автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Автоматизированный анализ экспериментальных послеаварийных режимов в сложных электрических системах

РГО

^ iL .KOttoMill Oi¡.r¡>i t; ] и Mt. i '¡a Unci III y i

l Tc.:!üi'ii:..Mill У||)ш>:р;:|| (KI i

!t<: 11.If: IX ¡и i wlllh -II

УСАМА ДАККАК

а1)||1Мл1П;.11!1'ПИл11Ы.!11 а11а!ИП :.,h¡:l|-i'HAJIblll.iX i 101 - л tí A Ü Л Г' i f i 1J H.I К Ph'*i!l.MÜ В I'lluifllUX

зкш'игюжих гн^'ц'клх

Clieu".il4-liù.; I ь Ob. 14.02

3iiski [.»'lecKiití 0-idimiiii ( .3 iiíiKi ¡jii'te.bd я 'k-uiili. lain, э яо к'г poLä не pi с. i H4u.:Kiiti cnu.n;iiu п унр-шпсШи. пни

А H Г О С Е * 1' Р А Т диссертации mi conct.-uuic учении o'iôiiniiii кашшлата технических наук

HoohBd - líiüi

Работа выполнена на кафедре "Электроэнергетические системы" Московского энергетического института. Научны!! руководитель - кандидат технических наук,

доцент И. С. П.ономаренко Официальные оппонента - д. т. н., профессор Васин В. П.

к. т. н., Ярных Л. В.

Ведущая организация - Институт "Мосэнергопроект", г. Москва

Защита состоится "199$ года в часов в

аудитории Г-201 на заседании специализированного совета К053.16.17. в Московского энергетического института.

Отзыв, заверенный печатью, просим выслать по адресу: 105835, ГСП, г. Москва, Е-250, ул. Красноказарменная, дом 14, Совет МЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ.

Автореферат разослан " " 1993 года. Ученый секретарь специализированного Совета К 053.16.17 __

канд. техн. наук, доцент Ю. А. Барабанов

ОВЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ._

Актуальность работы. Современные электроэнергетические системы (ЭЭС), п том числе и ЭЭС Сирин, характеризуются усилением концентрации электрических нагрузок. увеличением единичных мощностей источников электроэнергии и их потребителей, насыщением ЭЭС современными средствами автоматики и телемеханики. Усложнение структуры сети, многовато« резервирование по линиям различных напряжений приводит к увеличение их загрузок, возрастанию взаимного влияния отдельных элементов ЭЭС. В результате этого при возникновении аварийных состояний величина ущербов потребителей от аварийного недоотпуска электроэнергии значительно увеличиваптся.

Одной из основных составпяиашх надежности ЭЭС является их живучесть - свойство объекта противостоять возмущениям, не допуская их каскадного развития с массовым нарушением питания потребителей. Важнейшим способом повышения живучести ЭЭС является правильный выбор параметров элементов сети, чтобы при различных послеаварийных состояниях параметры режимов элементов сети не превышали их предельно допустимых значений и на приводили к неправильным срабатываниям устройств релейной защиты и автоматики, что может вызвать дальнейшее каскадное развитие аварии и потере живучести ЭЭС.

Корректное решение этой задачи требует определения максимальных ( самых тяжелых) послеаварийных режимов в сложных ЭЭС относительно ее элементов. Необходимо иметь возможность для лвбой ветви ЭЭС определить послеаварийное состояние, в котором нагрузка этой ветви будет максимальной (т.е. наибольшей из всех возможных послеаварийных состояний). Для любого узла ЭЭС надо определить два экстремальных послеаварийных режима, при которых напряжение в данном узле будет максимальным и минимальным.

Наиболее простым и точным способом определения таких предельных состояний ( максимальных послеаварийных режимов) является простой перебор всех возможных послеаварийных состояний с одновременным анализом их режимов. Однако практически этот подход не реализуем вследствие огромного коли"ества таких состояний, особенно для современных ЭЗ"

•• •!:i-i>h>;i роморн-ч-ти ;лп 1000 •элементов и больше). В связи с Mi1" 1->.-»|>11|<я«1 цроЛчоднносп. разработки алгормгмов, позволяв<uuix ч»<*->го личлизируем'-ч'о элемента сети "Предали ib его г. а ■ it!t'"'i,m:= посп^АкприНк о режимы за ириямшшо« время счета на • 'Ml ( ме <(on»«t деся гков минут ) примени 1?лмю к реальным

М-че|ч!.1л денкоП рчйктн является составной частью

испледовапай по ра:>работе комплексов методов и алгоритмов м:- пки п уср.тк'^ннп ре»нмэчи и надежностью ЭЗС. разрабатываемых кафедрой электроэнергетических систем Московского piiopi -ît ччесм-.-ro института под общим руководством профессоров Сгр-.^'Н.* П. Д. и 'Somma Г). А.

Ц>;ль раоО!Н._ Кельн работы является создание программного ссчплекси цпя пкспресс оценки экстремального режима в сложных эл'-'ii грнческих сетях. Дпл достижения этом пели необходимо решить следуете задачи.

1. •{•opuiipoeïium бистродействукчцего алгоритма автоматизи-Р"ь-'1ЧП',«го выделения экстремальных послеаварийных режимов примни» тг'.пыю к ветвям и узлам электрической сети, ерчонтирсванчоЯ па анализ ЭЭС больаой размерности.

?.. Практическая реализация разработанных алгоритмов рюрпесс-мсюдов оценки максимальных послеаварийных режимов в виде комплекса программ и его апробация.

3. Анализ суи;естг»усщзП ЭЗС Сирии и ее перспективных вариантов распития, iop;«.ipona!ine рекомендаций по повышению наяэ>ьости ее функцноннрованп'я.

В /•¡•ссерт.щигжиуй работе использовались следующие методы:

- матричное экспресс-методы расчетов и перечетов режимов

- топологические методы анализа графов электрических сетей:

- .чсмЗшмтсрикэ алгоритмы формирования и отбора значимых пос.'-.-дварь ■ :ч состояния.

Hu r ч.1Я НОЬН'ЗНа (yiV;J tl_

1. Разработаны алгоритмы duoiporo персчита р^ши.ш ЬЭС. основанные па ниыльзоьанин ей лннеИноИ модели ь и,, цмпи.м ВМДв, ЦИЛ СЛУЧЛЛ ОДНОиремеННОГй ОТК1ШЧЫНМ Н..-OKuilLHIIX beTUcfl

системы с наруыс-ннем ее связности.

2. На uciiob-j топ логи чс ского dii.-iuii.id графов cein предложен новый алгоритм сиитрого поиска всех одноэлементных сечений на графа, а также алгоритм ускоренного формирования i.uiirypiaix групп из элемангов графа сет.

3. Сформирован агноритм выделения экстремальных поонй.ша-риИних pe*iiMOB примамиг«льно к ьечы.м и узлам ЗЗС, основанный на целенаправленном выделении и экопркис-анализе наиболее тяжелых для ihix режимов.

4. Предложен комплекс метоцов, поэволяищнх провопить с использовании разрабогамных алгоритмов экспресс анализ послеавариПних максимальных режимов ЭЭС большой размерности за практически приемяимое время расчетов.

Д!2£1й5вр.'_ю.'ЛЪ лV'i^iSiit'Ä 1^-ЭУ"ьта тив подтверждается

проведением многочисленных расчетов с использованием спешмньно существующих дня этой цели тестовых схем. расчетов реальных схем ЗОС и последующим подробным анализом полученных результатов и их сопоставлением с результатами, полученными полным перебором веек возможных послеанарнИных режимов.

0ПМ.ТЦ1! ® "i к а и 1 ij и н ос ть. _

1. Сформулированы и программно реализованы алгоритмы ускоренных пересчетов ренинов ЭЭС при изменении ее конфигурации - отключении части элементов сети.

2. Программно реализованы и оттестироьаны алгоритмы определения всех одноэлементных сечений и контурных групп на графе сети.

3. Разработан комплекс программ автоматического выделения максимальных послеаварнйных режимов применительно к узлам и ветвям электрической сети.

4. На основе использования стандартных тестовых схем ЭЭС осуществлена верификация разработанного комплекса программ и показана достоверность получаемых с его помошьп результатов, а

также высокая эффективность его работы.

5 Проведен анализ существующей ЭЭС Сирии и перспективных вариантов ее развития. С использованием раэработаиНйХ алгоритмов и комплекса программ выполнена оценка допустимости ее возможных максимальных послеавариИных режимов и предложен« рекомендации по повышенно надежности ее функционирования.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались: Iii) специализированном семинаре кафедры "Электроэнергетические системы" МЭИ, на Всесоюзной научно-технической конференции "Разработка методов и средств экономии электроэнергии в электрических системах и " системах электроснабжении промышленности и транспорта" (Днепропетровск, 1990г.); на J0-f) научной конференции "Моделирование электроэнергетические систем" (Каунас, 1991 г); . на заседании. кафедры "Электроэнергетические системы" МЭИ.

Внедрение результатов работы.

Результаты работы использованы для анализа существуйте ЭЭС Сирин и ее перспективных вариантов развития с uetyp определения необходимых мероприятий по повышению надежности р9 функционирования.

Разработанные алгоритмы и комплексы программ испольэора|Ц| в ВГП1Ш и НИИ "Энергосетьпроект" при выборе проектных решений

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 2 печатных работы и ОДИН отчет по научно.-исследовательской работе..

0ХР-ЗСЕ.'ШШ. И. объем работы.

Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, спнокй литературы и двух приложений. Основной материал изложен на страницах машинописного текста, рисунках и в таблицах, Список использованных источников содержит наименований.

Содержание работы.

В ÜSESSÜ. главе LHa основе опубликованных данных проводится

(уЛэор существующих методов анализа послеаварийных ромжоь и их рам:Ирования по степени тяжести. Все они осуществитлси либо но степени загрузки ветвей сети протекающими потоками мищности, «Ибо по уровням напряжения в узлах сети в различных послеаварийиих режимах.

В обоих случаях все используемые методы деля гея па две большие группы:

- эмпирические методы, основанные на применении различных эвристических и экспертных алгоритмов;

теоретические, использусщне специальный логико-математнческнй аппарат, основанный на различных емо.обах расчетов послеаврийных режимов анализируемой сети.

Проведенный анализ рассмотренных алгоритмов показывает, что все они в той ипи иной мере позволяет выделить наиболее тяжелые режимы анализируемой ЭЭС. Однако их непосредственное применение для решения задачи нахождения зкстреманышх послеаварийных режимов относительно заданного узла или ветви схемы не всегда выполнимо, либо вследствие невысокой достоверности получаемых результатов, либо из-за практической невозможности анализа реальных современных ЭЭС большой размерности за примелимое время.

В заключение первой главы на основе проведенного анализа ставится задача всего исследования.

Во второй гпаве . формируется и разрабатывается новые алгоритмы ускоренных пересчетов режимов ЭЭС при изменении их конфигурации - отключении части элементов сети с целит нахождения максимального (наиболее тяжелого) из всего множества возможных послеаварийных режимов относительно анализируемого элемента.

Учитывается, что все множество рассматриваемых послеаварийных режимов отличается от исходного доаварийного наличием различных сочетаний дополнительно отключенных элементов сети. Это позволило применить алгоритмы ускоренных пересчетов режимов, основанные на методе наложения с применением матриц обобщенных параметров . При этом каждый Послеаварийный режим не рассчитывается заново, а получается на основе коррекции исходного доаьарийного режима путем моделирования отключения различных элементов сети имитацией

ииьекщ'й эядчгщин токов в некоторые узлы или э. д. с. в отклгчачмые ветви схемы, модепирующих отключение этих племен гов.

Применения добавок задающих токов или дополнительных э. д. с. , а также способы расчетов их величии определятся топологическим взаимным расположением отключаемых элементов сети, с учетом является ли отключаемая ветвь одноэлементным сечением (ОС) или входит в контурную группу (КГ). Под КГ понимается совокупность ветвей сети, которые могут образовать хотя бы один замкнутый контур. Отключение одной ветви из такоЛ группы, с точки зрения изменения режима остальных элементов сети, эквивалентно включению в отключаемую ветвь дополнительной э. д. с., вызывающей и данной ветви ток, равный току в доаварнйного режима, но противоположного по знаку. Величина этой э. д. с. определяется в виде:

л£ = - ! / у„„ (1)

а а 111

где ) - ток а-ой ветви в исходном доаварийном режиме;

Уаа_ матрицы собственных и взаимных проводнмостей.

В этом случае послеаварийный ток любой другой ветви схемы можно определить в соответствии с (1) в виде:

напряжение любого 1-го узла схемы:

= 4}+ <з>

Здесь и 0д^- исходный ток и напряжение ветви ¿ и узла j; к 0&] - то же после отключения ветви а;

У1п и ^j1- элементы матрицы собственных и взаимных прово -димостей У и матрицы коэффициентов распределения напряжения £).

Послеаварийный режим, образовавшийся после отключения ветви - ОС определяется путем включения в конечный от источника питания узел к между которым находится отключаемая ■ч-ая ветвь, задающего тока, равного току отключаемой ветви в . доаварийном режиме и противоположного по знаку:

Л)ка = * К 141

Тогда послеа&арнйный ток любой а - ой ветви или напряженна любого } - го узла в оставшейся после отключения ветви ч -части схемы можно определить:

>' = ' ' ' «Ч.ка'Ча « = >

. К) "К) * ^Дч'Ча

где: С^ ^ н - соответствующие элементы матриц 6 и 1

С - матрица коэффициентов распределения токов ветви ЗС;

2 - матрица собственных и взаимных сопротивлений узлов

ээс.

При одновременном отключении двуи ветвей - ОС расчет нового режима производнюя рекурентно

В случае отключения двух ветвей, входящих в одну КГ, возможно два варианта: связность сети сохраняется; происходит нарушение связности.

Моделирование отключения двух ветвей (а и 1) при сохранении связности сети осуществляется путем одновременного включения в них двух фиктивных э.д. с., делающих токи этих ветвей равными нулю. Математически это выражается следующими уравнеиями:

«1а"А£1 + «аГ4^ = " 'а

СП

Решая эту линейную систему уравнений определяются искомый э. д. с. д£а и Д^ ветвей 1 к I. Тогда послеаварийные парметрц режима сета можно определить:

V " V ^-А^ ♦ «и-А£, <8>

- V т

Наиболее сложным является ситуация, когда при огкличещши небольших ветвей ЭКГ связность сети нарушается (частным случаем такого поспеаварийного режима является отключение узла, входящего в контурную группу).

Решение этой задачи в общем виде отображено на рис.1. Веч сеть разбита на две подсистемы С( и С3, связанные между собой произвольным числом а, ],...£ связей. Подсистема С соединена о

н«т. то это значит, что веч ветви уже идентифицированы по ОС и КГ и алгоритм завершен. В противном случае, начиная с найденной непомеченной ветви производится поиск в глубину с возвращением, с запретом проходить через одноэлементные сечения. На каждом его шаге все пройденные ветв!Г и узлы помечаются одной и той же цифрой, равной текущему номеру контурной группы. По завершении текущего поиска все ветви и узлы, принадлежащие текущей КГ будут идентифицированы н помечены.

Предложенные алгоритмы обладают высоким быстродействием, так как для идентификации и формирования всех ОС и КГ нудно провести по сути одно полное прохождение всего графа в глубину, т. е. затрачивается время, не превышающее одной проверки графа на связность. Это позволяет с успехом их использовать для, анализа реальных электрических сетеИ большой размерности.

В . четвертой главе разрабатывается система автоматизированного анализа послеаварийных. режимов ЭЭС. Принимается следующее основное д> , ;ние - рассматриваются только случаи отключения одного или одновременно двух любых элементов анализируемой сети. Одновременное отключение большего числа элементов не рассматривается, как маловероятное.

Предлагаемый алгоритм и комплекс программ решения задачи основан на целенаправленном ограниченном переборе послеаварийных состояний. Используется линейная модель сети в комплексном виде с применением матриц обобщенных параметров, позволяющих реализовать упрощенные, но достаточно точные алгоритмы ускоренных пересчетов послеаварийных режимов. Он состоит из определенно! У количества шагов (или этапов), выполнение которых позволяет определить коммутационное послеаварийное состояние сети (состав отключенных элементов), в котором режим анализируемого элемента будет максимальным. Для ветви определяется ее максимально возможный ток (в-смысле самый наибольший послеаварийный тох, протекающий в анализируемой ветви из всех возможных послеаварийных состояний), а при анализе узла находятся аналогичные предельные (максимальные или минимальные) уровни его напряжения. Последовательность шагов определяется принадлежностью отключаемых элементов к КГ или ОС, взаимным топологическим расположением этих элементов и связана

и

Рис.1. Деление сети на две несвязные часш

/ -1

источником питания (ИП). Под подсистемой Сг модно понимать некоторую совокупность элементов сети или один узел. Моделируется режим одновременного отключения всех связей и отделение подсистемы С2 от подсистемы С , соответственно и от ИП.

В таком состоянии токи от подсистемы С1 к узлам п . п^..., пд должны быть равны нуле. Этого можно добиться включив в указанные узлы некоторые фиктивные задающие токи .... которые были бы равны соответственно послеаварийным

токам , I , ..,, / ' в связующих элементах, что выражается следующим уравнением:

■ и

Л)пя = V

Выполнив необходимые преобразования получаем систему линейных уравнений,решив которую можно определить искомые фиктивные задающие токи /ипа, Д^.....^гч' иодвлирующив отключение Са>

'-1 + Са,пп)л)пп + <Ч,пЛ + + Л

С1, пяЧ.а * < 1 * с1.п1,л)п1* ■■■ + С1,А - "V <»>' .

пп ...♦«-!♦ = "V

Тогда для любой ]~ой ветви или J - ого узла подсистемы С1 новый режим после отключения подсистемы С2 определяется в виде:

а Ь + С1. .Аа + + ••• + С1. пЛ ,12) °ЬГ V ^.паЧп * ■■■ + ^.п^пг (13>

Использованные и разработанные алгоритмы переем»гсв режимов обладает высокой эффективность» (но т^мг.сш и быстродействии) по сравнении с их полным расчетом, дате при идеализации сети по постоянному току. Основной слолюсты является необходимость получения и хранения матриц обобщенных параметров сети, особенно в случае анализа У'.С большой размерности. В настоящее время разработаны комплексы высокоэффективных алгоритмов и программ основанные на использовании слабой заполнености матрицы узловых проводимостей и методов двойной факторизации, позволяющие получать и хранить матрицу узловых сопротивлений в неявной компактной форме , как произведение матриц - сомножителей. На ее основе можно рассчитать все остальные матрицы обобщенных параметров, а также только их отдельные элементы (столбцы, строки), непосредственно необходимые для анализа. Это позволяет с успехом использовать предложенные методы и алгоритмы для анализа максимальных послеаварийных режимов ЭЭС большой размерности (до 1000 узлов).

§. третьей главе решается задача быстрого автоматического определения для любой ветви ее принадлежности к ОС или к определенной КГ для выбора соответствующего алгоритма пересчета режима.

В основу алгоритма определения " всех ОС на графе сети положена методика поиска с возвращением, использующая дополнительно определение типовых ситуаций при прохождении графа в сочетании со специальным методом нумерации пройденных узлов для идентификации всех ОС и их соответствующих конечных узлов. Обеспечивается выделение всех ОС в графе электрической сети, исходя из идентификации определенного набора некоторых типовых ситуаций, встречающихся при его прохождении. Могут идентифицироваться пять типовых ситуаций, при помощи которых сразу же определяется, является ли текущий элемент прохождения одноэлементынм сечением.

Если ни одна из этих ситуаций при прохождении сети не будет точно идентифицирована, то предусмотрено проведение контрольных проверок на связность с исключением из графа неидентифицированной ветви, на основании чего делается заключение о ее принадлежности к ОС. Однако, как показывает практика, необходимость таких проверок крайне редка. Обшая

блок-схема данного алгоритма приведена на рис. 2.

Задача определения контурных групп на графе сети решается с использованием метода поиска с возвращением в пространстве (подмножестве) ветвей графа сети, ограниченного со всех сторон ветвями одноэлементных сечений. Для этого на первом шаге алгоритма помечаются все ветви, являющиеся одноэлементными сечениями, а все остальные задаются как непомеченные.

Па втором шаге ищется любая непомеченная ветвь. Если такой нет, то это значит, что все ветви уже идентифицированы по ОС и КГ и алгоритм завершен. В противном случае, начиная с найденной непомеченной ветви производится поиск в глубину с возвращением, с запретом проходить через одноэлементные сечения. На каждом его шаге все пройденные ветви и узлы помечаются одной и той же цифрой, равной текущему номеру контурной группы. По завершении .текущего поиска все ветви и узлы, принадлежащие текущей КГ будут идентифицированы и помечены.

Предложенные ал^рнтмы обладают высоким быстродействием, так как для идентификации и формирования всех ОС и КГ нужно провести по сути одно полное прохождение всего графа б глубину,' т. е. затрачивается время, не превышающее одной проверки графа на связность. Это позволяет с успехом их использовать для анализа реальных электрических сетей большой размерности.

В четвертой главе разрабатывается система автоматизированного анализа пыслеаварийных режимов ЭЭС, Принимается следующее основное допущение - рассматриваются только случаи отключения одного или одновременно двух любых элементов анализируемой сети. Одновременное отключение большего числа элементов не рассматривается, как маловероятное.

Предлагаемый алгоритм и комплекс программ решения задачи основан на целенаправленном - ограниченном переборе послеаварийных состояний. Используется линейная модель сети в комплексном виде с применением матриц обобщенных параметров, позволяющих реализовать упрощенные, но достаточно точные алгоритмы ускоренных пересчетов послеаварийных режимов. Он состоит нэ определенного количества шагов (или этапов), выполнение которых позволяет определить коммутационное послеаварийное состояние сети (состав отключенных элементов), в котором режим анализируемого элемента будет максимальным. Для

Рис.2. Блок '- схема алгоритма определения всех ОС • на графе

beibu опадение ich ее максимально возможный ток I самый наибольший 'послеаьарнйныИ ток, протекающий ь анализируемой иетьн из всех возможных послеаварнйных состоянии), а при анализе узла находятся аналогичные предельные (максимальные н>ш минимальные) уровни его напряжения. Последовательность ыагоь определяется принадлежностью отключаемых элемептив к КГ или ОС, взаимным топологическим расположением этих элементов и связана с различиями в способах пересчета режима для этих случаев и отображена на рис. 3.

На первом подготовительном шаге расчитывался исходный доаьjpniluult режим работы сети, определяются все необходимые матрицы обобщенных параметров.

Второй шаг заключается в ранжировании всех ветвей по степени влиянии их отключения на режим анализируемого элемента. Составляется отдельно два списка таких ветвей - входящих в КГ с анализируемым элементом и являющихся ОС. Наиболее влияющий элемент из двух первых этих списков определяет максимальное гюслеаварийноа состояние с одним отключенным элементом. Для ограничения количества рассматриваемых состояний, ь комбинации по 2 элемента, максимальные размеры этих списков ограничиваются путем задания уровня чувствительности (значимости) утяжеления режима анализируемого элемента при отключении текущего, задаваемого в процентах от наиболее влияющего (первого в формируемых списках). Кроме того, задается предельное количество элементов, включаемых в эти списки.

На третьем шаге находится комбинация двух отключаемых элементов, приводящая к максимальной перегрузке анализируемой ветви, либо к максимальному отклонению напряжения в анализируемом узле. Их состав определяется как возможные комбинации по два в определенном порядке из списков максимально влияющих ветвей, сооставленных на предыдущем шаге алгоритма.

Четвертый шаг необходим для определения узла, отключение которого приводит к экстремальному режиму анализируемого элемента. При анализе токовой перегрузки моделируется последовательное отключение узлов, входящих в ту же КГ, что и анализируемая ветвь. Рассматриваются только узлы, имеющие степень три и более iteg(J) 3 (т.е. к которым подходит не менее трех ветвей), так как узлы с двумя инциндентными ветвями и

меньше были . косвенно учтены на предыдущих и'.аглх. »-■.,■ i рассматривались случаи отключения одной или однсл'р» м^кнп лгух ветвеП. При нахождении максимальных напряжении учт ^ поиск отключаемых узлов сети проводится для всех конгуриых i р'.чш. сохраняя при этом ограничение по их степени не м^ное ippx (deg(J) 3).

Разработанный алгоритм реализован в виде сервисного комплекса программ и апробирован на анализе реальных электрических сетей различного объема. Для ироперщ правильности его работы и достоверности получаем!ix результатов, был проведен анализ послеаварийных режимов для тестовой схоим электрической сети, специально разработанной под руководством академика Руденко Ю. Н. для проверки работоспособности разрабатываемых программ по расчету надежности и анализу послеаварийных режимов.

С этой целью была npoBi-дена серия расчетов режимов электрической сети обычным способом, когда из мое последовательно исключались все ветви (по одной), все узлы (по одному) и все возможные комбинации ветвей по два сраму. Из всего этого множества расчитанных речи""в для каждой ветви определялось состояние, когда ее нагрузка была максимальной, а для каждого узла определялись состояние с максимальными и минимальными уровнями напряжения. Полученные таким "прямым перебором" результаты затем сравнивались с результатами, полученными с помощью разработанного комплекса программ. Во всех случаях результаты совпали. Это дает основание сделать заключение о том. что разработанные алгоритмы и программы выделения и расчета максимальных послеаварийных режимов •выделяют из всего множества послеаварийных режимов действительно наиболее тяжелые для анализируемых элементов и достаточно точно определяют их параметры.

В пятой главе диссертации проведен анализ существующей Э?С Сирии. Рассмотрена история ее формирования и наиболее перспективных вариантов развития. Приведена структура системообразующих и распределительных сетей по уровням напряжения и характеристикам их линий электропередач, чроаналнзированы основные источники генерирующей мощности и перспектива их дальнейшего развития. Проанализирована структура

г' 18

Нис.З. Блок-схема аксиресс анализа максимальных послеавариПиых режимов ЭЭС

электропотреблення ЭЭС и перспектива его дальнейшего рп-ла.

Для выполнения электрических расчетов устаноинвшегосч и послеаварийных режимов сети 230 кВ Сирии, была состлпл^нэ расчетная схема сети, которая содержит 32 ветви и 26 узлов. С целью поддержания нормируемых уровней напряжения произволнтся регулирование реактивной мощности на электростанциях.

Анализ установившегося режима энергосистемы Сирии показывает, что отдельные участки сети 230 кВ имеют значительную загрузку по току. В послеаварийных режимах может1 Иметь место перегрузка некоторых участков сети энергосистемы. Для их оценки с использованием разработанного комплекса программ автоматизированного определения наиболее тяжелых режимов проведен анализ перегруженных участков сети 230 к В энергосистемы Сирии и дана оценка наиболее тяжелых послеаварийных режимов. Такая оценка позволяет оперативно вмешиваться в ведение режима работы сети диспетчерской службм энергосистемы. а также правильно настроить средства противоаварийной автоматики.

Расчеты послеаварийных режимов энергосистемы Сирии выполнялись по двум критериям:

- определение наиболее тяжелых режимов по токовой загрузке элементов сети;

- определение максимальных отклонений напряжений в узлах относительно номинального.

Эти критерии объединены в один программный комплекс, что позволяет одним циклом расчетов определить загрузку участков сети энергосистемы и отклонение напряжения в узлах относительно нормального режима.

Для . наиболее тяжелых (экстремальных) послеаварийных состояний расчет их режимов был уточнен с использованием более точных вычислительных моделей (метод Ньитона-Рафсона).

Как показал анализ работы электрической сети 230 кВ, энергосистема Сирии в целом обеспечивает достаточно надежное ее функционировании при существующем уровне электропотреблення. С целью ликвиданцни перегрузки по току отдельных участков сети (более ЮОХ) необходимо произвести усиление сети за счет дополнительного сетевого строительства. Это повысит не только надежность электроснабжения потребителей системы в

-.исктризнергии, но и выдачу мощности станции.

Для приведения в соответствие уровнен напряженна с нормируемыми величинами, в узлах (отклонение напряжения в ютор ик могут бить более 10К) необходимо предусмотрю п.-установку источников реактивной мощности. Расстаюььу ИоТОЧНИк-ОИ реактивной мощности необходимо производить по результатам более глубокого исследования работы сети энергосистемы Сирии не только ь послеаварийных режимах, но и ь нормальных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Для надежного и безаварийного Функционирования современных ЭХ, обеспечения их устойчивости к каскадным разьитиям аварий при возникновении утяжеленных послёлиарнйных режимов, необходим правильный ьыбор параметров оборудования се гей и уставок их релейной защити и автоматики. Решение зтой задачи основывается на кбрректиой оценке возможных экстремальных послеаварийных режимов относительно анализируемых элементов сети.

2. На основе анализа существующих методов прогнознроьання тяжести послеаварийных состояний сетей электроэнергетических систем выявлены наиболее эффективные приемы и способы ранжирования послеаварийных режимов, основанные на их коррекции с использованием обобщенных параметров схем.

3. Сформирован комплекс алгоритмов и разработаны новые алгоритмы быстрого пересчета режимов при изменении конфигурации сети применительно к современным ЭЗС большой размерности и сложности на основе использования их обобщенных параметров.

4. Проведена структурно-функуциональная классификация элементов и групп элементов сложных систем с целью существенного сокращения размерности задачи по определенно экстремальных послеаварийных режимов элементов сети. При этом разработаны высокоэффективные процедуры и программы топологического анализа сложных электрических сетей для определения всех одноэлементных сечений на графе сети и формирования его контурных групп.

5. Разработана и реализована в виде хомплекса программ на ПЭВМ методика определения экстремальных неблагоприятных по-

уровни перегрузки вето»!' и отключения напряжения в уп;?к послеапарийинх состоянии сложим* с»»«, орцрнтмревзшпч на анализ систем высокой размерности.

6. На примере анализа электрических cerelt ря-'пичной сложности показана работоспособность предложенних алгоритм'!« н разработанных комплексов программ, подтверждена достоверное п. получаемых с як помокыз результатов.

7. С ипом-зованнем разработанных алгоритмов и комплексе" программ проведено исследование существующей в настоящее время схемы электрической сети энергосистемы Сирин и нескольких перспективных вариантов ее развития, сформированы практические рекомендации по увеличению надежности ее функцноннропэшт.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ■ Основные положения диссертации опубликованы в спедупш'х работах:

1. Пономаренко U.C.. Уссама Дакак. Автоматизированный анализ максимальных послеаврнйиыч режимов электрических систем. // Разработка методов и средств экономии электроэнергии в . электрических системах и системах электроснабжения промышленности и транспорта: Тез. докл. Зсесеюэ. науч. конференции. 13-15 ноября 1990 г. - Днепропетровск, с. 167-109.

2. Пономэренко И. С., Уссама Дакак. Автоматическим анализ напряжений в послеаварийиых режимах электрических систем.// Моделирование электроэнергетических систем: Тез. докл. Всесоиэ. науч. конференции. 1991 г., Каунас, с. 146-147.

I Я*'Ч< рргрся К|М'.иои!Плрмпц|,и!, I J,