автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Адаптация настроек АРВ-СД мощных синхронных генераторов

САІКТ-ШТЕРБУРГСКІЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ'

На правах рукописи

ГОМАНОВ Сергей Валентипович

АДАПТАЦІЯ НАСТРОЕК АРВ-СД ЫОЩШХ СИНХРОННЫХ Ш1ЕРАТ0Р0В

Специальность 05.14.02 - электрические станции (электрическая

часть), сети, электроэнергетические ' систем и управление ими

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

' Ймучим? рукооодителі. - доктор точні*’,вскпх наук, старі ї!!1 научный сотрудник Ірпаноь А.А.

Оіиииальнис оппононті.!: доктор ?(. «іичоеки* тук. старі иМ научни? сотрудник Р.еккель А.С.. кандидат ччг^ьи’.иллг.к і-.іуд. стар’гиР Нйу’мьы" сотр.удьик Екймою !’.У. ’

Ведущая организация - НУ ГУМ

Защита состоится "2 і?" " ГУЛ год-. і> ./Р....

часогі на заседании сгьныплиаиронинко'.’о еоьсіа л ГС.'і. ;і <. 1.1, Ленинградского ТоеуПйрСТБСШіОГО технического уніївйрситета. Адрес: 195251, Ленинград, Пояитехнікіестоя ул., Я?, п,чі.иоі. ядиние, ауд. 325. '

С дяссертаиие? уотно ознакомиться ь .•ундачситлльнл'і библиотеке ЛІТУ. .

»

Акторе-Ьерат рлрослпн " " ноября іс,пу ром.

Учг'нмй секретарі, специализироганного совета доктор технических наук, » , / ,/ .

институте 'лектроі.іа::,ііяг.стрсг’ни>' ( £!!;«! ■локіром?»-:'

профессор

АДАПТАЦИЯ НАСТРОЕК АРЗ-СД МОЩЖ СИІІХРОШШ ГЕНЕРАТОРОВ

Общая характеристика работи _ , '

Актуальность проблему. Исследования, проведенные в нашей стране и за рубет.о>.« по проблемам устойчивости, показали, что весьма актуальной остается задача демпфирования электромеханических колебании электроэнергетических систем. Основным средством демпфирования колебаний является нспольяопанио на моцных электростанциях автоматических регуляторов возбуждения сильного действия (АРВ-СД). Эффективное д»!'стіі»9 сснсрігих стабилизирующих параметров в АРВ-СД связано с адаптацией к изтітукся схемно-режимным'условиям работа генераторов ь энергосистем1 с, особенно:

- при наличии круп^шх электростанций и лини'! электропередач, ярдяю-

г>;іхсл слабьл’п мр^сисгє»"”^'’ счлзілн,

- при больпом долевом участии в производство электроэнергии атом-

ных плектроота’-іігі/і, оста^еі их могціуми турбогенераторами с бесзе-точнкми дноднш.ти яозбудчк ит, ; ':гупаюг;чки я о динамическим ка-^оетчам статическим тиристор ;м возбудителям,

- при резк''Ч и г.ксгг,п-.«с/.оігг Л '/вменениях режимов работи генерато-эоп, обуслпллг’!;і'«'.х характером графиков нагрузки.

Р.ізрябстча /'-':'оцоп здзптимюго рогулфоппкия возбуждения во* тась н целом ряде с-рггаг.'.зг",:!!, В1"Я!Э, ВНППэлектромач', ВОН, ИЭДАНУССР,

{іііі, Лснгкзрогр.ччгт, Л'ГУ, і!ЗК, ІІГІІПТ, СибНИйЭ, СОН, То ітГПІ .

Роплпятгіл на пр.'ч-т.ко /отодо» одлптяцта сталкивается с хокпми г.іл^.чги ;.п. к;;,.-; »;а":'”чс‘ огргянчегл.*'. на ге-гдсігу вп7»у~л.‘?;вг'' проб-Г' го г:'П'!М'1', о'І.тс:"/тіио бмс:родо.:стп:ііт :т"-гурч с^момасгро'кп и ■' сокого Ч'"«'п го пег.'- олт:;'го-рст:чи*>п.’х ситу иях.

уг.” ’грг-ч і-""і Г’.юбл'Ч' егчпапо с ребенком эчдачч сип' ' ‘ •/

теза и реализации алгоритма беснонсковой адаптации без пробив: ВОЗДЄЕСТШіІІ, использующего информаций О СЛу'і£’І:і!іЛ: Процессах в’.Щ:-зи высокочастотной границы устойчивости (ИГУ).

Всвязи с этии во ВНІНізлектроиаш совместно с .':ГТУ и К1і!і но ы>-каэу Мштектротехиром біли выполнен»' научно-нсследоаательскне работы по гене: "Теоретические и гксаеримвиг&кьиио исследовании нових цринцшюь и структур аьтокатаческого регулировании ьозбуь ценней, активной точностью и частото.) электрооноргетпчесьнх агрегации' Кроме того, во ИНЖэлектромаш пс заказу Ыиьэлектротехиром і:р: лечились работа но 'ізме: "Исследование услоьиіі оксплуатаь/.п и разработка рекомендации но повышению надежности работи турбогенератори: АЭС с бесцьточними системами возбуждения". А также по заказу Зано. рокскеЙ АЭС проводились работы по теме: "Исследование устолчивості •турбогенераторов и разработка технических решеикіі по виберу оптимальной настройки системі: регулировании возбуждения турбогышрато ров .V 1+6 Заиорокскои АЭС".

Целью работи является разработка ал гори тиа і;арамеїрическоіі бо поисковой адаптации с прямой идентификациеА процессов без пробных воздействий с местной информацией на агрегатном уровне, рпботоспо собкого в установившихся рекиках генераторов, создание опитного о разца аппаратуры, реализующее го алгоритм адатти/и.

Научная новизна. Разработано подробное математ.ічоское описыы бэсцеточного диодного возбудителя (БііД), учитывавшее- пнненение уг да коммутации и позволявшее ироьодить расчеты устойчивости мо^.н.х турбогенераторов (ТГ) на крупных АЭС. Для исследования динамическ характеристик системы возбуждения по частоте электроиехаю:исоких колебаний получены простейшие математические подели ББД, которое могут быть испольаованы при создании г апаратурі: настройки и измерения ь системе возбуждения.

■ Предложен способ повышения устойчивости ь •..мг'р.ч.енсть-:'.*, осн'-

’.m-и; и* ’"•jt'-hc.voti в сипало pcryjTCpopnirei по протлодно? rp-я рр»г «гт-орг. оиггачллл ;лЧ, !ч?ллгггл':гтг> з.чр;‘ск”;СП от внутрегг-

о.п.с. гяь» г.тг.ра.

Р.^рабстагн чс. "гщ'.-'л расиста j риторики ^зчег.тза рсгул^ропагая г*;т'!ргссист?:л>, и'^'гтоЯ укротите» !:птс'.:лгичегсоо сгисаш*}.

П» if ”,гя гл ля зт; шнииуч* прг.и«х пскалатолгЯ

1-’-'..гчл c.ivj in плоскости rs.crpasw.ruKX ко^ициентоз

г-'-с;!..

.'т,', ’г-г-'.,1 а л: сто?. «е;»,д вкбсгса ип^а/йтгьикх параметров кслеб»-, исг.О"1.?;’»"пЯ ?глдиа сигрнши кос';''.;'.г,’:егтов связи п.,... - vr;it ;i г..:хг,ч^ при раллучтл р*.ги(/лх и частот:сс

Тл’аг;! I 'т,''. ■ --irs-:ы:г'к»аг?ойки АРП-СД грц случ2|:н'»,х ?оз-г> •>”']>;’-w.ciC'J'V'^.’Btremn .'Mr:.ритм ядр.пг*циа тетри-■, O'jiicpnnrw^ на пропорттцяльно-интсгральпсм (ПИ) злксмо упраяле-КЧ KCpeCTpr.;!PRC!4iK;i ХОГКМШШЯНТЯМИ по разности текущих спектров пкс-гастот-глх и м.’гсксчостотнух колебания наиболее информативного пасттоираеглс параметре» соотпотстЕекно.

’.If?уояnil’ll гя-;по.г,-,сг:»ч исслспо»анлй. Методически работа пропоетлссг-. г сечено чолс".'!;"!Г тпсрга гзте.’атаческого регулирования. При про-’П'лч”: исслодотптшй c.ipfito лспользо?алксь котодн пчахого-фпкчес-:'гг- !’'\“с.:.'.рг. ’/скитания осу.^сотлчглсь на сснэ'ле встодики иа-1д;:и С пп.- >tov;<vx с::гтсу зозйугдоь'ия, ра.-раОотатпгоП » Сгэзтпл0нэрГ0. ii hKTrwn' i "’п-сть »: ргг-ультатог:. С.аь:.ч:з,Ок?едьирв

1.--Ч'!■■:**■ :.м')т: ).■ . ''•-я’.;;:г|:с..ur. )/Г/:н'.);ъ Ь:>Д, способ з:1!Л1тог::ч сигнала

г'■ ^>■ .....к:: pric.vc'ia нспапа';^-

■|. .• т,--.I !'ГХ>р:‘."-тн! :кти чар ".-y?\,rt м~-

г;’.- с •■•••. . п. г .»• • г/ • i ;ут:. j?"'1. '.:г г :\j,i орктчп.

■; .' ■■■, ,. у- , :и г; r.'i:'1, с;: усипль:!!)":’!;

. i ■. у,м ч )Г’ «; >” •. i-‘i у vvr;'f .ciyiu in; г., р.'Л го lili/il-

•лектроиаша. Блок адаптации прошел опытно-промышленную эксплуатацию на Московской ТЭЦ и Запорожской АЗС. Результаты диссертации исполь-аованы в качестве рекомендаций при настройке регуляторов Заяорсжской АЭС и при совершенствовании методики настройки регуляторов в Союз-техвнерго.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзном научно-технической совещании "Вопросы • проектирования, исследования и производства мощных турбо-, гидрогенераторов и крупных влектрических машин" /Ленинград, 1968 г./ и на научном семинаре отдела "Систем возбуждения и регулирования" ВНИИелектромаш.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, иа них 4 авторских свидетельств.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 180 наименований, 5 приложений, включая материалы о внедрении, содержит 130 страниц основного текста, иллюстрированного рисунками и таблицами на 36 страницах. ■

' СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведен обзор методов адаптации. Дана целевая классификация основных методов, позволяющая представить обцее развитие их в аиергетике. Проведен анализ основных иа них. Показаны проблемы реализации методов: неполная управляемость объекта в динамике - проблема структурных методов адаптации, недостаток информации у системных подходов, большое запаздывание при определении оптимальных настроек у поисковых систем, ограниченные возможности в запоминании бесконечно разнообразных ситуаций у табличных методов, трудности в построении «талонных к настраиваемых моделей, обеспечение устойчивости в контуре настройки для методов с моделями, опасность подачи пробных возмущающих сигналов для методов с прямой

идентификацией процессов. Показано, что практическое применение находят более простые методы адаптации, например использухкгдое информацию о процессах на границе устойчивости и пестроєннує на срапнеігии низкочастотных и высокочастотных составлявших сигнала. Однако указывается, что они обладают и ограниченными ацаптивнуми возист.ностями, ориентированы на перестройку только одного коэффициента регулирования. Для рассиреіг.ія их адаптивных возможностей необходимо обеспечить зти системы дополнительной информацией о динамических и статистических характеристиках параметров режима генераторов.

Втсрая глаяа посвящена улучшению динамики системы регулирования возбуждения мерного ТГ с БВД, а также решению задачи определения зоїг»! оптимального качества регулирования возбуждением ионного ГГ в плоскости настраиваемо: параметров АРВ-СД.

Прииенеіг.іо сильного регулирования возбуждения без повышения Зітстродойствия БВД и улучшения динамических характеристик параметров стабилизации но зффектнпно. Разработана математическая модель ГЗД, позволившая гкЗрать тип и кратность жесткой обратной связи С.'.ОС). Рациональнее упрощение математической модели не существенно • їС;т.~ао? ді!на‘'и’:сскис характеристики особеїото з диапазоне частот ТО 4 Гц, для которого спраао.ллири ураппения:

(1)

д Р<1 --■-(<+р?,)'*&У/ *[к,(<+Рг<)1 fxг(tl-'tг)pйIf

гц-а К(, К2,Т/ . - коз<їфіцивнтм и постоэтппм времена, яв~

і-ттігся ьолкн^'ну.ш *Т-у« адилми угла ке!.?гутаіцш; ДІ/^ , Д(?у -

Г'.лр.-.Г'НГ-Ге ■пог'у-.'^-тя и зтгутр::;тпля з.д.с. лозбуд-ітслч; л V/ »

ДІ{ - '”1 70;{ чозбу^пепн.ч ГГ. ІЬк^СЛОЗ З'М’ЭКТИВНО

;; .:іті о-'VI; у .гг о і є Iі с;.'а Б.'Д л :Уі;С ііо ЛІ!^ .

;:лг и.'"сл-:!':— м .• М'-т.-лвизг» д<*!!ггп*ір гибкой обратно;" езязи по

/ . I 1 • 1 г~

* - I

напряжению ТГ ( иг ) вводится дополнительный стабилизирующий сигнал который компенсирует действие в сигнале 11г составляющей нелинейно вависимой от производной внутренней э.д.с. ТГ ( ). Этот сиг-

нал может быть выражен следующим образом:

Х$оп. х(1р Уг)р €п й Вч =Л'£/ соьб'грйЕу М

Л

где 1р - реактивный ток ТГ, Vг = I.

Без учета демпферных контуров возбудителя и ТГ получена эквивалентная передаточная функция (п.ф.) замкнутой системы стабили»ации отклонения полного угла электропередачи ). Она имеет вид:

Щ(Р)в (Р)] 'М&(Р) (3)

где М&(р)*~ К,^ +хс),Ць1п8'(/+рТр)

Тр - постоянная времени инерции какала регулирования по производной частоты напряжения генератора (/'),

3)§-(р) - характеристический полином пятого порядка. Характеристическое уравнение было преобразовано к виду:

&(Р)‘р**а(р*,+ агръ+[а1+ак(к1/ + ГрК0/)]рг+[а1+а1<К0/]р+а5 С-0

Корки уравнения: ±} Рзл = -а£3 ±/ь33, Р5 = ~о15 ■

Выведены вваимкые «ависимостк корней при заданных аI,йг,и5'.

Цуг3- ± " ~аГг(и,*сС.л) (

где £ аг *2с1г1т-2(оС, +4з)(а, - гы.э(/))

Задача состоит в определении комбинаций полюсов Р/_ и нуля ( ** “ ) | удовлетворяющих условиям минимумов прямых показате-

лей качества регулирования: перерегулирования (СУ*) и времени регулирования С Ьр ). Задача решалась графоаналитическим методом

>’дерман&.

6

Для отображения зоны минимумов прямых показателей качества регулирования из плоскости ( J.co ) (РисЛ) на плоскость коэффициентов усиления по отклонению ( К) и производной ( Лу ) . частоты напряжения генератора (Рис.2) были выведены зависимости коэффициентов of координат доминирузгцеК лары комплексно-сопряженных корней:

K°t" ак {[аг-(<*ч*ы!)-Ы<(а, + ~ а*} (б)

^)(аГ^<У[аг-<?*,(ar2U,)J2d, *^J-^Tp

Эти уравнения позволяют определить в плоскости ( K0jt Л/у ) точки максимальной степени устойчивости ( clmax ) и минимальных <о и ip , которые образует вершин треугольника, охватывающего настройки, близкие к сптп/.'льным (субьоптимальные).

3 основании треугольника, которое параллельно ВГУ, лежат точки S'/пел, ip men • Субьопткы!. ыше настройки расположены вблизи ВГУ.

В третьей глазе проведен син'пз алгоритма адаптации настроек ШЗ-СД по случайном возде:1сг~чяч л энергосистеме.

Осуществлен анализ для г .шбодее вероятных режимов работы СГ по гледушим передято'пи.ч Функциям:

\Еф = R(p) -*■ 8(ft)________ _ йВ = ____-Apr Т(Р) (7)

> # Т(р) 8(р) +Apr R(p) ' а Т(р) 9(р) + Арг Й(р)

’де R(P) , Q(P) , Т(Р) - полиномн, описывающие реакцию якоря, 1Т5ИГе!П!е ротора, ЛНСРЦИ0!П0СТЬ обмотки возбуждения сооткетстпгтно; '

АрГ - неЛИНСМГИЙ КОТфЛЦИепГ В ЗаВИСЯМОСТП Pf ~ P(c-l)x , .

Из анали-'а следует пизод, что электромеханические колсб.чия тиболоо сильно пли;шг на го.. Заття Л в области высок .

[астот Л £■ о ( ) (8 ■*? ■< (Og ■< 20 ~), а й £ о, - на ^31-

• з облает1! дозких частот Л ■■ ( to# ) (2 £ < сдн X I; Ц). ..

* У

Первые опасны для системы возбуждения, поэтому при появлении требуется ограничение на управление. Вторые - для энергосистемы. Параметры ДЕ ^ и Д 8 ненаблюдчемы. Информацию о них доставляют некоторые параметры режима л XI :

' А XI - Ах Д Е^ +Е>Х Л в (8)

Совместное решение (7) и (8) позволяет установить зависимости

Д^1 = Е (л £$) и Д XI* Е (Д $) .Ив анализа наиболее

вероятных значений ДХ1/дЕу, и ДХ^/лВ во множестве

режимов сделан вывод, что наибольшем информативностью о колебаниях Д$((о„) обла^ет энергетический параметр стабилизации СП), а о колебаниях дЕу(сОв) - отклонение С ) и производная Су ) частоты напряжения СГ.

Анализ случайных сигналов, измеренных по величине параметров П, Л У и у/ показал, что для минимального времени оценки ситуации и принятия репения (3 сек. < £ 30 сек.) следует в качестве оптимального статистического критерия брать оценку дисперсии сигнала

йХс {о()х ) в текущий момент времени ( Ьо )* либо оценку энерги текущего спектра сигнала ( ^,co ), т.е.

*лх((М)> . Эх. ■«>

СОа

Синтез оптимальной по качеству стабилизации линейной системы в ' условиях помех проводятся по интегральному квадратичному критерию, учитывающему требуемые ограничения на мощность сигналов Д 9 ( сон ) и Д Е$ С ол£ ), т.е.

.«?’»<. д 8(со»)г> + <Д (сов)г>

«

С учетом информативности параметров, а также оптимальности критери-

05 (9) уравнение (Ю) можно преобразовать в два:

... 2 . .

сог ^ со3

У*

= гт [/ э{ ^ зі (*■>ы) с^со]

СО£

і «.> ^

(п)

22Г [/$- $п(Іь>)с/со щ- вку/а Ь>)с/^

СО/ Сд'г

где 5п(Іь>),5к0/Д/(£а>),5ку/(і.ьз) - текущие спектри

колебаний П, KofДf,X^f/' » ~ НИЖШ!е частоты

области сОв (со'- со>г“ % 2 Р/с) ’

Оптимальность критериев 70, У і проверяется следуюарш образом.

Для линейной системы стабилизации с постоянными коэффициентами при воздействии стационарных случайных сигналов можно записать следую-пріє выраяекия:

гэг [/№л(р)1дГ$П. (і.со)сІсО-/'іУко/й/(Р)І (I,со)с/о)1 (12)

а< Чг* .

<ді

У/ ~ Гї[/М Щ(£:со)сісо-^І^Кі^’Ср)! щ-<5л-(і,со)с/со1 и, сог

где 6^(1,ы)- спектральная плотность помехи.

Мп(р), \\'к0{й)(р), Мщ/'Ср) ~ п.ф. системи при измерении на гыходе П, Кй/ , Л>у /' с обарім полинсиои <%)$(р).

Ес.та пренебречь локальными максимумами в спектре 5п. (і, со) » то Бп(і,<о)- сопзі . Тогда в результате расчетов по (12) определяются значения тіп 7а и тіп У< в плоскости Ко/, Л7у (см.рис.2). Настройка осуцестэляется по условию конъюнкции:

тіп У* П тіп ■ (13)

. •

Расчеты показали, что условие (13) определяет точку, которая попадает в плоскость треугольника с верёинаыи в точках бгпіп, Іртіп ’ об та* , т.е. отвечает условию су(Ь>оптимальмости. ■-

Алгоритм адаптации получен по методу градиента:

Л* й>5 ^

~di = Ж [f~df *V*, &)}Р(Х0/, v)l dco -J W t &>)/Р(Лу co)dul+CB

u< ' dR A 631

~di ' nr [j^^n(tco)[P(/Cf/, 0})[dco JoTSfyj'fcu)/P(k,/6j)dcoJ+ C, . Ы( <у/

где Р(Ко/, Co), P(K,f, со) - вещественные частотные характеристики для систем п.ф. К/<у(р), ^if(p)', С о, С, = const

Алгоритм адаптации может быть выражен через оценки дисперсии, т.о. t t

йKOJ. = /?4 + C,)c/t; Л Кч = f (2, *Ct) dt .

-« .

где ода - 3)н ~2)в0, , =S>// ~&В1 > > °£>60!, одв( ~

- дисперсии низкочастотных колебаний П и высокочастот1гых

Ад/ 4/, А"/у /;-

Скорость настройки по градиентному алгоритму пропорционально производной от критерия по настраиваемому параметру.

В четвертой главе осуществлена техническая реализация алгоритма адаптации настроек АРВ-СД. Возможны три варианта реализации:

I - аналоговый, 2 - аналогово-цифровой, 3 - цифровой.

Для реализации на отечественных станциях совместно с регуляторами типа АРВ-СДП1 желателен первый вариант реализации.

Поставлены и рестены следунядие задачи реализации алгоритма:

- независимое измерение'низкочастотных и высокочастотных колебаний,

- малые пульсации сигналов в полосе пропускания,

- быстродействие оценки текущих спектров,

- оптимальное качество процесса управления настраиваемыми козффщ.,

независимость от сигналов большой омплитудьг>псмех.

/с

' Анализ частот осуществляется фильтрами высокой и низкой час-■готы (ФВЧ и ФНЧ). Мея.цу высокими (СОд =1,3+3 ) и низкими

(сО^= 0,3 * 1,3 частотами нет существенного промежутка,

поэтому выбираются фильтры с ’эисошш порядком. На максимальную величину порядка фильтра накладывается ограничения по качеству фазочастотноЯ характеристики, снижению помехозащищенности и надежности. Один- из аспектов расчета фильтров связан с получением оптимальной характеристики. Близкой к оптимальной является характеристика фильтра Чебышева пятого порядка.

Расчет характеристик звена настройки осуществляется на основе методики анализа динамики самонастраиваемся систем. Анализ проводится для интегрального (И), пропорционального (П), пропорцио-налыю-ннтегрального (ПИ) и ПИ звена настройки (ЗН) с ЖОС по выходу блока адаптации (БА). На входе ЗН сигнал имеет вид:

,гЛ-а« г .г л ■ . (15)

= а е

°иО.!

А н (ьз ^ ) ~ А в ( со,

Р ? 2 2

Вблизи границы устойчивости <^</, ОІ -^<СО , А (со,ес} = /) (со) . Выражение Е(ш)-Агн(со)~ А\ (со) разложено ® ряд Тейлора.

Ограничились первыми двумя членами ряда: £ а, Рі .

' Для принятого ПИ ЗН можно записать следукций алгоритм:

*(Х0У. к„) „ а«й*,; Кя Ки (16)

После подстановки членов из ряда Тейлора имоем:

к'}) (В А У В'(Ко;. /Г,у) -с' .

д 2 2

где А ~ /> Кш К л ; В1 = р, -2сС К„);

С = ~ (Кц - 2с1 кп).

Решение уравнения (17) имеет і; •

//

, B/2clA , ,

/ < С' 1 / Sj.t і -Ві/д

(Ko,.K,f) ш^'Щ^)в,(е +л) ’ e СЮ)-

Пятая глава посвящена экспериментальной проверке работоспособности блока адаптации, в которую входит:

- проверка обеспечения во всех установившихся режимах для любих типов генераторов и систем возбуждения независимо от других параметров АРВ-СДПІ настроек близких к оптимальніш,

- проверка независимости настроек к внезапным возмущениям со стороны энергосистемы и динамическим режимам, •

- проверка возможности локальной адаптации каждого генератора на агрегатном уровне в многогрупповой или многомашинной схеме.

Методически проверка осуществлялась в два этапа: I - на электродинамической модели (ЭДМ); 2 - на электростанциях.

Испытания блока адаптации (БА) осуществлялись следующим образом. Определялась область устойчивости СГ (Рис.З). Выбиралось несколько точек настроек, для них (точки 1,2,3) проверялось качество переходного процесса. Затем подключался БА. Он осуществлял настройку з точке А. Качество переходных процессов, измеренных при настройке в точке А, оказывалось не хуке, чем при лучшей неадаптивной настройко. БА испытывался при различных режимах (например в номинально:.! - см. рис.З,а и недовозбуждения - см.ркс.3,6), на моделях турбогенераторов и гидрогенераторов, на бесщеточных и статических системах возбуждения.

ВШОДЫ

I. Предложено новое решение проблеми адаптации настроек ЛРіі~СД мощных синхронных генераторов, имеющей существенно важное значение для развития сложных энергосистем. Оно базируется иа ксслодованигх динамических характеристик систем регулировмтия возбу?дс-ннл, анализе показателей качества регулирования, синтезе йлгорйтт пп

ко}. Звл-

Рис.1. Полсжения точек экстремумов показателей качества регулирования в , комплексной плоскости корней.

Рис.2. .Полсжения зоны субъ-оптамальных настроек

И ТОЧКИ !П1П Уо Л >71‘п

Ко/, аел.

Кц, дол.

Рис.З. Сравнетгие фиксированных и адаптивных настроек:

а - номинальна.’1 рохим; б - режим нйдочозСуждения.

случайным воздействиям в энергосистеме.

2. Разработана математическая модель бесщетэчного диодного возбудителя, позволяющая рассчитывать его динамические характеристики и давать рекомендации по наладке систем регулирования возбуждения.

3. Предложены способы компенсации в сигналах регулирования по производным напряжения и частоты, а таете по отклонению частоты генератора составляющие, нелинейно заьисяцпх от внутренней о.д.с. генератора. Компенсация позволяет повысить эффективность стабилнза-ции генераторов при резких изменениях режимов.

4. Получены аналитические зависимости мекду корнями характеристического уравнения системы пятого порядка, а также между настраиваемыми коэффициентами и доминирующими корнями. Эти зависимости позволили определить зону минимума прямых показателей качества регулирования в плоскости настроек АРЗ-СД и определить условие субъоаги-мальности для выбора практических критериев адаптации.

5. Выбраны статистические критерии идентификации случаГиак колебаний информативных параметров энергосистем, обеспечивающие оптимальный по времени период измерения. Такими критериями являются энергии текуцих спектров сигналов или дисперсии процессов в данный момент времени в узком диапазона частот.

6. Рассчитан*' аналитические вчражен;:я для интегральных кзадра-

/

тичних критериев качества настройки в условиях случайных возмущений и ограничений на управление. Они удовлетворязт поставленному условию суб«оптимальности.

7. Сформулирован алгоритм каргдютрлчсскэГ. локяльио;': ^'-.спсис.к.'/ио?. идог.г«.ц!Ш АЬ»-СД с: пршоГ. идснтиЛкклциеГ. прсгссоэв <5с-г» п. к '<г-х действии, с местной информацией на агп'г.чтко:; упочк- о но; с5;..н:!>..':

,5^7,пли ’.ысо-гоцастстноп грр.'г/ч.:’ устой^ьосу/, о;л'п-

льнуг. пс качеству рггулирО!.:’н:м. :т скороотг га!*о..л:.:г-'.\ >■".со.ч-у

:-ттсор усилен;!): но иен^ы:'> п.-.ра.'^тр:.!'

л

повившихся релизах любих типов синхронных генераторов.

8. Разработана аппаратура, реализующая алгоритм адаптации. Она испытана в условиях электродинамической модели и ка действующе? АЭС. При испытаниях устройство показало высокое качество демпфирования перс-хсднкх процессов, независимость настройки к большим возмущающим воздействием, лоакшакцим в период переходных процессов, ^ороиее качссгво регулирования возбуждения автономно на нескольких генераторах станции и надежность в условиях спцтно-нрснішлєіиой оксплуа-тацпп. Устройство может применяться для лобых типов электростанций и в лі'бих схємно-реїимніїх условиях. Рекомендуется использовать алгоритм адаптации на никнем уровне управления в энергосистеме, т.е. з системе возбуждения каждого генератора.

ііо материалам диссертации опубликованы следующие работа:

I. Испытания микропроцессорного регулятора АРВ-СДЦ на электродинамической модели энергосистем. Кожевников В.А., Лыбомироза Г.Б., Розанов С.В. , Снитко Л.11.// Системы возбуждения и регулирования мощных синхроннітх генераторов, л., В1Ы1электрсмаш, 1985, с.44-5?..

гі. Математическая модель бессеточного диодного возбудителя для расчета статической устойчивости турбогенератора. Кожевников В.А., Лабсмировя Г.Б., Романов С.В., Снитко Л.П., Юрганов А.А.// Бесще-гочнує системи возбуждения мощніїх синхронных мамин. Л., ВШШэлектро-

МІ'іЩ С.^Х-’—ІС~і.

3. Сиг сч'б настройки систем»: регулирования возбуждения турбогенератора по модели объект г регулирования. Ксневникоз В.А., Лабсми-рова Г.Б., Романоз С.В., Снитко Л.П.// Автоматизация исследований электрических ілап.иіі и упрачление ими. Л., ВІПІИзлеістромаш, 1987,

с. 52-62. ' 4

4. Аз тематическое регулирование возбуждения синхронного генератора с адаптацией. Кокезниксв В.А., Романов С.В., ^Органов А.А.

// Краткие тезисы доклада к Всесоюзному н.т.с. "Вогшосы проектиро-. * Ю

вания, исследования и производства мощных турбо-, гидрогенераторов и крупних электрических машин". Л., ВНЙИэлектромаш, 1938, с.93-94.

5. ...//Прректирование и исследование систем возбуждения мощных синхронних мавпи. - Л., ВНШэлектромаш, 1939, с.74-83.

6. Измерение тока ротора турбогенератора с помощью датчика ДГР-П. Любомирова Г.Б., Романов С.В., Снитко Л.П. // Системы управления электроэнергетическими агрегатами. - Л., ВШИэлектромаш, 1988, с.36-46.

7. Эффективное средство научных исследований электроэнергетических агрегатов на цифро-аналого-физических комплексах. Богоявленская Л.Н., Остроумов Э.Е., Романов С.В., Юргенов А.А. //"Элект-ротехкика", 1988, № 7, с.55-58.

8. Метод отображения зоны минимума показателей качества регулирования в задачах адаптации настроек АРВ-СД мощных синхронных генераторов. Романов С.В.// Регулирование, управление и контроль мощных электрических машин. Л., ВНИИэлектромшл, 1990, с.90-97.

9. Регулятор возбуждения синхронного генератора. Кожевников В.А., Романов С.В. // А.с. СССР » 1350804 МК Н 02 Р 9/14 07.11.87. Бол.41.

10. Регулятор возбуждения синхронного генератора. Романов С.В.

// А.с. СССР \Ь 1485376 МК Н 02 Р 9/14 07.06.89. Бгол. 21.

ЇІ. Способ управления вращаюцимся тиристорным выпрямителем.

Романов С.В. // А.с. СССР № 1520632 МК Н 02 К 19/38 07.11.89. Бюл.41.

12. Устройство для испытания автоматического регулятора возбуждения. Буевич В.В., Кожевников В.А., Ыаторный А.Ю., Романов С.В., Юрганов А.А. // А.с. СССР № І6І4092 ПК Н 02 Р 9/14 15.12.90. Бюл.46.

13. Способ управления рсаернируетцими пруг лруга регуляторами

ьспбуудэння 'ілсктрическо? мпїїглш. Кожевников ".Л., Ромног С.З.,

П.егленко С.Б., Гргзнов А.А.// Положительное И7С.Г>34Д;7

от 33.06.91.

/б ■