования этот вопрос стоит еще более остро. Помимо необходимости модернизации в электроэнергетике России, требуется оценить эффективность применения современного оборудования и условия его нормальной работы.

Развитие силовой электроники привело к появлению нового класса быстродействующих компенсирующих устройств – управляемых источников реактивной мощности (ИРМ) на базе полупроводниковых элементов, применение которых позволяет существенно повысить управляемость электроэнергетических систем. Эти устройства принято разделять по способу включения на продольные поперечные и комбинированные, например, объединенный регулятор потоков мощности (ОРПМ).

Для нормальной работы энергосистемы, одним из важнейших требований, является обеспечение устойчивости параллельной работы входящих в нее электрических станций. Автоматическое регулирование возбуждения (АРВ) синхронных машин является одним из наиболее эффективных способов обеспечения устойчивости работы энергосистем. Однако, многообразие возможных параметров и режимов даже в отдельно взятой энергосистеме создают значительные препятствия на пути разработки оптимальных средств обеспечения устойчивости. Таким образом, применение АРВ для обеспечения устойчивости в ряде случаев может оказаться недостаточным.

Применение новых быстродействующих компенсирующих устройств существенно влияет на условия устойчивости энергосистемы. Выбор и расстановка таких устройств в энергосистеме осуществляется исходя из требований, предъявляемых к установившимся режимам. Существование множества таких устройств, различающихся по составу оборудования и вариантам компоновки, требует разработки общего подхода к анализу устойчивости гибких систем передачи переменного тока, учитывающего возможность применения различных устройств. Исследованиям условий устойчивости энергосистем, содержащих комбинированные устройства, недостаточно изучены. Это и повлияло на определение основного направления исследования.

Цель исследования – изучение режимов и устойчивости управляемой электропередачи (гибкая система передачи переменного тока) с установленным компенсирующим устройством на базе силовых полупроводниковых элементов.

Для поставленной цели в диссертации решались следующие основные задачи:

1) Изучение основных типов компенсирующих устройств на базе силовых полупроводниковых элементов и условий их работы в гибких системах передачи переменного тока.

2) Разработка общего подхода к математическому описанию управляемой электропередачи на базе этих устройств.

3) Определение основных требований, предъявляемых к системе автоматического регулирования устройства для обеспечения нормальной работы и статической апериодической устойчивости режимов электроэнергетической системы.

4) Разработка системы автоматического регулирования САР ОРПМ.

5) Расчетные исследования на ЭВМ режимов и устойчивости энергосистемы, содержащей управляемую электропередачу (гибкую систему передачи переменного тока), оснащенную разработанной САР.

Объект исследования. При выборе объекта исследования учитывались следующие факторы:

· Возможность объединения функций всех известных компенсирующих устройств в одном комбинированном устройстве.

· Принципиальная возможность использования математической модели комбинированного устройства для всех остальных типов устройств.

На основании этих факторов в качестве объекта исследований была выбрана энергосистема, содержащая управляемую электропередачу на базе объединенного регулятора потоков мощности (ОРПМ). В качестве расчетных схем приняты схемы содержащие шины бесконечной мощности: четырех-узловая и шести-узловая с двумя параллельными участками различного номинального напряжения (неоднородная схема).

Методика исследования. Для осуществления проводимых исследований использовались положения теории переходных электромеханических процессов в электроэнергетических системах. В расчетах установившихся режимов применялся метод Ньютона. Для разработки САР ОРПМ применялись методы анализа структуры САР, метод синтеза САР высокой точности, метод Д-разбиения по двум параметрам и расчет собственных значений системы линеаризованных дифференциальных уравнений.

Научная новизна работы. В ходе проведенных исследований разработана математическая модель управляемой электропередачи на базе ОРПМ. Показана принципиальная возможность, при определенных условиях, использования этой модели для описания управляемой электропередачи на базе других устройств. Разработана структурная схема САР ОРПМ. Показано, что наилучшее демпфирование колебаний обеспечивает структура САР, в закон регулирования которой вводится первая и вторая производные угла напряжения на входе устройства.

Практическая ценность. Разработанная структура САР ОРПМ обеспечивает нормальную работу устройства в установившихся режимах и демпфирование свободных колебаний. Эта структура может применяться при решении научно-практических и проектных задач в качестве основы при более детальном синтезе регулятора, который целесообразно осуществлять только для конкретной системы и достаточно полной информации о режимах. Предложенная модель управляемой электропередачи на базе ОРПМ обладает универсальностью и может быть использована в программах расчета режимов и устойчивости электроэнергетических систем, для представления моделей гибких систем передачи переменного тока единой системой уравнений, учитывающей многообразие существующих управляемых устройств.

Достоверность полученных теоретических положений подтверждается результатами расчетов. Разработанные программы расчета режимов и устойчивости проверялись на схемах, для которых достоверные результаты уже были известны. Кроме того, достоверность подтверждается совпадением полученных данных с результатами расчетов, выполненных по другим программам: РАСТР, Simulink.

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертации докладывались на заседании кафедры «Электроэнергетические системы» МЭИ (ТУ) и Пятнадцатой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, основных выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 127 стр. машинописного текста, содержит 5 таблиц, 43 рисунка, 2 приложения, 47 формул, библиография включает 74 наименования.

Энергетика      Постоянная ссылка | Все категории
Мы в соцсетях:




Архивы pandia.ru
Алфавит: АБВГДЕЗИКЛМНОПРСТУФЦЧШЭ Я

Новости и разделы


Авто
История · Термины
Бытовая техника
Климатическая · Кухонная
Бизнес и финансы
Инвестиции · Недвижимость
Все для дома и дачи
Дача, сад, огород · Интерьер · Кулинария
Дети
Беременность · Прочие материалы
Животные и растения
Компьютеры
Интернет · IP-телефония · Webmasters
Красота и здоровье
Народные рецепты
Новости и события
Общество · Политика · Финансы
Образование и науки
Право · Математика · Экономика
Техника и технологии
Авиация · Военное дело · Металлургия
Производство и промышленность
Cвязь · Машиностроение · Транспорт
Страны мира
Азия · Америка · Африка · Европа
Религия и духовные практики
Секты · Сонники
Словари и справочники
Бизнес · БСЕ · Этимологические · Языковые
Строительство и ремонт
Материалы · Ремонт · Сантехника