автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Демпфирование послеаварийных синхронных качаний в объединенных энергосистемах

. \

\ \

СИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ СОВЕТ К-144.04,01

На правах рукописи

АЛИЕВ ЭМИН АГА ИБРАГИМ оглы

ДЕМПФИРОВАНИЕ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ СИНХРОННЫХ КАЧАНИЙ В ОБЪЕДИНЕННЫХ ЭНЕРГОСИСТЕМАХ

Специальность 05.14.02 — Электрические станции (электрическая часть), сети и электроэнергетические системы и управление ими

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск — 1990

Работа выполнена в Азербайджанском научно-исследовательском институте о нергстики им. И. Г. Есьмана.

доктор технических наук, ведущим научный сотрудник

И. В. ЛИТКЕНС,

кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Н, Н. ЛИЗАЛЕК.

Ведущая организация: ОДУ Закавказья.

0 9

Защита диссертации состоится «... » . . . 1990 г. в ... час. на заседании специализированного совета К. 144.04.01 по присуждению ученых степеней в Сибирском НИИ Энергетики, по адресу: 630091, г. Но-восибирск-91, ул. Фрунзе, 9.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью просим присылать по вышеуказанному адресу на имя ученого секретаря специализированного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СибНИИЭ.

Научный руководитель:

кандидат технических наук, старший научный сотрудник А. М. ГУСЕЙНОВ.

Официальные оппоненты:

Автореферат разослан

1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета К. 144.04.01

ШУМИЛОВ ю. н.

-3, ОБЩАЯ НРАКГЕШС1ИКА РАБОТЫ

Актуальность гены. В ближайшей перспективе завершается oöt-единение энергосистем СССР в Единую электроэнергетическую систему (ЕХ), позволяющее за счет рационального использования топливно-энергетических ресурсов, взаимной помощи энергосистем в нормальных и аварийных режимах получить существенный народно-хозяйственный аффект. Объединение осуществляется с помощью межсистемных связей (MC) и системообразующих линий высших классов напряжений. В силу особенностей размещения источников топливно-энергетических ресурсов и центров потребления в СССР возможности этих линий попользуются, как правило, максимально, вследствш чего они оказываются сильно загруженными и "слабыми".

В этих условиях задача обеспечения устойчивости работы ОЭС и ЕЭС, и в частности, статической является актуальной и сложной в своей методической постановке и практической реализации.

В СССР, с началом строительства крупных ГЭС, ввода дальних электропередач с постоянным повышением классов напряжения, уделялось существенное внимание научным и методическим разработкам,связанным' с расчетами и оценкой апериодической и колебательной статической устойчивости. Общепризнанными в стране и за рубежом в атом направлении являются работы отечественных ученых Беликова В.А., Жданова П.С., Ледянкина Д.П., Литкенс И.В., Лукаиева Э.С., Марковича И.М., Совалова С.А., Цукерника Л.В. и др.

Работы ведутся.в таких организациях,как: ВП1И и НИИ Энерго-сетьпроект, ВНШЭ, МЭИ, НИЖГГ, ИЭД AI; УССР, СибНИИЭ, ЭНИН и др.

Однако разработанных средств расчета статической устойчивое»!, имеющих промшлленное значение, явно недостаточно и самое, главное они не в полной мере удовлетворяют требованиям, вытекающим из особенностей современных ОХ и их систем убавления и регулирования.

При решении задачи обеспечения статической устойчивости в рамках комплекса автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ) на ее выспых территориальных уровнях (ОЭС, ЕЭС), а также на времешигх уровнях краткосрочного планирования и оперативного управления в настоящее ремя следует считаться с целым рядом особенностей. Это, прежде всего, отличив динамических свойств ОХ от динамических свойств несложных схем, необходимость учета взаимного влияния средств автоматического регулирования (САР), установленных ка различных элементах системы, а тазсже внедрение новых ни-

дов оборудования, гаких как источники реактивной мощности (ИШ), линии сверхвысокого напряжения, накопители и т.д. Учет этих и дд гшс факторов необходим и приводит к существенному усложнению мате магической модели (м.м.)

В то же время усложнение находится в противоречии с оснс шыв требованиями задач краткосрочного планирования и оперативно! управления: высокая скорость получения решений и выработки управ; вдях воздействий, минимизации необходимой информации, ее обозримость и наглядность.

Поэтому, наряду с разработкой эффективных методов анализа колебательной статической устойчивости ОЭС необходимо упрощение м.м.и доведение ее сложности до такого оптимального уровня, при котором требование получения адекватных значений настроек САР и показателей, характеризующих динамические свойства ОЭС, не входу в противоречив с требованиями, рассматриваемых временных уровней управления АСДУ и удовлетворяют последним. К тому же методы расч« та статической устойчивости и упрощения м.м. должны гармонично вписываться в программно-алгоритмический комплекс на основе единс информационной базы.

Вышеизложенное обуславливает актуальность цели и постанови задач в диссертационной работе.

Целью работы является разработка эффективной методики, алгоритма и программного средства расчета колебательной статическое устойчивости, выбора настроек автоматических регуляторов возбуад« ння (ЛЕВ) синхронных генераторов (с.г.) и автоматических регулял ров Ш1-оз (АР ИРЫ) • по условию наилучшего демпфирования электромеханических колебаний (ЭМК) с учетом их взаимного влияния для схем, соизмеримых с размерностью ОЭС и удовлетворяющих требованиям краткосрочного планирования и оперативного управления.

Для достижения этой цели в работе поставле: а и решаются с® дущие задачи:

1. Сформулировать требования к ы.и. и методу анализа колебагг тьж

статической устойчивости ОЭС на основе анализа ее структуры, режима, динамических свойств, а также требование, краткосрочно: планирования и оперативного управления.

2. Разра^эгать наиболее эффективный алгоритм формирования м.м. о:х удовлетворяющий сформулированным требованиям и отвечающий целям исследования.

3. Разработать аффективную методику построения областей ГЬразбио-ния, выбора настроек АРВ генераторов и АР ИРМ-ов с учетом их

взаимного влияния и оценки демпферных свойств системы. ¡. Разработать принципы упрощения м.ы.сложной регулируемой электрической системы (э.с.) с использованием критериев управляемости и наблюдаемости Кахплана. >. Разработать эффективную програ'.'. ,-у расчета колебательной статической устойчивости, отвечающую сформулированным требованиям и в соответствия с разработанной методикой и алгоритмом, шеючую промышленное значение. 5. Провости оценку с помощью разработанной методики, алгоритма и программы влияния рассматриваепсс средств регулирования на демпферные свойства системы.

Научная новизна. Разработана методика анализа статической ко-юбательной устойчивости и выбора настроек САР для схем соизмерила с размерностью ОЭС по условию наилучшего демпфирования ЕМК.

Основные положения, выносш.^э на защиту:

- алгоритм формирования ил.'. ОЭС путем объединения уравнений :остояния ее отдельных элементов;

- применение.теоремы о спектральном разложении обратной маг-шцы по системе ее собственных значений, расчетной методики, воо-фоизводящей в численном виде методику экспериментальной настройки, уш выбора настроек АРБ генераторов и АР'ИРМ-ов в слояной э.с.;

- принцип декомпозиции с последующим агрегированием путем объединения амплицдно фазо-частотннх характеристик (АФЧХ) отдель-" шх подсистем в АФЧХ режимного параметра исслетуемого. генератора;

- методика оценки и выявлена? доминирующих составляющих движения с последующим упрощением и.к.'э.с. с использованием критерп-зв управляемости и наблюдаемости Калмана;

- методика определения влияния АРВ исследуемого генератора за слабоэатуханщую форму ЖК.

Практическая ценность. Разработанные методы реализованы в визе коглкекса программ, которие могут быть попользованы научно-по-;ледовательскими, проектпкж и эксплуатационными организациями гля исследования статической колебательной устойчивости многомашт-•шх э.с., содержащих регулируемые ИШ и АРВ с.г., а также для вы-5ора оптимальных настроек САР по условию наилучшего демпфирования Ж.

Реализация работы. Результаты диссертационной работы в виде комплекса программ расчета на ЭГТ переданы в ОЭС Закавказья, ПО изэнерго и в МЗИ, о чем имеются соответствующие акты внедрения.

Апробашш работы. Результат диссертационной работы докладывались и обсувдались на:

1. Всесоюзном научно-техническом совещании "Зквивалентирование электроэнергетических систем для управления их режимами",г.Баку, 1987 г.

2. Совместной конференции молодых ученых-специалистов, проведенной ЭШ1 и вта, г.Москва, 1989 г.

3. Всесоюзном научно-техническсч совещании "Вопросы устойчивости и надежности энергосистем СССР" (г.Душанбе, 1989 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 печатные работы.

Объем и структура работы. Диссертационная работа общим объемом iijß страниц состоит из введения, четырех глав и заключения ( гзз страниц машинописного текста), списка литературы (П2 названий). Она юдержпт 21 рисунков и 12 таблиц .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В введении показана актуальность разработки эффективной методики анализа колебательной статической устойчивости и выбора на-отроек САР ,;ля сложных э.с. с учетом требований краткосрочного планирования и оперативного управления. Сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

В первой главе дан анализ условий, при которых возможно появление слабодемпфированных ЗЖ. Показана актуальность задачи обеспечения колебательной статической устойчивости и демпфирования ЗМК и решения этой задачи при помощи соответствующего выбора настроек АРВ с.г. и АР ИШ-ов.

Рассмотрены преимущества и недостатки существующих методов выбора настроек АРВ с.г.

В связи с широким применением ИРМ-ов стали актуальными задача правильной настройки АР Иг,М-ов и их расстановки.

Рассмотрены существующие математические методы для исследования s.o., сформулированы требования к м.м. на основе анализа структуры, режима и динамических свойств современной ОЭС, а также требований краткосрочного планирования и оперативного управления. 1»Ы.м.должна обеспечивать возможность учета и исследования взаимного влияния САР. 2,М.м.в соответствии с особенностями краткосрочного планирования и оперативного управления, должна обеспечивать высокую скорость

выработкц решения. 3, Вввду того, чю требования п.1 и п.2 находятся в противоречии, необходимо применение к и.и.эффективных мегодоз эквивалентнропа--ния, обеспечивающих высокую скорость выработки решений при адекватности воспроизведения процессов и характеризуете: их показателей, в т.ч. параметров настроек регуляторов. 4Ы.м. должна наиболее полно отражать все основные динадапеские

свойства системы. 5.и.«.должна обеспечивать максимальную формализации набора структуры регулятора и его настроек.

Обоснован выборы, и а виде уравнений состояния, а таюе необходимость упрощения и.и. для решения поставленных в диссертацией- . ной работе задач. Рекомендуется способ упрощения у.ы. Проведен обзор литературы в части методов расчета колебательной статической устойчивости и эквивалентированпя.

Во второй главе разработан алгоритм получения и.и.элементов э.с. в ввде уравнений состошшя и объединения гос в уравнениях состояния э.с., а также методика анализа на основе полученной модели статической колебательной устойчивости. Для выбора костроек АРВ с.г. используется быстродействующий алгоритм, воспроизводящий в численном виде расчетно-экспорлменгальную методику выбора настроек АРВ. Для схем большой размерности предлагается использовать ?летод декомпозиции э.с. на подсистемы для построения областей устойчивоо-" ти АРВ с.г. в координатах настроек каналов частоты.

При построении м.м. подробно моделируются следующие элементы э.с.: генератода и их АРВ, ИРМ со своим АР. Синхронныэ нагрузка и синхронные компенсаторы моделируются аналогично с.г. Асинхронная нагрузка представляется пассивной комплексной проводимостью в узле.

11."м.элементов э.с. записываются в форме уравнений состояния и имеют следующий виц:

рдК^ЬглХПСч^ *

где лХ^ - вектор приращений переменных состояний;

11киЬ1: ьЦси \Г - вектор приращений напряжения в узле

примыкания элемента к электрической сети в синхронно вращающейся системе Ь-- координат; Ки , би - матрицы постоянных коэффициентов, полученных.в результате линеаризации уравнений состояния в точке установившегося режима; 1М,2.,- •• > П - число моделируемых элементов системы.

-8- _ Уравнения электрической сетв в точке примыкания t -того го-норагора о одной сгорош зашсаваюгея как :

гЧ ^U , ( 2)

где У - ма^риза собственных и взаимных проводимосгей геиорагор-шх узлов . , У rci и узлов пришкания У «д., yt[v; ü3,üU - прзращвшиг напрякенЕЯ п токов генераторного узла а Vi, bUfi, к узла примыкания t^a , ¿IIa ; Q о другой - как

,b3riiV/lß« + Rl bUrv , (3)

где М.Д1 - блочно-ДЕагоналыше ыатрзад, получаешо пра линеаризации уравнений установившегося режшщ элементов сиотош.

Определяя значение ¿Uri из уравнений ( 2 ) и ( 3 ) н подставляя его в уравнение ( X ) получш:

, (4)

По матраце kt при задание значениях приращения напря-г.оНЕЯ в узлах Ерлшкамля л Uu. проводигся анализ устойчивости исследуемой подссегеик, Аналогично, по полной матрице электрической оетп.вклачаздей MC, формируются уравнения состояния для ОЗС, Посла построения ы.ц. к анализа статической устойчивости b.c. строится область устойчивости исследуемого генератора при коходша зедаяшх значениях иарамэтров s.o., в т.ч. и настроек АЕВ всех с.г. Построениэ АФЧК начинается с определения вектора переманных состоя

1шя s.o.,

где Г '■■• о 'ёдшпчнаЯ' v; .« вектор возмущений, с, одним

вэиулоааи аяшёвдщ; Ъ'ооздвго,*вз®дай ;гармонтаес'к<ад сигналу с - частотой W , поуцв^^^'ям^^ исследуемого' о.г.; р= Ju •

Иопользуя уравнеШ1я (2 .) в .( 3 "), определяется А<ЯХ вектора

прзращэнка напрякенет с.г.

ьиД^ЧМ-у'ЧлХСр), (б) '

по которой п сьои очорэдь строится АСЧХ частота иалрягшшш поодэду-» ег.:ого с.?«. На основе последней'для шатеогва знетонпй когяЗфишмп-тов регулирования определится гранта В - разбтатя.

Чтобц но проводить многократного решения опегемн алгебраических уравнений ( 5 )» для построения АШХ гстшлувзся результаты анализа статической устойчивости: внчполашго собсгвсшшо значения матрицу А г. ^ , правые и^ д лото V] собственные гсктора, • , П - порящок ургшнегай соотошея.

Согласно спектральной гооремэ обратная матрица в ( 5 } моног бить шчлсяопа слодувкрш образом;

П - | .

^ ч

гдо II;'Ч ' - йатрлца ранга I, называемая сопутетвущоЙ»

Используя разложение обратной матрицы па су.'/тгу сопутстзущих, выражение для расчета А5ЧХ режимного параметра шжио записать в сладувдом виде:

III I - Т Д-^-Ва - 7 , "

ММ?)'А -¿. (0)

гдо ~

МУЧШ,.

Произведение дЦ*и прэдетавляет собой -ую

собственную составляющую АФТХ ьЩр) , соответствущую' I -Щ собственному значения ^ и собственным вектора» и-,. п VI . Вычисление ьШр) при заданной частота р- внешяого

возмущения ^р) с единичной амплитудой и нулевой фазой сводится к суммированию собственных составляющих *>и с соответствующими весовыми коэффициентами.

При переходе к исследованию следущего с,г. по постоянно хранящимся на магнитном диске матрицам собственных векторов и; и V;. заново вычисляются и запоминаются собственные составляющие частоты оежимного параметра. Таким образом, вычисление собственных значений и собственных векторов характеристической матрицы имеет двой-

нув цель: анализ статической устойчивости и построение областей устойчивости для внбора настроек АРВ.

Ограничения па размерность уравнений состояния э.с. по требуемой оперативной памяти ЭВМ и длительности расчета собственных значений характеристической мсгрицы приводит к необходимости декомпозиции расчетной схема на участки. Обычно кадцый участок представляет собой э.с., связанную с другими э.с. м.с.

Пусть выбирается аасгройча АРВ в I -ой подсистема. Подсес-теыа описывается уравнением ;

раКгМИ^А^ О)

где {I - вектор возмущений, прикладываемый к входу АРЗ последу-омого с.г.

Вычислив собственные значения и собственные вектора, можно построить АЯХ вектора состояния;

используя для обращения матрицы (Е^-А) теорему о спектральном ра:ъ-~и-о111!и.

На основе { 2 ) и ( 3 ) для приращения тока узла примыкания имеем ;

где

3гц

или подставляя (10 ) получим ;

Л^^оЬии^Иьи . < 11 >

где Л

Функциональные характеристики Р^Цо) определяются аналогичны!! ооразем и для других подсистем, в которых не производится выбор настроек АРВ.

В отсм случдо Егзеем ;

Подокстеш объединяются уршшонлом КО

4t ftU. (12)

Приравняв ( II ) к ( 12 ) получаем л 1Ц всех подстютом при возмущения, прилояенном в А -ой подсистема

(13)

Из (13 ) потто получить приращения напряаошш зо всея узлах при-гяшшяя ОЭС, в том *шслэ и для i -ой подоистеш

( 14 )

Подставляя ( 14 ) в ( 10 ), получим выражения для расчега д t в пвде :

Hi ( 15}

• Уравненст ( 15 ) позволит иггеслигь АЗДХ вектора состояния I -ой подсисте«« по .вычисленным АСТК переменных состояния неох додсизтем. Применение алгоритма позволяет ограничиться вычислением собственных значений и собственных векторов но всей ОХ, а отдельных подсистем. По получениям АФЧХ рапшиого пярамогра монет быть построена область й-разбиошш, определяющая границу долебатолыюй статической устойчивости объединенной энергосистемы.

Применение декомпозиции расчетной схемы позволяет проводить шбор настроек АРВ с.г. при большом числа модолируемнх о.г.

В третьей глпрй разработана методика опроделэния домшшруэ-грпс составляющих переходного npquocca о последующей их оценкой п отбрасыванием несущественных, п тчкта методика определения влияния АРВ исследуемого генератора на слабодеш^прованнуо форму ЭЧК о по-йощьа критериев управляемости л яабллця.гзмостп Кал.'лна.

Уравнение ( 9 ) о поиощьэ линейного преобразования где «v - вектор лорцажынх дооценка?, \Л - квадратная модальная-¿•л р^ца, столбца которой являются со<За?вепиют гектораия штршщ Л , мояог быть преобразована в нормальную форму:

-12Л . - диагональная матрица, на главной диагонали которой находятся собственные значения матрица 4 .

Каздоо уравнение ( 16 ) решается независимо от остальных, а соответствующая переменная состояния с^ характеризует одну форму движения, что позволяет сфорнугировать условия управляемости сю-гемы: все отроки матрицы Бп должны быть отличными от нуля. Наличие нулевой строки означает, что данная форма движения не возникает и сиотеиа оказывается нр полностью управляемой.

Аналогично могут быть сформулированы условия наблюдаемости оЕотеш, Уравнения выхода системы в нормальной форме имею? вид:

где в^мв.

При наличии всех форм движения, если в переходном процессе участвую вге переменные состояния ч I , наличие ^ -го нулевого столбца в матрице приводит к тому, что ^ -ая форма движения не проявляется в выходе систеш. Это означает, что

сЕстема не является полностью наблюдаемой.

Однако, получение чисто нулевых строк в матрице Ьщ и столбцов- в матрице в реальной энергосистеме невозможно, поскольку все составляющие движения в той ели иной мера проявляются, но прн этом имеет место гак называемая "практическая неуправляемость" шш "практическая ненаблвдаемость", 'при которых одна иле несколько составляющих движения оказываются по сравнению с друташ слабовыра-жешшш. Слабовыраженными являются те формы ЗМК, для которых соответствующие элементы в матрицах , на несколько порядков меньше максимальных. Таким образом, при упрощении расчетной схема при помощи критериев Калыана необходимо оставлять та формы движения, для которых соответствупциэ строки и столбцы матриц и Сп имеют наиболее весомое значение. Причем какая-то собственная составляющая может быть управляемой, но слабонаблвдаеыой или наоборот. Для того, чтобы определенная собственная составляющая оставалась, необходимо, чтобы она была и управляема и наблюдаема. Это ставит задачу выбора критерия оценки практической наблюдаемости и управляемости системы.

Для опредьлення доминирующих.составляющих в выходе подсистемы предлагается обобщенная нормальная матрица , элемент которого равен произведению элементов Ь^ц и Сл¡.} , где I - номер нормальной координаты ¿и ,а ) - номер входной Ц (выходной ) переменной энергосистемы. Если данная форма ЭМК

слабоуправляека ила слабонаблвдаема, т.е. представляет ообо'! палую величину, то и результирующий элемент в матрице Ь будет тадао величиной малой, и это даст основание не учитывать данную форму ЭМК в дальнейших расчетах. ,

Для количественной оценки «авдый j -uft элемент вектора нормируется по максимальному элементу и элемент вектора меньше заданной погрешности £ заменяется нулем. Это показывает, что по данному j -ому входу-выходу I -ая собственная составляющая является слабовыраженяой. Отбросить t -ую составляющую процесса модно в том случае, если j -ый элемент вектора Рп рэпан цуло. Если хотя бы по одному j -му входу собственная составляющая больше заданной погрешности, то оиа сохраняется в н.м. Величина £. представляет собой тог продел отношения между максимальным элементом вектора tn а кселедуеша, инке которого сохранение соответствующей формы колебали?! нецелесообразно. Tait, например, осла аяеконг вектора соответствующий определенной форме колебаний составляет 10% от максимального элемента вектора Fn , а погрепиость равна 0,2 (т.е. 2С$ от максимального элемента), то данная форма колебаний в м.ы. не учитывается.

Такой подход позволяет формализовать процесс поиска и.удаления слабоуправляешх п слабоиаблвдавмых собственных составляющих.

Вышеизложенная методика апробирована на пример? гс-стоеоЙ 6--тимашинной схеш (р>гс. I) ШПЙ в ШИ "Завргосе тьпроект", еФррт~ щей свойствами, врисуцпет сложным системам. Прл этом,-при заданном £ = 0,2 удалось в расчетной схеме из 66 составляющих; оставить 17 и сохранить при этом ацеввантность воспроизведения АЧХ (рис.2).

Переход к нормальной форме загони уравнений состояния позволяет судить об управляемости и наблюдаемости конкретной систеш регулирования возбуждения генератора, работающего в сложной системе без построения режимных частотных характеристик. Параметр стабилизации АЕЗ СД - частоту генераторного напряжения можно рассматривать как выход системы. Условия наблюдаемости требуют, цтоби в выходе присутствовали вое формы движения систеш. Поскольку выходом является скаляр - частота напряжения, то, вычислив компонента вектора, Сп можно выделить формы движения, присутствующие в параметре стабилизации. Те формы движения, которые не входят в параметр стабилизации, можно не рассматривать в процессе построения областей устойчивости для исследуемого генерал эра.

Входом рассматриваемой систеш регулирования возбуждения яв-

дяогся точка суммирования сигналов от основного канала регулирования в стабилизирующих каналов. Определив компоненты вектора В„ для входа данного АРВ шию вшкшеть, какие формц движения возбуг-даа!' данный вход или на кадка форма движения мо;лш воздействовать, изменяя сигнал входа.

В связи с этим формулируются следущие условия эффективности канала стабилизации АРВ исследуемого генератора по отношшш к внбранной форме движения:

1. Чтобы данная форма движения была управляемая в параметре стабилизации, соответствующая компонента вектора Вп долшт быть от лична от нуля;

2. Чтобы данная форма движения была наблздаема в параметре стабили задай, соответствущая когетонента Сп должна быть отлична от нуля.

Только одновременное шполвопео обоих условий обеспечивает сф^йктщшостъ АРВ СД.

IIa основании вышеизложенного методику выбора генератора, из моизниа настроок которого окажет наибольшее влияние на слабодемлфи рованную форму, («окно сформулировать следующим образш.

Рассчитываются форш сЖ, г,е. собственные значения и собственные взктира ш определяется слабодемпфированныо $ораш 3Í.IK. Далее, анализируя матрицы управляемости и наблэдаемосги, полученные для АРВ СД гонэраторов системы, определяют генератор, изменение настроек которого будет оказывать наибольшее влияние на слабодеып-фированную форму электромеханических колебаний.

Четвертая глава посвщена апробации разработанных методов и алгоритмов на примере тестовой схеш, анализу статической устойчивости в 0SC Закавказья, а талоне исследования влияния АРВ с.г. и АР ИРМ на демпфершо свойства системы.

IIa основа разработанных ¡дегодов и алгоритмез создана програы на расчета колебательной статической устойчивости и выбора настроек САР с разрешавшей возможноезеьзэ по порядку уравнений НО (без до "01Ш03ИЩШ) и 3 х IJ0 (с дехоьшозициай на 3 подсистемы). Программа предусматривает возиоклость наращивания в части раз^ешаидей способ нос »и при увелкчешш числа подсистеч; состыкована с программными' кошдоксе'ш "Мустанг" и "УСЖИ", Структура nporpami олокная» с сарокрытияли.

Для исследования влпшшя ИШ на^гагкческуи колебательную усийчивость проводоно срав! зяиа его действия с действием регули-

руемого синхронного нашенсатора, путем построения п сравнения кривых П-разбиения.

Проведешше расчета показали большие возможности регулируемого ИРМ в части улучшения деипффных свойств ЭЭС.

Для оценки достоверности результатов, получаемых при использовании метода декомпозиция, была построены области устойчивости для исследуемого с.г. с использованием метода декомпозиции системы "ia подсистемы и без него. Сопоставление кривых В -разбиения показало их полное совпадение, что подтверждает правильность предложенной методики.

Для оценки достоверности результатов, полученных по разработанной мето.дике и програ^.ю, было проведено сравнение результатов анализа статической колебательной устойчивости с расчетами переходных процессов, выполненных по программе "Мустанг" для расчетной схемы ОЭС Закавказья. Схема содержит 23 эквивалентных генератора электрических станций и: шшш бесконечной мощности в узле примыкания к ОЭС Юга.

Результата расчетов собственных значений для одного из режимов этой схемы показали наличие трех неустойчивых форм колебаний: низкой с частотой 3,1-3,45 рад/с или 0,4-0,5 Гц и высокой с частотой 5,75 рад/с или 0,9 Гц. Эти результаты' анализа статической устойчивости подтверждаются расчетами переходных процессов, выполненных по программе "Мустанг". При расчетах по программе "Мутант" были выявлены колебания углов роторов генераторов ОЭС Закавказья относительно шин бесконечной мощности - ОЭС Юга. Все генераторы совершают незатухающие синфазные колебания с низкой частотой около 0,4 Гц. Более высокочастотное самораскачиваняе с частотой около I Гц обусловлено колебаниями эквивалентного генератора АзГРЗС относительно генераторов ОЗС. Проведешше расчеты показывают правильность предложенной методики анализа статической колебательной устойчивости. В качестве примера на рис.3 приведена кривая В -разбиения, построенные для АРВ с.г. Азерб.ГРЗС.

Для определения достоверности и эф^ктивности'полученных по предложенной методике кривых П-разбпенют проведены сопоставительные расчеты с использованием программы "НЕДРА". Результаты расчетов на примере тестовой схемы (рис.1} показали, что кривые имеют одинаковый характер изменения и численно почти совпадают. Овдако шест место значительная разница во времени счета . Так, для посг-рсони.-î кривой tl-разбиения время счета по предложенной методике

составнло 3 мин.12 сак., л rio програ&мз "НЕДРА" - 8 мин ЛЗ сок. Оокошюе время счета по предложенной методике приходится на вы-чйслониб собственных значений и собственных векторов. Эго врэ!И составляет примерно 3 шт. процессорного врзшак, на расчег кривой И-разбненва требуется поргпзга Î0 сек. Прсграгяга позволяв?, использовав один расчет собственных значений а собственник векторов, построить кривые Q-разбиения для всех генераторов исследуемой ссстеш, Б тестовой схеме, при построении кривых ц-разбзенш для всех 6-у и генэраторов время счета составит порядка 4 ьиш. Для пост-роиная oïïcc ле кривых с помощью программы "НЕДРА" потребовалось бы порядка 50 мш.

Приведенные результат лодгверздавт достоверность получао-¡zi?. по разработанным методам результатов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработана методика анализа статической колебате-таиой устойчивости и выбора настроек САР в сложной энергосистема, содержащей источники реактивной мощности, но условта наилучшего демпфирования электромеханические колебаний, отвечающая требовавши задач краткосрочного планирования и онорагквкого управления и шошт территориальным уровнем АСХ&", учитывающая фактор взаимного влияния САР на различных элементах энергосистемы, обеспечпващая высокую скооость выработки решения.

1, Предложен алгоритм формирования математической модели элементов электрических систем в ввдэ уравнений состояния а объединения их в математическую модель ОХ для определения обобщенных параметров электромеханических колебаний и анализа статической колебательной устойчивости. Последнее осуществляется при капользовании поаятия форма колебания.

2. Предложен расчетный метод выбора настроек АРВ генераторов и АР ИШ-ов в многомашинной энергосистеме » воспроизводящий в численном виде методику экспериментальной настройки. Выбор настроек АРВ производится путем построения областей ü-разбиения при использовании частотных характеристик режимных параметров энергосистемы, рассчитанных на основе спектрального разложения обратной матрицы по системе ее собственных значений. Спектральное разложение обеспечивает быстрое построение областей устойчивости и равной степени устойчивости, что ускоряет выбор настроек АРВ и позышает наг-

-17-

ледность полученных результатов.

3. Разработай м-згод декомпозиции на подеrave?Jí и лршщкп по-лучоивя агрегированного рэыэшя путем обгодошонпл А£?1Х подоцс^еч

а АИХ рзшшного параметра синхронного гецопз^орт, дп.-i которого • осуществляется построение области устойчивости ц црот'-рзодится си-бор настроен АРВ.

4. Предаожэко для упрочения математической fío доли электрической систем и оценки . эффективности влияния AF3 СД гзноратород и АР IÍFÜ-ob на демпфирование электромеханических колзбаш?'! при представлении магемагическоЗ модели электрической сксгг:-1: й авдо уравнений состояния использовать кригорш управляемости к пзблзда-скооти Каймана.

5. Разработали методика для оценки и шявлэнзя дешнирувдих фора колебаний подсистемы в бнстродейсгэунднй алгопагс г-;л**з?й Ж подсисгеш и областей устойчивости за счет отбраогваняя песущссг-вэпнше форм электромеханических колзбавпй.

G. Предло&эна методика овраделэнпя эффективности влияния АРВ СД исследуемого генератора на демпфирование сдвбозатухащпх форд электромеханических колебаний.

7. Показана шеокач эффективное» рэгулирусг?ас статических лоточников роакгввной' мощиосга для повияаивя дс.-тз-хорги^г. свойств электрической системы.

8. Разработана программа расчета статяческой колебательной устойчивости и выбора настроек АРВ синхронных гоиэрг-оров п АР HHJ-ов, отвечающая требованиям уровней краткосрочного планирования и оперативного управления и высшим территориальные уровням АОДУ. От существующих программ прогялпленного значения разработанную программу отличает существенная высокая скорость построения кривых Ц-разбиения и более эффективное шпользованиэ оперативной памяти ЭВМ. Программа внедрена в ОЭС Закавказья, ПО Азэнерго при определении настроек АРВ основных станций региона, а также в МЭИ.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы: Г. Абдул-заде В.М., Алиев Э.А. Выбор настройка стабилизирующих ка-' • налов-АРВ генераторов в объединенных энергосистемах с дскойво-зиадей' больших расчетных схем.//Тез.докл.Всес-шз.науч.-технкч. ■ ■совещания .''¿(виваленгирование электроэнергетических систем дав . управления .'их. режимами".Баку Д987 .С. 42-43. 2. Алиев' Э.А. Оценка' управляемосги к набдадаемости элвктроэнерге-■'. тической сибтёкы :в- •пероходащх:.р.ежшах//.Докл.' .АН АзСС?.1988.

Й 6.С.12-16.

3. Абдул-заде В.М., Алиев Э.А., Гусейнов A.M. Определение настроек авюматических регуляторов в объединенных энергосистемах о учетом нелинейности электромеханических колебаний по межсистемным связям//Тез.докл. к Всесоюз.научн.-технич. совещанию "Вопроси устойчивости и надежности энергосистем СССР". Ленинград. I989.C .85-86.

Рнс.З Кривые!) -разбиения АРВ генератора АэГРСС.