автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Методы анализа и моделирования режимов и процессовэлектроэнергетических систем

•e 0ft

З.ЕРЖАВНИЙ УН1ВЕРСИТЕТ "ЛЬВГВСЬКА П0Л1ТЕХН1КА

на правах рукопису

Скрипник Олексш 1ванович

УДК 621.311

МЕТОДИ АНАЛ13У ТА M ОДЕЛ ЮВ АНН Я 'ЕЖИМ1В IПРОЦЕСЮ ЕЛЕКТРО 2НЕРГЕТИЧНИХ СИСТЕМ

Спещальшсть 05.14.02 - електричш станцй', мереж! та системи

Автореферат дисертацп на здобуття наукового ступеня доктора техшчних наук

Лыив - 1999

Дисертащею е рукопис

Роботу виконано на кафедр1 "Електричш мереж1 та системи" Державного ушверситету "Льв1вська пол1техшка"

Офщшш опоненти - доктор техшчних наук, п.н.п. шституту проблем моделювання в енергетиф HAH Укра'ши Владислав Григорович Дерзський Доктор техшчних наук, професор, зав. кафедри Вшницького техшчного ушверси-тету Петро Дем'янович Лежнюк Доктор техшчних наук, професор, зав. кафедри Нащонального техшчного ушверси-тету "Кшвський полггехшчний ¡нститут" Микола Володимирович Костерев Провщна установа - 1нститут електродинамжи HAH УкраТни, Вщдш анал1зу режим1в електроенергетичних систем

Захист вщбудеться " 29" червня 1999 р. о 11 годиш 00 хв, на засщанш Спец1ал130ван01 вченоТ ради № Д35.052.02 Державного ун1верситету "Льв1вська полггехшка" за адресою: 290013, Льв1в, вул. Ст. Бандери, 12, ауд. 114 г.к.

3 дисертащею можна ознайомитися в б1блютещ Державного ушверситету "Льв1вська полггехшка".

Автореферат розюлано 25 травня 1999 р.

Вчений секретар СпещашзованоТ вчено"1 ради, кандидат техн1чних наук, доцент

O.I. Шегсдин

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальшсть теми. Широке впровадження персональних комп'ютер1в (ПК) в практику анал1зу режим1в i процеав електроенергетичних систем (ЕЕС) УкраУни припало на юнець в1амдесятих, початок дев'ятдесятих poKiß. У силу об'ективних i суб'ективних причин ринок програмного забезпечення анал1зу та керування режимами почав ¡нтенсивно заповшоватися програмними продуктами провщних електроенергетичних шститут1в Союзу, а шзнше Роен. Певну конкуренщю цим продуктам створювали розробки 1ЕД HAH УкраУни. Винятком е лише комплекс розрахунку струм1в короткого замикання цього ж ¡нституту, який знайшов широке застосування в yeix ЕЕС

снд.

У цьому зв'язку на початку 90-х роюв особливо актуальним стало заедания розроблення конкурентноздатного комплексу розв'язувант основных електротехтчшх задач планування та керування режимами ЕЕС з позицш системного nidxody. Такий комплекс доцшьно сформувати на сдинш методо-лог1чнш та тформацшнш баз! 3i сучасним cepeicoM, що, зокрема, створювало би належний комфорт користувачев1. Його розроблення вимагало глибокого та всеб1чного уевщомлення досягнень у цш сфер1, удосконалення наявних та створення нових методов \ алгоршшйв розв'язування таких задач.

Щодо проблемм анашзу виникли HOBi специф1чш задачь Прогнозування надшноУ роботи електроенергооб'еднання УкраУни в критичних режимах ¡з частотою, що знижуеться до 49.3 Гц i навггь нижче, вимагае якомога точшшого врахування впливу змши частоты на координаты усталених режшпв. Авар1я восени 1996 р. в швденнш частиш електроенергооб'еднання УкраУни нагадала про необхщшеть впровадження нових алгоритлив спрацювання npuempoie автоматичного частотного розвантаження (АЧР). Актуальним у цих умовах став анстз довготривалих nepexidnux процессе ¡з урахуванням спрощених моделей парогенераторов, систем регулювання тиску пари та du npuempoie А 4P, частотного пуску гидрогенераторов й автоматики захисту енергоблотв вод понижения частоти (видшення Тх для роботи на збалансоване навантаження чи закриття стопорних клапашв).

Проблема динамочно'о' emiimoemi набрала специф1чних особливостей. Зни-ження загального р1вня споживання зменшило завантажешеть лшш м!жсистемних зв'язюв. Проте актуальною залишилася проблема забезпечення cmiüKocmi паралелъноо роботы окремих електричних станцш. Причина тут у тому, що в умовах кризи неекономно використовуються генерувальш потужносгп через дефщит чи вщеутшеть палива.

В останш роки майже в yeix потужних електроенергосистемах ceiTy сталися важко системы aeapii, пов'язаш з порушенням статичноi та динашчпо! стшкостей, роздтенням системи на несинхронно частини, вимкненнш великоУ кшькост1 споживачт електроенергн, пошкодженням основного обладнання та значними народногосподарськими збитками. Ця ripKa доля не оминула й електроенергооб'еднання УкраУни.

Важю наслщки системних аварш висувають як одну з важливих науково-дослщних проблем електроенергетики - розроблення методов анал'озу та моде-

лювання nepexidnux процессе електроенергосистем, cnocoöiß прогнозування можливих системних аварШ, й остаточно - створення 3aco6ie ix попередження.

Оперативне керування режимами електроенергосистем вимагае високого piBHH квал1ф1кацн обслужного персоналу, осюльки за статистичними даними бшьше 30% аварш вщбуваеться з вини оперативного персоналу. Найефектившшим щодо усунення цього недолжу е пщвищення квал1фшацп такого персоналу на 6a3i автоматизованих систем навчання та тренування (ACHT).

Актуальною й дедал1 складшшою стае й залишаеться проблема розроб-лення автоматизованих систем диспетчерсъкого керування (АСДК) режимами електроенергетичних систем. Для них анал1з усталених режим1в i перехщних процеав ЕЕС е домшантним пщ час визначення надшносп та стшкост1 систем. Розв'язання цих задач вимагае створення повномасштабного комплексу взаемозв'язаних програм, да/ забезпечують проведения eidnoeidnux досл1джень. Для створення такого комплексу необхщно розробити й удосконалити математичт модель елемент1в електроенергосистем i методы анализу режшив електроенергооб'сднань, що нараховують тисяч1 вузл1в.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Виконана робота е подалыпим розвитком наукового напряму як кафедри "Електричш мереж1 та системи" так i електроенергетичного факультету ДУ "Льв1вська полггехнжа" "Пщвищення надшносп електричних станцш, електроенергетичних i електропостачальних систем; створення автоматизованих систем наукових дослщжень (АСНД), проектування (АСП) i керування технолопчними процесами (АСК ТП) в електроенергетищ". Роботи цього напряму були включеш до м1жвуз1вськоТ програми "Економ1я енерпГ.

На кафедр! протягом тривалого часу (понад 30 рокчв) проводяться науково-дослщш роботи з моделювання усталених режим1в i перехщних елек-тромагнетних й електромехашчних процеав електроенергетичних систем, а також ¡з розроблення лопко-динам1чних моделей (ЛДМ) електрично!" частини енергоблоку автоматизовано1 системи навчання та тренування (ACHT) ТЕС й АЕС

Автор був науковим кер1вником ряду науково дослщних po6iT: з пщприемством п/с 6517 згщно госпугоди № 3671 "Математичне моделювання npoueciB енергетично'1 системи з електропересильньою постшного струму" (вщповщальний виконавець); з пщприемством п/с Г-4128 згщно госпугод №3884 i №4419 "Математичне моделювання електроенергетичноТ системи з вентильними перетворювачами", а також угоди №5044 "1мггацшне моделювання електроенергетичних систем з асинхронним генератором та вентильними перетворювачами "; з Всесоюзним електротехшчним ¡нститутом згщно госпугоди №4186 "Статичний тиристорний компенсатор для електропередач! 1150 кВ типу СТК 1170/390-1200"; згщно Наказу Мшенерго СРСР № 162пс вщ 6.07.88 р., угоди № 27-127/89 м1ж Всесоюзним науково-дослщним ¿нститутом електроенергетики (ВНД1Е) та Всесоюзним теплотехшчним ¡нститутом (BTI) та rocnyrofli №4878 "Розроблення програмного забезпечення лопко-динам1чно1 модел1 електрично'1 частини енергоблоку 800 МВт Берез1всько1 ТЕС та обчислювального режимного

комплексу порадника диспетчера енергосистеми"; "Розроблення програмного забезпечення режимного тренажеру" для УкраУнського виробничого об'еднання електротехнологш та ¡нформатики (УВО ETI); по госпугод! №5702 "Розроблення д1алогового автоматизованого комплексу анал1зу усталених режим1'в EEC" для 1вано-Франювського пщприемства електричних мереж.

Згщно осташпх угод колективом автор1в (O.I. Скрипник - кер1вник, П.М. Баран, B.C. Коновал, О.О. Скрипник, JI.O. Романов) було розроблено д1алоговий автоматизований комплекс анал1зу режим1в (ДАКАР) електроенергетичних систем. Для реал1зацп цього комплексу сформовано дина\пчну модель електроенергетичноУ системи, яка дозволяе дослщжувати усталеш режими, перехщш процеси, статичну та динам1чну ст1йюсть. Причому забезпечено ochobih вимоги до моделей доашдження динамки енергосистем, а саме:

• адекватне вщтворення динам1чних процеав реальних електроенергосистем - швидкого та з необхщною точшстю отримання на 6a3i ПК вщповщей про поведшку EEC у р1зних ситуащях;

• можливкть тд'еднання до наявного оперативно-шформацшного комплексу (OIK) диспетчера;

• можлив!сть варповання рацюнальних математичних моделей i метод1в розрахунку для р1зних задач дослщження динам1чних процеав;

• наявшсть моделей засоб1в протиаваршноУ автоматики для адекватного вщтворення аваршних режим1в EEC;

• застосування формал1зованих метод1в анал1зу, яю здшснюють автома-тичне (програмне) формування та розв'язування р!внянь стану EEC ¡3 забезпеченням зручного для користувача процесу спшкування з комплексом.

Мета й задач1 дослщження. Метою дисертацн е розроблення з системных позицш нових й удосконалення наявних методов аналгзу режшпв (симетричних i несиметричних) / nepexidmix процеав електроенергетичних систем, створення з використанням прищитв 1м1тацшного моделювання моделей таких систем, як! забезпечують розв'язапня основных електротехтчних задач планування та керування режимами електроенергетичних систем.

Розв'язано наступш задач!:

• розвинено теоретичт та методолог\чт основи математичного моделювання EEC i 'ix елемешчв;

• сформовано математичш й цифров1 модсл1 анал1зу усталених режимы i nepexidnux npoifecie EEC;

• розроблено Modeni анал1зу усталених неповнофазних (несиметричних) режим1в;

• розроблено модели аналву електромагнетних nepexidnux процеав EEC з вентильными пристроями\

• розроблено метод визначення оптимальних коефщешчв посилення стабййзувальних канал1в АРЗ СД.

• створено д1алоговий автоматизований комплекс анал1зу режим1в (ДАКАР) i в його середовищ1 сформовано ACHT оперативного персоналу електроенергетичних об'екпв;

• створено зручний ттерфейс користувач1в ¡з програмним комплексом;

• розроблено граф1чний супров'к) програмного комплексу.

Теоретичш та методолопчш основы дослщжень. Дослщження та розв'я-зання розглянутих у робо-п задач базуються на застосуванш теори графпв, множим, матричной алгсбри, геометрично! теори /ал, загалыюХ теори диналич-них систем '1 метоЫв математичного моделювання усталених режимЫ та пе-рех\дних процеав електроенергетичних систем у поеднанш з роздшами теори електричних кы 1 машин, теори звичайних диференцшних р1вшнь, теори автоматичного керування. Застосовувалися нов1 досягнення у сфер1 чисельного розв'язування жорстких систем диференцшних р1внянь, на баз! яких створено ефективт за компонентами адекватносгт й економноспй цифровг модель ди-нам1чних систем. Комплекс ДАКАР сформований на пщстав1 новтгшх досяг-нень у цариш тформацшних технологш на баз1 об'ектного та структурного програмування.

Наукова новизна отриманих результате

1. Узагальнений метод компенсувольных ЕРС анал1зу усталених режи-м1в ¡з постшною та змшною частотою, який, в пор1внянш з вщомим, забезпечуе гарантоване отримання розв'язку граничних й особливих режтпв електроенергетичних систем за значно менших затрат машинного часу.

2. Модель анал1зу ЕППС 1 ВПС, яка, на пщстав1 встановлених сшввщношень координат режиму перетворювач1в а також з використанням розробленого безггерацшного алгоритму, забезпечуе шдтримання оптимального режиму мереж1 змшного струму за реактивною потужнютю, а також оптим1зуе режим ВПС за реактивною потужшетю в умовах виконання режимних обмежень.

3. Дискретна модель аншйзу перех\дних процеав на баз! метод ¡в вузлових напруг / формул диференциовання назад, яка дозволяе дослщжувати швидкоплинш коливш процеси на обладнанш пщетанцш електропересилень 1 вставок постшного струму.

4. Динамична модель анал1зу електромехатчних переххдних процеав на основ! використання неявних метод ¡в чисельного штегрування у вигляд1 формул диференц1ювання назад, яка, в пор1внянш з традицшними, забезпечуе анал1з цих процеав на бшьш тривалих часових ¡нтервалах.

5. Методика комплексного досльдження статично! стшкоспй електроенергетичних систем ¡з застосуванням методу ¡терацшного обтяження усталеного режиму, оцшки стшкосп цих режим!в на шдстав1 чисельного розв'язування диференцшних р1внянь стану (диналйчний метод), а також на шдстав1 знаходження розв'язку однорщно1 лшеаризованоТ системи диферен-щйних р!внянь стану.

6. Метод визначення коефщентьв посилення стабтзувальних канал1в автоматичных регулятор1в збудження сильно/ ди (АРЗ СД) на шдстав1 зон стшкосп, побудованих ¡з застосуванням ¡мпульсноТ перехщноТ функци, отриманоТ шляхом математичного експерименту, який дозволяе в експлуатацшних умовах оперативно оптилпзувати значения коефвдентш посилення..

7. Метод анал1зу довготривалих процеав як единого технолопчного процесу електромехатчних ; довготривалих перех1дних процес1в, який базуеться на моделях елемента електромехашчних та довготривалих

процеав, з використанням методу формул диференцповання назад з автоматичним вибором порядку методу та величини кроку ¡нтегрування, що забезпечуе дослщження таких процеав на тривалих часових ¡нтервалах.

8. Ьйтацшна модель анализу довготривалих переходных процеав елект-роенергетичних систем, яка, з застосуванням граф!чного середовища взаемод1У користувача з моделлю, забезпечуе аналЬ таких процеав, навчання та тренування оперативного диспетчерського персоналу, а також фунщюнування порадника диспетчера в систем! автоматизованого диспетчерського керування електроенергетичних систем.

Практичне значения отриманих результата. Розроблеш математичш модел1 й алгоритми застосовано для створення комплексу ДАКАР, який на едишй тформацшнш базу забезпечуе реалпацпо наступних електротехшчних задач:

• анал1з усталених нормальних, ремонтних 1 шсляаваршних режим1в ¡з постшною та змтною частотою;

• автоматичного вибору положения РПН понижувальних трансформатор1в \ автотрансформатор1в з метою забезпечення бажаних напруг на сторон! середньоТ та низькоТ напруг;

• розрахунок за змшним струмом ЕЕС з електропересильнями та вставками постшного струму;

• розрахунок струмгв коротких замнкань ! р1зних вид1"в несиметричних чи неповнофазних режим1в ¡з урахуванням значень вектор1в ЕРС ¡з вихщного усталеного режиму;

• обтяження вгшдного усталеного режиму пщ час змши будь-яких координат режиму з метою визначення граничного за аперюдичною стшюстю;

• анал1з статично!та диналпчно! стшкостл електроенергетичних систем;

• виб1р коеф'щ1ент1 в посилення стабЫзу вольных каналгв АРЗ СД з метою забезпечення максимального запасу статично1 стшкосп та задовшьного демп-фування електромехашчних коливань;

• розрахунок асинхронных режимы \ вислщноУ ст1Йкост1 з вибором автоматики лквдаци асинхронного режиму;

• аналгз довготривалих перехгдних процеав ¡з врахуванням процеав в парогенераторах, системах регулювання тиску пари та дш ПАА й АЧР;

• екв1валентування режимних схем енергосистем для дослщження усталених режим1в I перехщних процеав;

• тренування та навчання оперативного диспетчерського персоналу;

• граф'тшй аналЬ 1 вгдображення результат1в розрахунку рсжим1в \ процеав на електричшй схем1 чи схем} комутащУ пщстанц1У;

• виконання необхщних комутацшних змш з наступним виконанням розрахунку безпосередньо з граф1чноУ схеми;

• моделювання протиаваршног автоматики як на основ1 ¡нтерфейсу фор-мування автоматики довшьно'У структури, так 1 на основ! спещагшованих структур складних видго ПАА.

Комплекс ДАКАР впроваджено в Нащональному диспетчерському центр1 електроенергетики УкраУни та Репональних диспетчерських центрах, в Головному шформацшно-обчислювальному центр! Мшенерго УкраУни, а

також в електроенергосистемах Росшськсм Федераци (об'еднане диспетчерське управлшня (ОДУ) Уралу, ОДУ Сходу, ОДУ ГПвшчного Заходу, Костромаенерго, Коленерго, Тюменьенерго, Свердловенерго, Амуренерго, Хабаровськенерго, Магаданенерго, Камчаткаенерго), в проектних оргашзафях (Н-Новгородське та Уральське вцщшення ¡нституту "Енергомережпроект"), а також у навчальному npoueci кафедри " Електричш мереж! та системи" Державного ушверситету "Льв1вська полгтехнжа" та кафедр енергетичного факультету Томського Державного ушверситету.

Особистий унесок претендента в основних сшлышх публжащях. Bei положения, методи, алгоритми, як1 виносяться на захист, розроблено автором особисто чи пщ його науковим кер1вництвом: [1] - пщроздши 2.3 - 2.5, 2.7, 3.5, 3.6, 4.1, 5.2 та шостий роздш; [2] - пщроздши 7.2 i 7.9, роздши 10-14; [3 - 8, 10 -12, 15, 18, 33 - 36, 39, 4Ü] - розроблення цифрових моделей, алгоритм1в та ix програмна реал1зац1я; [19 - 21, 31, 45] -участь в розробленш метод1в, методики анал1зу, розроблення алгоритма та ix програмна реал1зац1я; [9, 13, 14, 16, 17, 22, 27, 32, 37, 38, 41, 44] - постановка задачу кер1вництво розробленням та особисте формування моделей, алгоритм ¡в i i'x програмна реал1защя.

Апробацш результата дисертацн. OchobhI положения дисертаци допов1-далися на 15 м1жнародних, загальносоюзних, республ1канських, а також ¡нститутських науково-техн1чних конференщях, нарадах i сем1нарах. Зокрема за останш роки на: Всесоюзнш науково-техшчнш конференци "1нтегрування АСК ТП та тренажних пристроУв", м. УкраТнка, 1991 р., V-й Всесоюзн1й НТК "Проблеми перетворювально'1 техн1ки", м. КиТв, 1991 р., Х-й науковш конференци "Моделювання електроенергетичних систем", м. Каунас, 1991 р., XV-й м1жнародн1й конференци з основ електротехшки та теорп кш SPETO, м. Гл1в1це, Польща, 1992 р., 1-й М1жнароднш науково-техн1чн1й конференци "Математичне моделювання в електротехн1щ й електроенергетищ", м. Льв1в, 1995 р., И-й М1жнародн1Й науково-техшчн1Й конференци "Математичне моделювання в електротехниц й електроенергетищ", м. Льв1в, 1997 р., науково-практичшй конференцй'"Проблеми енергетики", м. Москва, 1998 р.

Практичш результата дисертаци пройшли тривале усгпшне випробування в промисловш експлуатацй' в низц1 експлуатацшних, проектних, наукових i навчальних заклад1в.

Публжацн. Основний 3mict робота викладено в монографн "Енергетичн1 системи з електропередачами та вставками nocTiiiiioro струму", шдручнику для електроенергетичних спец1альностей вищих навчальних заклад1в "Обчислювальна техн1ка в електроенергетичних розрахунках", в 48 наукових працях, ¡з них 29 статей в наукових журналах i зб1рниках, 2 препринта 1ЕД HAH Украши; 15 тез доповщей на М1жнародних, Всесоюзних та Республжанських конференц1ях i семшарах.

Структура й обсяг роботи. Дисертацпо викладено на 365 стор1нках, з них 280 стор1нок основного тексту. Вона складаеться 3i вступу, семи роздшв, висновк1в, списку використаних джерел (237 найменувань), включае 34 рисункт, 2 таблиц!, 8 додатк1в. Обсяг шюстрац1й, таблиць та додатк1в екпадае 85 сторпюк.

СТРУКТУРА Й ОГЛЯД ДИСЕРТАЦИ

У встуш сформульовано сучасш й на оглядну перспективу проблеми моделювання режим1в i процеав електроенергетичних систем, визначено шляхи та напрями Ух дослщження. Обгрунтовано актуальшсть поставлених завдань i практичну цшшсть Ух розв'язання. Визначено мету дисертацп.

В першому роздЫ приведена загальна характеристика стану проблеми анал1зу та моделювання режим1в i npoueciB електроенергетичних систем. Встановлена необхщшсть комплексного анашзу усталених режим1в i перехщних процеав EEC, а також розроблення нових та удосконалення наявних метод1в побудови математичних моделей i на Ух ocuoBi створення на единш шформацшшй 6a3i комплексу анал1зу режим1в i npoueciB таких систем.

На основ1 анал1зу застосовуваних метод1в розрахунку усталених режим1в i з врахуванням особливостей розроблюваного комплексу для анал1зу усталених режим1в вибрано метод компенсувальних ЕРС, який забезпечуе можлшмсть керування зумовленктю матриц! ву?лових провщностей. Визначена необхщшсть удосконалення цього методу в першу чергу за рахунок опти\нзаци способу обчислення коефщ1Птв розподшу иапруг, розширення його можливостей для виршення задач анал1зу усталених режим!в сучасних EEC, а також як бази для побудови моделей анализу електромехашчних перехщних npoueciB та довготривалих npoueciB.

Технолопчна необхщшсть анал1зу симетричних i несиметричних чи неповнофазних усталених режим!в на 0CH0Bi спшьноУ шформацшноУ бази вимагае включения до розроблюваного комплексу модел! анал1зу несиметричних режим1в. Отже мае прямий сенс розроблення ушфжованоУ модел1 анал!зу багаторазовоУ несиметрй багатовузловоУ електроенергетичноУ системи за несиметрп чи неповнофазносп будь-якоУ складность

Впровадження в системах бшьш досконалого силового обладнання, а також нових систем технолопчного та протиаваршного керування вимагае розроблення динам1чноУ модел1 EEC, яка забезпечила б ефективний анал1з електромехашчних перехщних npoueciB цих систем. KpiM того, вона повинна мати багатофункцшне застосування, а саме для планового доашдження статичноУ, динамично! та вислщноУ стшкостей; досл1дження електромехашчних перехщних npoueciB з анал1зом fli'i 3aco6iB ПАА для вибору уставок цих 3aco6iB, застосування в системах порадника диспетчера EEC для вивчення складних динам!чних npoueciB пщ час навчання та трен-ування диспетчерського персоналу.

Для побудови моделей EEC, використовуваних в системах навчання та тренування оперативного персоналу, е необхщним розроблення методу моделювання електромехашчних та довготривалих перехщних npoueciB як единого технолопчного процесу. Необхщним е також розроблення ¡мггацшноУ модел1 анал'пу довготривалих перехщних npoueciB, яка, з використанням граф!чного середовища взаемод(У користувача з моделлю, KpiM аналпу таких npoueciB, може застосовуватися для тренування оперативного диспетчерського персоналу.

Проблема оперативного розрахунку коефщ1ента посилення регулятор!] збудження в експлуатацшних умовах вимагае розроблення вщповщно методологи визначення цих коефвдештв.

Застосування комплексу в системах тренування оперативного персоналу а також в системах порадника диспетчера ставить необхщним розробленн: зручного ¡нтерфейсу користувач1в, та методики взаемодн оперативного пер соналу з моделлю електроенергосистеми на гпдстав1 п оперативно'1 графшнс схеми.

У другому роздин викладено особливост1 моделювання усталених режи MiB EEC. На пщстав1 зробленого в попередньому роздий огляд застосовуваних метод1в анализу усталених режимт, а тако> використовуваних у практищ експлуатаци та просктування EEC промис лових комплекав i програм, а також.враховуючи багатофункцшн призначення програми анал!зу усталених режим1в, в основу модел! анал1з усталених режим1в покладено метод компенсувальних ЕРС.

Метод компенсувальних ЕРС. У цьому метод1 використовують понятт активного вузла. Пщ активним вузлом розумпоть вузол електричноТ мереж1, якому наявне навантаження чи потужшсть генерування, задаш статичним] характеристиками, чи вузол нижчоУ напруги трансформаторних BiTOK i комплексним коефвдентом трансформацп, а також вузли вставок чи елек тропересилень постшного струму. В активних вузлах пщ час розрахунк вводять компенсувальш ЕРС. Потужност! генератор1в чи навантажень можн подати вщповщними провщностями, що на шдстав1 принципу комненсац задаються деякою провщшстю у , за якою прикладена компенсувальна ЕР(

—к/

EKi. Ця ЕРС змшюеться так, щоб забезпечити вщпрацювання в i -му вузх заданоТ потужностк

S3i = Sai(UBiJ)-STi(UBiJ), (!)

де STi(UBj,f) - потужносп вщповщно навантаження ч

генераторт i -го вузла, що визначаються його статичними характеристикам за вузловою напругою U&i та частотою / системи.

Провщност! у входять у д1агоналып елементи матриц! вузлови

— к/

провщностей i пол1'пшують и зумовлешсть. Перемножен! на щ провщнос-

вщповщш 1м компенсувальш ЕРС EKi утворюють вектор струм!в активни

вузл1в, що входить у праву частину р1вняння методу вузлових напру] Перетворену таким чином модель можна записати у векторшй форм1

де Ув - матриця комплексних вузлових пров!дностей;£/в- ц- вим1рний

вектор-стовпець вузлових (лшшних) напруг\ Ук£к - вектор-стовпець

екв!валентних струм1в короткого замикання (КЗ) в1ток; Для будь-якого активного вузла фактична потужшсть

Б^уи^-и^). (2)

Анал1з усталеного режиму методом компенсувальних ЕРС зводиться до знаходження таких компенсувальних ЕРС Е^, за яких в активних вузлах

потужносп та напруги досягають усталених значень вдаовщно чи Рз; та £/31-, тобто

чи - Р, ! |С/,| = К-|- (3)

Можливкть довшьного вибору провщност! у , яка входить у

_к

д!агональш елементи матриц! Ув, дозволяс керувати й зумовлешстю та, як насшдок, полпппувати зб!жшсть пхрацшного процесу. Ггерацшний процес будуеться так, щоб змша для кожного активного вузла на кожнш

¡терацп наближувала фактичну потужшсть до заданого значения >.

Особливоспи апалау усталених режтпв зг змтною частотою. В моделях ЕЕС анал1зу усталеного режиму з фхксованою частотою вводиться балансний вузол. Це пов'язане з тим що, з умов коректносп не менш шж одне джерело живлення повинно бути задано його напругою (як джерело ЕРС) чи ЕРС за певним комплексним опором. Режим цього 8 -го вузла в розрахунковш модел1 мереж! залежить вщ режиму, який задаеться рештою вузл!в електричноУ мереж!.

У раз! розрахунку усталеного режиму 31 змшною частотою балансний вузол виконуе ¡нин функци ! його назвали опортш. Активна потужшсть цього вузла теля завершения розрахунку вщпрацьовуеться аналопчно як у будь-яких жших генераторних вузлах.

На к -¡й ¡терацп визначаемо прир!ст частота, як функц!ю режиму електричноУ системи. Нехай опорним вузлом вибрано будь-який <5 -ий вузол. Тод! на к -¡й ¡тераци

д^ =Рр8-РзВ(и,Л-, ^

АР^Р^-Р^и,/),

(5)

де Рр3, Р - - розрахунков1 потужносп опорного та г -го ¡з решти вузлт; Ргд{и,/) , ,/) - задаш потужносгп цих же вузл!в, визначеж вщповщно з заданими статичними характеристиками за напругою та частотою; АРё, АР1 - нев'язки потужностей цих вузл1в, визначеш як р1знищ м1ж

розрахунковою та заданою потужностями.

Використовуючи збалансовашсть електричного режиму на кожнШ ¡терацн, прогнозуемо спод1ване вщхилення потужносп в опорному вузл1 АРёпр , викликане змшою електричних потужностей в рент г -их вузл{в на

АР;. Враховуючи статичш характеристики за частотою в опорному вузл1 на шдстав1 методу дотичних знаходимо

де дРз3(1/,/)/д/ - частинна похщна задано'1 потужносп опорного вузла по частой; 8Рзё(и,/)/дРр( - частинна похщна Ц1С1 потужносп в окол! к -го режиму по потужносп I -го вузла, яка визначае м1ру змши електрично'У потужност1 опорного вузла вщ змши електричноУ потужносп в г -ому вузл1; А/ - спод1ване вщхилення частота даного режиму.

Частинна похщна задано!' потужносп генератор1в по частой визначаеться з р1вняння статичног' характеристики генераторы

дРГ(У, /) / д/ = (к, + кв )РН0М г; к5 = 1 / а, для Мт,п < < //П1ах; (7)

к3 = 0 - в ¡нших випадках.

де Рп - величина задано! потужносп генератора; Рном Г - номшальна потуж-шсть генератора; Р0г - потужнкть генератора, що вщповщае частой вставки; - розрахункове вщкриття регулювальних клапашв (напрямного апарату) турбпш; /итт ,//тах - допустш вщкриття регулювальних клапашв, яю визначають мЫмальну та максимальну потужносп генератора; кв -коефщ1ент статичних характеристик навантажень власних потреб генератор1в за частотою; <г5 - статизм регулятора частота обертання турбши.

Частинна похщна задано'! потужносп навантаження по частот! визначаеться з р1вняния статично¡' характеристики навантаження

дРт(и,Л/дГ = а/Рноры, (8)

де Рнорм - потужнють навантаження нормального режиму; а^ -коефвдент,

який визначае статичну характеристику активного навантаження за частотою.

На пщстав1 наведених вираз1в визначаемо прогнозоване вщхилення частота для к -01 ¡терацп.

Розроблено споаб наближеного визначення коефвден™ розподшу на-пруг на шдстав1 параметр1в матриц! вузлових провщностей, отриманих пщ час проходження "прямого ходу" методу Гаусса. Цей споЫб ¡стотно полтшив швидюсш характеристики методу компенсувальних ЕРС.

Дослщжено особливост1 анал1зу усталених режим1в ЕЕС ¡з електропересильнями та вставками постшного струму. Встановлено необхщш сшввщношення режимних параметр1в перетворювач1в 1 реал1зовано безггерацшний, однопрохщний алгоритм анал1зу ЕППС 1 ВПС за посташим струмом, який шдтримуе оптимальний режим мереж! змшного струму за реактивною потужшстю, а також оптим1зуе внутршшш режим за реактивною потужшстю за умови забезпечення режимних обмежень. Розроблено методи

декомпозищУ анал1зу таких комплетв. Розглянуто особливое^ анализу усталених режим1в системи змшно-поспйного струму.

Для розрахунку граничних та шсляаваршних режим1в реальних енер-госистем вперше в промисловому комплекс! реал!зовано алгоритм врахування допустимого завантаження генератора за струмом ротора та статора. Це дало можливють враховувати реальну перевантажувальну здатшсть синхронно! машини, що е досить важливим пщ час анал1зу обтяжених граничних режим!в.

Для лквщаци проблем, пов'язаних ¡з одночасним анал!зом усталених ре-жим1в у непов'язаних м1ж собою ЕЕС чи Тх окремих пщсистемах, розроблено алгоритм видщення ¡зольованих п!дсистем з визначенням опорних вузл1в для окремих пщсистем.

Алгоритм розрахунку за постшним струмом розроблено на пщстав1 виведених сшввщношень режимних координат ! параметр!в перетворювач1в. Короткий його опис можна подати у наступному виглядк

1. Обчислюемо активну потужшсть ¡нвертора на один блок перетворю-вач!в.

2. Вибираемо положения РПН трансформатор!в !нвертора. Тут проявляться деяка свобода у вибор! бажано! напруги ¡нвертора (задана напруга регулятора компенсатора реактивно! потужност! ¡нвертора).

3. Вибираемо положения РПН трансформатор!в випростовувача, яке повинно забезпечити прийняту рашше бажану напругу.

4. Обчислюемо напруги вентильних обвиток ! обвиток нижчо'У напруги перетворювальних трансформатор!в випростовувача та ¡нвертора. Напруги вентильних обвиток будуть дещо вщр1знятися вщ бажаних за рахунок дискретное^ ступен!в регулювання РПН трансформатор!в.

5. Уточнюемо значения ^ за дшсно! напруги ¡нвертора.

6. Знаходимо кут керування випростовувача.

7. Визначаемо робоч1 координата, а саме струм ! напругу випростовувача та ¡нвертора, активну потужшсть 31 сторони випростовувача та ¡нвертора.

8. Обчислюемо кути комутаци випростовувача та ¡нвертора.

9. Визначаемо активну потужшсть випростовувача; передаемо в програму за змшним струмом як уточнене значения активно'! потужност! для наступних розрахунк1в.

10. Використовуемо реактивш потужност1 випростовувача та швертора для уточнения д1апазону регулювання реактивно'! потужност! у вузлах прими-кання випростовувача та !нвертора.

11. Завершуемо процедуру обчислення потужност! фальтрових конденсаторних батарей випростовувача та швертора \ визначення кшькосп й уточнено! потужност! батарей компенсатора реактивно! потужност!. Знаходимо регулювальний д!апазон за реактивною потужшстю з ураху-ванням нормального регулювального д1апазону тиристорно-реакторно'! групи. Цей розрахунок залежить вщ структури компенсувальних пристро'!в ! схем Ух приеднання.

Розроблеш положения дозволили сформулювати узагальнений метод компенсувальних ЕРС. Удосконалення вгдомого методу здШснено в першу чергу за рахунок впровадження розробленого способу обчислення коефвдента розподшу напруг ! розрахунку режим!в ¡з зм!нною частотою. Розширення можливостей вщомого методу здшснено за рахунок наступних розробок:

• автоматичного вибору положения РПН понижувальних трансфор-матор1в ! автотрансформатор!в з метою забезпечення бажаних напруг на сторон! середньоУ та низько"! напруг;

• граф1чного вщображення результата розрахунку на електричнш схем! чи схем! комутацп пщстанцц;

• виконання необхщних комутац!йних зм!н з наступним зд!йсненням розрахунку безпосередньо з граф!чно'! схеми;

• використання алгоритму видшення ¡зольованих пщсистем, з вибором за необхщност! нових балансувальних вузл!в;

• реал1за ци алгоритму врахування допустимого завантаження генератор!в за струмом ротора та статора;

• реал!защ'! алгоритму анал!зу електроенергетичних систем ¡з ЕППС ! ВПС за пост!йним струмом, який пщтримуе оптимальний режим мереж! змшного струму за реактивною потужн1стю, а також оптим!зуе внутр!шн!й режим за реактивною потужшстю за умови забезпечення режимних обмежень.

На основ! узагальненого методу компенсувальних ЕРС також реал!зовано анал!з несиметричних режим!в, електромехан!чних ! довготривалих перехщних процес!в, а також побудова режимного навчально-тренувального комплексу та комплексу порадника диспетчера.

У третьому роздш подано розроблений метод анал!зу усталених режим1в багаторазовоТ несиметрп складних ЕЕС з використанням методу симетричних складових, екв!валентного перетворення розрахункових схем окремих послщовностей I автоматичного формування вщповщно"! модел!. Розроблено й програмно реал1зовано пщхщ до формування та розв'язування р1внянь складно"! несиметрп, який характеризуеться наступними особливостями:

• на пщстав1 анал1зу умов несиметр» для характерних и вид1в сформовано оптим1зований алгоритм автоматичного формування та розв'язування р1внянь;

• розроблено ефективиий ушверсалышй алгоритм формування матриц! вузлових провщностей за наявносп взаемошдуктивних зв'язюв;

•сформовано й впроваджено алгоритм екв!валентування розрахункових схем окремих послщовностей для зниження порядку розв'язуваноУ системи р1внянь.

Показано, що пщ час анал1зу пор1вняно складних ЕЕС на пщстав! методу симетричних складових застосування комплексних розрахункових схем, як правило, неефективне через велику кшьюсть вузл1в ¡з незначною

послщовностей зводяться до вигляду, поданого на рис. 1. У таких схемах залишилися лише вузли, до яких примикають несиметричш елементи. Цд вузли названо вузлалш нгашетри. Загальну Ух кшыасть позначено дц . У фрагмент! екв!валентноУ схеми (рис. 1) наведено 5 вузл!в несиметр!У (1, 2, 3, т та п). Кожен ¡з цих вузл!в характеризуеться провщшетю на землю. У загалыюму випадку М1Ж упма вузлами е пров!дност! екв!валентних в!ток. В екв!валентн!й схем! прямоУ послщовност! в ус1х вузлах прикладено

екв!валентн! ЕРС (Ех, Ег, Еъ, Ет, та Еп).

У кожному з <7Н вузл!в може бути в загальному випадку декшька несимет-ричних елемент!в - неповнофазний реактор, поперечна несиметр!я, можуть примикати неповнофазш 1пнп. Найзагальн!ша схема прямоТ послщовност! складноУ несиметри одного вузла зображена на рис 2. Схеми оберненоУ та нульовоУ послщовностей структурно вщр!зняються в!д щеУ схеми вщеутжетю

ЕРС Ет таЕп. У вихщнш схем! нульовоУ послщовност! взаемошдуктивш зв'язки екв!валентовано вщповщними багатокутниками в!ток.

кшьюстю зв'язк!в м1ж ними, особливо м!ж вузлами схем р1зних послщовностей. Тому застосовано екв!валентування схем ус!х посл!довностей до вигляду, де залишено лише вузли з несиметричними

елементами, а решта вузл!в усуваються

Рис.1. Фпагмент екшвалентноТ схеми

У вислщ! такого екв!валентування

багатовузлов! схеми вс!х

На рис. 2 вузол т -вузол 13 повним

набором несиметрн неповнофазний реактор, поперечна несиметр1я, неповофазна лшя; вузол п- програмно утворений вузол неповнофазного юнця лпш.

Перед екв1валенту-ванням неповнофазш ль нн програмно вимикаю-ться 1 IX параметри не входять у екв1валентну схему рис. 1. Наявшсть неповно-фазного реактора у вузл1 т вщтворено координатами вектора-

стовпця струму Кт^КпЛ'Ктг'Кто), Та напруги

^рт =Фрт\ »^ри2 '^рто)/ за провщшспо реактора у Можлива

поперечна несиметр1я у вузл1 вщтворена складовими вектора-стовпця струму

Кт = (4я1 Л«2 ЛтО ), Та НапруГИ С/„и = (£/„„, ,0пт2 ,О„к0 ), . ПОВЗ-довжня несиметр1я вщтворена складовими струму в мкщ неповнофазносп

Кт =(^лт1 > лт2 ^лто )< та складовими р1знищ напруг м1ж вузлами т 1 п

ы)л = (АС/Л1 , д^л2 ,дя0),= (дя1 -¿т1,дп2 -0т2 ,дп0 -От0 ),.

Якщо вв!мкнено реактор на неповнофазшй лжи за мюцем неповнофазносп (за вимикачем), то вш переноситься програмно з вузла т у вузол п. Коли вш працюе в повнофазному режиму то його провщшсть увшде в провщшсть вузла п, а в шшому випадку цей реактор вщтворюеться

симетричними складовими вектор1в-стовпщв струму I = (7рп1 ,/ри2 ,/рв0 ),

та напруги 0рп = (Црп{ ,йрп1 ,Орп0 ),.

Кшьтсть струм1в у м1сцях несиметрн, тобто струм1в нсповнофазних реак-тор1в, струм1в поперечно!" несиметр1'1 та струм1в неповнофазних лшш у схем1 прямо!' послщовносп, позначено рн. Якщо прийняти, що в будь-якш несиметрн е вс1 три симетричш складов! струм1в, то маемо рн струм!в мшць несиметрн в схемах уЫх послщовностей.

Математичну модель сформовано шляхом об'еднання моделей окремих послщовностей, отриманих екв1валентуванням, ¡з р1вняннями умов несиметрн. В загальному випадку математична модель у комплексшй площиш записана у векторшй форм1 мае вигляд

Рис. 2. Загальний вигляд вузла несиметрн

I (10)

Ах = Ь,

де А - матриця коефщ1ент1в; к - вектор-стовпець невщомих (струми та на-

пруги окремих послщовностей); Ь - вектор-стовпець екв1валентних змушувальних сил.

Вектор-стовпець невщомих упорядковано до вигляду

ифЛ <">

де II = (£/,,£/2,ио), - 3 х ¿¡гн-вим1рний вектор-стовпець невщомих напруг вузл1в несиметрн, упорядкований за напругами схем прямо!, обернено!, та

нульово! послщовностей; / = (/] ,/2 ,/0), - 3 х рн -вим1рний вектор-стовпець

невщомих струм1в м1сць несиметрн, упорядкований за струмами мюць несиметрн схем прямо!', обернено! та нульово! послщовностей.

Кожна несиметр1я дас один невщомий струм у схемах трьох послщовностей, яю пов'язуються трьома р1вняннями умов несиметрн.

Структурна упорядковашсть вектора-стовпця Ъ визначаеться порядком запису окремих р1внянь (р1внянь стану схем окремих послщовностей 1 р1внянь умов несиметрн).

Вектор-стовпець Ь упорядковуемо до вигляду

? Г т (12)

де У = (./, ,0,0), - 3 х ¿¡гн -вим1рний вектор-стовпець задавальних струм1в окремих послщовностей (ненульов1 компонента цього вектора наявш лише в схем1

прямо! послщовност!; Ьу н - вектор-стовпець правих частин р1внянь умов несиметрн. Цей вектор мае ненульов1 значения лише пщ час застосування принципу накладання.

Першою формуемо розрахункову схему нульово! послщовност1 з вщображенням ус1х взаемошдуктивних зв'язюв. Реал1защю цих зв'язюв зд1йснюемо вщповщно з методикою, викладеною в [26]. У раз1 потреби утворюемо на в1тках лшн додатков1 пром1жш вузли, що вщдшяготь дщянки лЫй 31 взаемними зв'язками. Вщображаемо також ус! в1тки обвиток трансформатор1в, злучених у трикутник.

Вщповщно з отриманою розрахунковою схемою нульово! послщовносп формуемо схему прямо! послщовносп. За необх1дност1, доповнюсмо и у час-тин!, де струми нульово! послщовност1 не проходять. Нумеращя вузл1в обох схем по можливост1 повинна бути однаковою. За винятком кшцевого вузла в!ток трансформатор1в, злучених у трикутник. У нульовж послщовносп цей

вузол мае нульовий номер. Крш того, схеми прямо! та нульово! послщовностей вщр1зняються значениями бшьшосп параметр1в.

Параметри схеми статичних кш оберненоТ послщовносп таю сам1 як схеми прямо! поошдовност1. Для динам1чних кш (генератор1в \ навантажень системи) параметри схем прямо! та обернено! послщовностей р1знк

У четвертому роздш розроблено математичш модел1 електромагнетних перехщних процес1в ЕЕС з вентильними елементами в першу чергу ЕЕС з електропересильнями постшного струму (ЕППС) та вставками постшногс струму (ВПС). Розроблено методи моделювання кш з вентилями двома принципово р1зними методами - при незмшнш (нешвар1антнш) та змшнш (швар1антнш) тополопях.

Для чисельного ¡нтегрування схем з вентильними елементами адаптованс метод формул диференщювання назад, що забезпечило отримання стшких розв'язюв у дослщжуваних схемах. Розроблено та впроваджено ряд спосо61е отримання усталених режим1в в колах з нелшшними елементами, щс забезпечило швидке отримання усталених режим1в.

Важливою задачею проектування ЕППС 1 ВПС е оцшка надшносп !> ¡золяци шд час виникнення перенапруг у перехщних процесах гашенш перетворювальних пщетанцш (ПС). Пщ час закриття вентил1в каскадно-мостового перетворювача виникають швидкоплинш процеси, яю супровод-жуються загрозливими для !х ¡золяцп перенапругами, а також радювипро-мшюваннями. Таю процеси називають коливними. Под1бш процеси виникають також шд час пробиття ¡золяцп на елементах перетворювальни> ПС. Процеси розвиваються в електричних колах 1 визначаютьс; ¡ндуктивностями електромагнетних апарат1в (ЕМА), параметрами демпфувальних ланок, емностями на землю ЕМА та обладнання ПС.

Перел1чеш вище особливост1 об'екту доашдження вимагають формування високоадекватних математичннх моделей, яю характеризуют« поганою зумовлешетю !х матриць Якобк Для цього розроблено метод аналЬ) коливних процеав у вузлових координатах (напругах 1 струмах).

Математична модель коливного процесу на шдстанцн ЕППС чи ВПС ) цьому метод! з використанням процедури ФДН мае вигляд

р Р - (13)

5=1 5 = 1

л(М>=л<0 _ дл(') (14)

ив*+1 вА+1 а"в*+1-

де П - матриця злучень; г,Ь,С- матриц! вщповщно резистансе, шдуктивнос тей 1 емностей впхж схеми; г, гр,е,й,ис,ин, - вектори-стовпщ струм1в в1ток струм1в розрядниюв, ЕРС вггок, напруг в1ток, напруг емностей 1 напру!

пелшшних елемент!в (крш розрядниюв); йъ - вектор-стовпець вузлових напруг.

Для отримання наглядшших вираз1в модел1 та для зручносп формування

алгоритму й розв'язування введено таю позначення: вектор-стовпець

р _

дискретних ЕРС ¡ндуктивностей еь = ; вектор-стовпець

5=1

Р

дискретних ЕРС емностей ес ; матриця дискретних

5=1

¡мпенданав схеми =г + + «^/¡(С^ )-1; аналопчна матриця з

урахуванням динам!чних резистансе нелшшних елемент1в =гк+1+а0И-1Ъ«\1+а-0111(С«1У.

3 урахуванням прийнятих позначень (13) \ (14) записано у випвди

= (гй)"1^, +П(«Й+1 +ёь + ес) ; <15>

+п$1, -е,+%)+$, ■ (16)

Розроблений метод вузлових напруг анализу коливних процес1в на обладнанш шдстанцш електропересилень 1 вставок постшного струму виявився особливо продуктивним. Багато дослщжень за допомогою описано! модел1 здшснено стосовно перетворювальних ПС електропересильш Еюбастуз-Центр. Виконаш дослщження покладено в основу проекту пщ час вибору обладнання цих ПС. Дослщжувалося погасання ПС пщ час наб1гання електромагнетно!' хвшп з боку Л1Н11 постшного струму, перекриття ¡золяцп в р1зних точках, пробиття вентил1в тощо. Кр1м того, цифрова модель використовувалася пщ час дослщження перетворювально!' ВПС Виборг-Фишящця та перспективних ВПС.

Для перетворювачш ЕППС ¿з уземленням полюса виявлена ¡стотна залежшсть ампл^уд коливань напруги на вентилях залежно вщ 1'х номера в каскадк Найбшьша амшнтуда коливань виникае на нижньому вентшп, а розподш амшптуд напруг в каскад! мае вигляд К-подано!' криво!'. Стушнь нер1вном1рност1 залежить вщ параметр!в демпфувальних ланок 1 для слабкого демпфування посилюеться. Резонансш властивосп схеми залежать вщ числа моспв у каскад^ причому за змши цього числа вщ 2 до 4 нижча власна частота перетворювача падае з кратно! 24-1 до 12-!" гармошки. Коливання, як1 тут виникають, в основному видшяються на нижшх вентилях, а також на фазах 1 полюсах верхнього моста вщносно земль Дослщження на цифровш модел1 ЕППС дозволили виявити чинники, ям дшть на вентш, трансформатори, розрядники й шше обладнання ЕППС в усталених режимах, у перехщних процесах з метою розроблення обладнання для ЕППС напругою 1500 кВ. Анал1з усталених режим1в схеми типово!' ВПС показуе, що на головнш ¡золяцн випростовувача з каношчними гармошками (шостою - на

полюа та третьою - у середшй точщ) виникають високочастотш коливання на 36-й гармошщ в контурк згладжувальш реактори - емносп полюав на землю. Ц1 коливання слабко демпфоваш й, в основному, видщяються на головнш ¡золяцн випростовувача, особливо в середшй точщ. На ¡золяцн вен-тшпв у середин! моста вказаш високочастотш коливання практично вщсутш.

Розземлення середньо!" точки швертора та вимкнення полюсних симетру-вальних ланок видозмшюе форму напруг на головнш ¡золящ1 (домшуе шоста гармонжа - в середнш точщ та дванадцята - на полюсах). Високочастотш коливання на вентилях практично вщсутш. Амшптуда напруг на полюсах знижуеться на 10%, а в середнш точщ - на 30%.

У п'ятому роздин розроблено методи моделювання електромехашчних перехщних процеав складних EEC. Математичш модел1 таких процеав сформовано в д1ючих (ефективних) координатах з урахуванням статичних i диналпчних характеристик елемента, яю визначають qi процеси. Модел1 EEC тут доповнено моделями структурних елематв, що е визначальними для забезпечення коректного дослщження перехщних процеав, статично'1 та динам1чно1 стшкосп, а саме: синхронш машини, збудники, пристро!' форсування (розфорсування) збудження, автоматичш регулятори збудження, регулятори частота обертання, пристро!" протиаваршноТ автоматики.

Для розв'язування р1внянь енергосистеми розроблено метод, в якому вихщна система р1внянь не зводиться в явному вигляд! до форми Komi. В цьому метод1 Bci р1вняння, що описують поведшку енергосистеми, роздщено

на дв1 групи. Одна група охоплюе Bci нелшшш р1вняння й характеризуеться там, що ¡нтегроваш 3MiHHi даного вузла безпосередньо не пов'язаш з ¡нтегрованими змшними ¡нших вузл1в. Шд час чисельного розв'язання р1внянь щсТ групи обчислюеться узагальнений параметр у вигляд1 ЕРС зв'язку

EF, прикладеною за

вщповщною провщшстю у^,

котра визначае д1агональний елемент матрищ провщностей електрично'1 мережк Друга група складаеться тшьки з лшшних р1внянь i зв'язуе ЕРС

EF з напругами вузл1в

електричноТ мережа Таке роздь лення р1внянь дозволяе в pa3i чисельного розв'язування вихщно!' системи piB-нянь застосовувати методи прогнозу-корекщ'1 до нештегрованих змшних i непрям! методи чисельного розв'язування для визначення ¡нтегрованих змшних.

1т

Я

моделювання АСТГ

Проведено дослщження перспективного асинхрошзованого турбогенератора (АСТГ), який мае низку ¡стотних переваг пор1вняно з1 звичайною синхронною машиною. В таких генераторах застосовують асинхрошзований принцип керуванням збудженням. Цей принцип полягае в формуванш по двох каналах регулювання двох ортогональних складових напруги в систем!

координат (х,у), яка пов'язана з вектором напруги опорного вузла С/ов.

Диференцшш р1вняння регулятор1в подано як

Трл.у<*иу/й + иу =ивк.у'> + (17)

де Тргу, Трзх- стал1 часу регулятор1в збудження; иу, их - вихщш сигнали

регуляторш; ивху, итх - вхщш сигнали регулятор1в.

Системи координат, яю застосовуються п1д час моделювання АСТГ, наведено на рис. 3. Тут Яе, 1т- базова система координат, вщ якоУ ведеться вщлж уах вектор!в. Система синхронних координат (с1,</) , зсунена вщносно базовоУ системи на кут 8Е . Система координат (х,у) формування сигнал1в

керування змнцена вщ системи синхронних координат на кут сри. Система координат (а,Ь) осей обвиток збудження ор1ентована симетрично вщносно синхронноУ оа q.

Вхщш сигнали регулятор1в збудження АСТГ у осях (х,у) реал1зовано наступним чином

"в X., =к1 (,'г.а -г'г.ау)/'„ом + (■* ~ ^.юм + К {<ри - фи( 0)>, (18)

"вх.л = к0и ("г -"г(0))/"„ом.

де к0и, к1, к3, к - коеф1щенти посилення вщповщно каналу вщхилення напруги, каналу вщхилення активного струму генератора, каналу вщхилення ковзання генератора вщносно ковзання вектора напруги опорного вузла, каналу вщхилення кута (ри м1ж системами координат (¿/,<7) та (х,у)\ /га,

/гау- активна складова й усереднене значения активноУ складовоУ струму

генератора (активна складова пропущена через цифровий фшьтр з постшною часу 3 с); 5уов - ковзання та вщфщьтроване ковзання вектора напруги

опорного вузла; сри = 5-дов - тс/2- кут м1ж системами координат та

(х,у)\ 8ов - кут напруги опорного вузла; фи(0)- початкове значения кута м1ж системами координат (с!,д) та (х,у); иг, «г(0)- напруга опорного вузла та п початкове значения.

Сигнали керування регулятор1в в осях (х,.у):

де ихе{0), иуе(0)- початков! значения сигнатв керування регулятор1в.

Сигнали керування регулятор!в АСТГ в осях (х,у) необхщно перетворити у вщповщш сигнали в осях (d, q), тобто

"р d = "« cos <Р« + "ye sin ; Им = COS - sin q>u. (20)

Обмеження сигнал!в керування Mpd та upq вщбуваеться в обвитках керування, розмщених на осях (а,tí) , де в1дпов1дт сигнали мають вигляд

Ир .а =("р4 sinC¡r/2)-"p.rf cosC¡f/2))/sin^; (21)

нр ¿ = (им sin(^ / 2) + wp ¡/ cosCr / 2))/ sin * . (22)

Тут - кут míx обвитками збудження.

Отримаш значения мро та ирЬ обмежуються вщповщно з заданою кратшстю i'x граничних значень, тобто

-Иршал ^Ирд <Mpmax; -Мртах <ирЬ <мртах, (23)

де ырлшх =^фи/(2 cos(jtf / 2)); &ф„ - кратшсть максимальних значень сигнашв керування; 2cos(;¡f/2) - коефщ1ент, що враховуе вислщне значения, створене двома обвитками керування, розмщеними на осях (a, tí) гид кутом % ■

Отримаш значения сигнал1в керування використовуемо в модел1 збудниюв в осях {a,tí) , яка формуеться як

Тае deae Idt + вас = "р a i ТЬс d4e Idt + Че = "р.А > (24)

де Тае, ТЬе - стал i часу збудниюв; еас, еЬе - напруги збудниюв.

Виконано дослщження способу взаемного керування потужшстю турбш показали його значну ефектившсть для забезпечення ctíAroctí паралельноТ робота електричних станцш вцщшенного району EEC.

Розроблеш узагальнеш модел! синхронних машин, р1зних систем збудження та íx регулятор1в, регулятор1в частоти обертання, динакнчного та статичного навантаження, модел1 р1зномаштних вид1в протиавар1йно1 автоматики, а також використання неявного методу чисельного у форм1 формул диференшювання назад, дозволили сформувати динам1чну модель електроенергетично!' системи, реал1зовану в комплекс! ДАКАР.

Створена динам1чна модель EEC мае багатофункцшне застосування, а саме: планове досшдження статично"!, динам1чно'1 та вислщно!" стшкостей EEC; дослщження електромехашчних перехщних процеав ¡з анал1зом дн

засоб!в ПАА з метою вибору цих засоб1в; оптимальний виб1р коефщ1ент1в посилення стабшзувальних канал1в АРЗ СД; застосування модел1 для вивчення складних динам1чних процеав пщ час навчання та тренування диспетчерського персоналу.

Розроблена модель системи збудження асинхрошзованого турбогенератора. Виконаш тестов! дослщження модель Розроблена модель взасмного керування потужшстю турб'ш. Виконаш дослщження показали значну ефектившсть взаемного керування потужшстю турбш для забезпечення стшкост! паралельноУ роботи електричних станцш в!ддшенного району ЕЕС.

Розроблено загальш принципи моделювання протиаваршноУ автоматики й автоматики частотного розвантаження. Модел1 реа_гтоваш як на основ! ¡нтерфейсу формування довшьноУ структури автоматики, так ! на основ! спещал!зованих структур складних вид!в ПАА.

Розроблено ! реал!зовано методику граф1чного анал!зу результате пе-рехщних процес!в, включаючи побудову годограф!в двох незалежних змшних, годограф!в динам!чного ¡мпедансу та годограф1В повноУ потужносп л!н!У електропересилання для вибору параметр1в спрацювання автоматики лжвщаци асинхронного режиму.

Розроблен! модел1 ЕППС \ ВПС в двох модификациях - ¡з врахуванням \ без урахування електромагнетних перех!дних процес!в у лшн пост!йного струму.

У шостому роздЫ розроблено методи дослщження статичноУ ст!йкост!. Важливим критер!ем працездатносп системи е запас стшкост[ усталеного режиму вщносно деякого режиму, який назвемо граничным. Останнш отримуеться послщовним обтяженням розрахункових режим!в за заданими приростами параметр!в (потужност! генерування, навантаження, електричн! кути вектор!в напруги тощо), причому, залежно вщ параметра обтяження отримуемо траектори обтяження, що можуть дати р!зш оц!нки запас!в стшкосп.

Розроблено та реал1зовано спец"1ал!зований багатоетапний метод досль дження запасу статичноУ стШкосп, алгоритм якого мае наступну структуру:

• розрахунок вихщних характерних усталених режим!в (в тому чиыи нор-мальних режим!в ¡з плановими балансами потужностей);

• перев!рка вихщного режиму на статичну стидасть динам!чним методом (як правило, такий режим е статично спйким, його нестшюсть може бути зумовлена помилками у вихщнш ¡нформацй);

• визначення способу обтяження режиму за потужшстю чи напругою;

• визначення граничного режиму з умов аперюдичноУ стшкост!, тобто здшснення процесу обтяження до порушення зб1жност! ггерацншого процесу розрахунку усталеного режиму;

• перев!рка серн обтяжених режим!в на статичну ст!йк!сть динам!чним методом ! визначення граничного режиму з умов статичноУ стшкост! з врахуванням саморозхитування;

• анал1з можливих причин, за яких граничш режими з умов аперюдично!" стшкосп та стшкосп з врахуванням саморозхитування вщр1зняються (якщо ця р1зниця ¡стотна);

• визначення запасу статично!" стшкосп вихщного усталеного режиму вщносно граничного режиму.

У комплекс! ДАКАР реал1зовано розроблений метод розв'язування задач1 анал1зу статично!" стшкосп складних енергосистем на шдсташ чисельного розв'язування диференцшних р^внянь стану дослщжувано!" енергосистеми за малих збурень, алгоритм якого мае наступну структуру:

1. Для вах синхронних машин програмно задаються збурення у вигляд1 приросту ковзань ротор1в з1 знаком кута виб!гу ротора величиною за модулем 0.04 град/с. Для асинхронних двигушв ковзання Ух ротор1в зменшуються на 0.002 град/с.

2. Здшснюеться розрахунок перехщного процесу на заданому ¡нтервал1 часу шляхом розв'язування системи диференцшно-скшченних р1внянь стану.

3. Пщ час розрахунку формуються масиви контрольованих координат перехщного процесу, а ковзання, кути виб1гу ротор1в та напруги регулятор1в збудження контролюються для вах синхронних машин.

4. Пюля завершения розрахунку визначаються декремента згасання за ковзанням ротор!в та напруг регулятор1в збудження для вах синхронних машин 1 формуеться висновок про статичну спйкють чи нестшюсть даного стану енергосистеми.

Узагальнено класичний метод анал1зу статично!" стшкосп на гпдстав! знаходження розв'язку однорщно!" лшеаризовано!" системи диференцшних р!внянь стану

+ = (25)

де у - вектор-стовпець координат стану (ЕРС, напруги, кути виб!гу ротор!в генератор1в тощо); ф(у) - нелшшна вектор-функщя залежносп координат

синхронно!" машини вщ координат усталеного режиму.

Якщо застосувати перехщ вщ р1внянь у дшсних координатах до Ух вщхи-лень та перенесения початку координат у точку вихщного режиму у0 , вихщне р1вняння перетвориться в р1вняння у вщхиленнях

В(уо)с&/А + У/(у0)у = 0, (26)

де (у0) = {Эф^у)!<%>)у - матриця Якоб! функщ!" ф(у) у точщ у0; у - вектор-стовпець вщхилень координат стану.

Оскшьки р1вняння (26) однорщне, то його розв'язок мае вигляд

(27)

у" = Хаехр(Ж),

де X = (Я,,Л2,...,Яп) - вектор-коршь власних значень жмута матриць В та \У,чи характеристичного р1вняння с1е1(\У —ЛВ) = 0; X = |[х1,х2,...,хл|| - ма-

триця, утворена з вектор1в-стовпщв власних вектор1в жмута матриць В та W; х, - власний вектор для власного значения а = diag(a, ,а2,..., ап) -д1агональна матриця сталих коефщенга, яка визначаеться з початкових умов як вектор-стовпець

a = X~ly'0=Xt?0. <28>

Модель (26) вщповщае узагальненш задач1 знаходження пари и власних значень i власних вектор1в. Як видно з (27), умова спйкосп розв'язання р|вняння стану (26), тобто умова стшкосп р1вноваги електроенергетично°1 системи, описаноТ цим лшеаризованим р1внянням, задовольняеться лише для

Re(A) < 0. Тобто для оцшки стшкосп стану р1вноваги досить визначити власш числа характеристично! матриць

Для зведення сукупносп нелнийних сюнченних i диференцшних р1внянь (28) стану багатомашинноУ EEC до форми Kouii запропоновано метод, який базуеться на здшсненш екв1валентних перетворень р1внянь мереж1 шляхом усунення вузл1в без динам1чних елемента, та чисельному формуванш матриц! Якоб! для отримано'1 системи р1внянь.

Викладена тут методика комплексного дослщження статичноТ ст!Йкост1 режим1в електроенергетичних систем знайшла широке застосування в реальних енергосистемах. Методика включае застосування методу ггерацшного коригування усталеного режиму, динам1чний метод визначення його стшкосп, а також метод анал1зу статично1 стшкосп великих енергооб'еднань на пщстав! знаходження розв'язку однорщпоТ лшеаризованоТ системи диференщйних р1внянь стану для складних EEC.

Задача визначення коеф'щ[ент1в посинения канете стабшзаци АРЗ СД на практищ розв'язуеться з допомогою експериментальноТ методики, яка полягае у визначенш зон спйкосп в площиш коефщ1е1тв посилення для низки режим1в станцп. Налагодження АРЗ ¡нших станцш не змшюеться, тобто коефвденти посилення у каналах стабшзаци нав1ть сум!жних станцш .«¡ж собою, як правило, не скоординоваш.

Розглянемо можливкть застосування методу, який використовуеться пщ час безпосереднього налагодження регулятор1в збудження в реальних умовах на електричних станф'ях, для вибору коефщ1ент1в стабшзацй' на пщстав1 динам1чно1 модел1 EEC. Використовуватимемо динам1чну модель об'екта, реал1зовану за допомогою комплексу ДАКАР, а також ¡мпульсну перехщну функцто системи, отриману з експерименту на динам1чнш цифровш модел1 енергосистеми.

Визначення загально! зони стшкосп для розрахункових режим1в здшенено для коефщ1ен™ стабшзацй' АРЗ СД k0j- та кх{, де

коефвденти посилення за вщхиленням частота напруги вщ и усередненого значения та за похщною частоти напруги. Саме ф коефщкнти визначають коливну criiiKicTb чи нестшюсть EEC.

На вхщ суматора АРЗ дослщжуваного генератора подаеться тестове збу-рення, пропорцшне напруз1 збудження з великим коефщ1ентом посилення

(¿ = 50). Збурення подаеться протягом одного - двох кроюв чисельного жтегрування (0.02с). Таке збурення наближено вщповщае функцп Д1рака (одиничний ¡мпульс). За вихщну координату приймаемо значения ковзання напруги контрольованого генератора. Здшснюючи ¡нтегрування перехщного процесу, викликаного цим збуренням, формуемо масив значень ¡мпульсно! перехщно'У функцп' vv(/).

Передатна функщя замкнено!' системи керування може бути визначена за допомогою ¡мпульсно!' nepexiflHo! (вагово!) функцп системи як

« (29)

W(p) = \ w{t)e'p,dt. о

1мпульсна перехщна функщя, вим1ряна на виход1 блоку частота, дозволяе обчислити значения передатно!" функцп замкнено!" системи регулювання для р = а + ja> за виразом

« . (30)

W(a + jco) = J wifye'01 cos(cot)dt - j J w(t)e sin(cot)dt.

Передатна функщя канал1в стабшзащУ АРЗ Кг (р) = (р) + (р) = к0/р/(1 + Т0/р) + к1/Р/( 1 + Т1/Р), (31)

де И^ду (р), (р) - передатш функцп вщповщно за каналами вщхилення частота та похщно!" частоти; коеф^щент передач! та стала часу

каналу вщхилення частоти; к, Туу - аналопчш параметри каналу похщно!" частоти.

Обчисливши передатну функцно замкнено!' системи за (30 ), на пщстав1 параметр1в кш стабшзацн, встановлених пщ час розрахунку ¡мпульсно!" перехщно'У функцп', визначаемо передатну функщю роз1.чкнсноУ системи регулювання

(р)=щр) /(1+"7 (р)Щр)) ■ (32)

Передатна функщя замкнено!" системи регулювання з врахуванням передатно!' функцп кaнaлiв стабшзацп

^ (Р) = (р)/(1 - (коу ^ (р) + к^ (р))1Г, (Р)). (33)

де к£гк?г коефщ{енти передач! канал1в, виражеш через кшькють подшок панел1 налагодження АРЗ; (р), (р) - вщповщно перетвореш передатш функцй за каналами вщхилення частоти та похщно!" частоти.

гляд

Отож, характеристичне р1вняння замкненоУ системи регулювання мае ви-

1 - (+KfK (p)WP(p)=0. <34>

Перетворене в дшсну площину р1вняння (34) стае системою двох р1виянь . Характеристичне р^вняння (34) дае можливкть

з невщомими

побудувати зони стшкосп в площиш налагоджувальних параметр!в к^ та

k*j-. TaKi зони, побудоваш для ycix планових режим1в, дають можливкть

вибрати д1"аиазон змши коефщ!ент!в посилення налагоджувальних канал1в. Якщо зона стшкосп е вщносно великою, то можна оптим1зувати налагоджу-вальш коефвденти за умового забезпечення однакового запасу стшкосп. Для цього будуемо лнш однакового згасання для а = const.

До основних переваг розглянутого методу визначення коефщ1ент1в посилення стабшзувальних канал1в АРЗ СД належить вщнести його ушвер-сальшсть. Результата побудови зон стшкосп можна поширити на регулятори збудження з будь-яким законом регулювання, а також, на будь-яю iHmi замкнет системи автоматичного регулювання.

Викладений тут метод визначення коефщ1ент1в посилення стабшзувальних канал1в АРЗ СД на шдстав! зон стшкосп впроваджено у комплекс! ДАКАР. Як приклад розглянемо використання цього методу для уточнения коефщенпв АРЗ генератора ТЕЦ реально'У енергосистеми.

В нормальному режим! установлен! коефвденти АРЗ забезпечують задо-

вшьне демпфування електро-механ!чних перехщних про-цеЫв. Для визначення граничноУ потужносп ТЕЦ у раз! ослабления зв'язку з енергосистемою здшснено обтяження вихщного режиму шляхом поступового

збшыиення потужност! ТЕЦ з кроком 5 МВт. Отримано 10 обтяжених режим!в, як1 необхщно перев!рити на саморозхитування. В табл. 1 наведено проходження

активноУ потужност! через лшГУ зв'язку ТЕЦ з енергосистемою.

аблнця 1

Рис. 4. Змта в чаа ковзання генератора для euxidmix коефираитв АРЗ

№ режиму 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Рл, МВт 120,5 127,2 131,3 135,3 140,6 146,6 152,0 156,4 159,6 161,9

Пщ час перев1рки на коливну стшккть, статично спйкими виявилися ре-жими з 1 по 5. Дослщження проводилися для початкових коефщ1ент1в регулю-

вання АРЗ А:*/ = 1, = 1.

Тобто, тут виявилося значна розб!жнють граничь аперю-дично1 та коливноТ стшкостк Попереднш висновок - вста-новлено не оптимальш коефь щенти АРЗ .3 наведених графшв ковзання генератора в обтяже-них режимах для початкових коефвдента регулювання АРЗ видно, що починаючи з 6-го ва наступи! режими честит (рис. 4). Для даного стану системи було побудовано зони стшкост! (рис. 5).

Анашз побудованих зон показуе, що оптимальними коефщ!ентами

регулювання АРЗ генератора е к^ = 6 та к^ = 3. На рис. 5 наведено зони

стшкост! для 1-го режиму за початкових коефЫента регулювання та для 5, 7-го режим1в - з оптим!зованими коефщ!ентами.

На рис. 6 наведено графиси змши в чаа ковзання генератора для 5, 7, 9-го режим1в за оптимальних коефвдента

налагодження, з яких видно, що щ режими стали стшкими.

У сьомому роздин розроблено методи моделювання

довготривалих перехщних

процеав ¡з урахуванням моделей парогенератор!в, систем

регулювання тиску пари та д1й ПАА. Наведено анашз застосо-,1. л. ,. „:. вуваних моделей, а також подано

Рис. б.Змта в чай ковзання генератора для опис моделей для дослщження оптимповапих коефщштйв АРЗ таких процеав.

Метод моделювання довготривалих процеав базуеться на наступних основних розробках: математичних моделях структурних елемента анал1зу електромехашчних перехщних процеав; спрощених математичних моделях парогенератора та систем автоматичного регулювання тиску; способ! одночасного розв'язання скшчених та диференцшних р1внянь; стшкому метод! чисельного ¡нте-грування диференцшних р1внянь; способ! врахування статичних характеристик навантажень пщ час досл!дження електромехан!чних

Рис. 5. Зони стшкостг

перехщних процеав; способ1в реал!заци нелшшних залежностей у раз! використання неявних методов чисельного штегрування; принципах моделювання протиаваршноУ автоматики.

Дослщжено аварпо, що вщбулася восени 1996 р. у швденнш частит енергооб'еднання УкраУни. Тут досить значний швденний район аваршно був в1'ддшений на !зольовану роботу з великим дефщитом потужност!.

На рис. 7 наведено залежносп змши частоти у вщдщеному райош для р!зних значень коефвдента спра-цювання АЧР качр . Програмно

потужшсть кожноУ черги АЧР визначалася як добуток потужност! уставки

спрацювання на цей коеф1-щент. Кр!м того, в цих експериментах було вимкнено регулятори частоти обертання. Оскшьки у видщеному райош були вщсутш будь-як! л. п. .... »» *< а. ш регулювальш пристроУ

Рис. 7.3мша в час\ частоти видшеного частоти, то н змша району для ргзних ктр визначалася лише значениям

вимкненоУ потужност! АЧР. Так, для значения кячр р1вного 1.0 та 0.75 у в!ддшеному райош встановлювалася частота близька до попередньоУ робочоУ. Але вже при &ачр = 0.6 частота зависала на р!вш

близько 46 Гц. Пщ час подальшого зменшення цього коефщ!ента встановлювалася ще нижча частота.

Характер проходження довготривалих перехщних процеав визначаеться не лише локальними системами регулювання тиску, потужностей 1 частоти обертання. В]'н значно залежить вщ центрашзованих систем автоматичного регулювання частоти й активноУ потужност! (ЦС АРЧП). Окр1м функцш регулювання частоти й активноУ потужност!, так! системи можуть виконувати функци обмеження проходження потужностей м1жсистемних зв'язюв. Системи регулювання складаються з двох функцшних блоюв. Загальносистемний блок розм!щуеться на диспетчерському пункт! енергооб'еднання та виконуе функцп централ!зованого регулювання частоти й активноУ потужност! (ЦРЧП). Цей блок визначае сигнали, що коригують змшу потужност! регулювальними станщями.

На кожшй так!й станцн встановлюеться станц!йний блок вторинного регулювання частоти та потужност! (АРЧПС). Вхщний сигнал, отриманий вщ ЦС АРЧП, на кожн!й станщУ перетворюеться у вщносне значения завдання на змшу потужност! та через блок обмеження надходить у регулятор вторинного регулювання частоти й активноУ потужност!. Вхщний сигнал регулятора

й

Юнр = 0.5

= МтО~Мт + АМЯп - К ДЛ . (34)

де А//вп - вщносне значения завдання на позапланову змшу потужност! з урахуванням обмеження; цл - вщкриття регулювальних клапашв; ks -коефвдент посилення регулятора за вщхиленням частота (приймаеться р1вним обернешй величиш статизму регулятора частоти обертання); Д/д -

вщхилення диначпчноТ частоти вщ ii початкового значения. У регулятор! реал1зовано пропорщйно-штегральний закон регулювання. Сумарний вихщний сигнал регулятора Д/^арчп надходить на вхщ регулятора частоти

обертання.

Розроблено принципи функщювання режимного навчально-тренувальнного комплексу (РНТК) ДАКАР, призначеного для моделювання аваршних ситуацш, навчання та тренування оперативного персоналу EEC. BiH забезпечуе ефективний анал1з складних аваршних ситуацш, дас можлив1сть глибше зрозумгги ф1зичш явища, що тут виникають, оцшити вплив контрольованих i керованих параметр1в на переб1гання аваршних ситуацш, передбачити можлив1 негативш наслщки вщ поглиблення авар1йноТ ситуацн. KpiM того, BiH дае можливкть здшснювати режимш тренування оперативного персоналу диспетчерських служб i навчання персоналу слектрогехшчних служб.

Основою РНТК е ¡м1тацшна модель EEC з набором моделей захисту та протиаваршно!" автоматики. Тренування персоналу забезпечуеться оргашзащею локально!' мереж1 з декшькома робочими станщями. На одному з робочих м1сць оргашзуеться розрахунковий сервер, на якому в неперервному цикш здшсшоеться моделювання процеав енергосистеми, обробляються повщомлення та команди вщ шших робочих М1сць, команди, ям записано в сценарй тренування, анал1зуються умови спрацювання ПАА. Тут модель ПАА повинна вщтворювати в першу чергу АЧР, ЧАПВ, частотну подшьну автоматику, автоматику частотного пуску, автоматику вщ понижения напруги. Можна моделювати вплив ¡нерци парогенератора та автоматики регулювання тиску пари перед регулювальними клапанами турбши.

Маючи таку едину модель користувач1 РНТК на окремих робочих мюцях (ведучий тренаж, особи що тренуються, ¡нструктори) використовують свою власну граф1чну схему, що вщображае об'ект керування (частину енергосистеми, яка знаходиться в !'х оперативному пщпорядкуванш). На графщнш cxeMi вщображаються поточи! координата режиму. KpiM того користувач може отримати деяк1 штегральш показники (сумарну потужшсть генерування, обмш з шшими енергосистемами, значения частоти тощо). В перспектив! ¡нформащя з модел1 енергосистеми повинна передаватися в систему оперативно-шформацшного комплексу (OIK) кожного робочого мюця.

висновки

Необхщшсть надшного планування та ведения режим1в електроенергетичних систем, прогнозування та попередження аваршних ситуацш в цих системах, особливо в умовах системноТ енергетично!" кризи в УкраТш, поставили першочерговим завданням створення ефективного автоматизованого проблемно-ор1ентованого програмного забезпечення анал1зу режим1в i процеЫв таких систем.

Розроблеш з системних позицш методи анал1зу режим1в i npoueciB електроенергетичних систем, а також створеш на Тх основ! модел1 таких систем е одним ¡з напрям1в розв'язування основных електротехтчних задач Iтанування та керування режимами систем електроенергетики.

Для розв'язання цих задач виконано цщу низку теоретичних i при-кладних дослщжень. OchobhI висновки з цих дослщжень коротко подано нижче.

1. Розроблено узагальнений метод компенсувальних ЕРС анашзу уста-лених режим1в ¡з постшною та змшною частотою. Метод забезпечуе надшний анал1з режим1в EEC з декомпозищею розрахунково!" схеми на необхщну кшьюсть пщсхем. Розроблений cnoci6 визначення коефшента розподшу напруг забезпечив конкурентноздатшсть узагальненого методу компенсувальних ЕРС ¡з методом Ньютона. Cnoci6 базуеться на параметрах перетворено!' матриц! вузлових прошдностей, отриманих пщ час проходження "прямого ходу" методу Гаусса.

2. Встановлено необхщш сшввщношення режимних параметр1в перетворювач!в i реал!зовано без1терацшний алгоритм анал1зу ЕППС i ВПС, який пщтримуе оптимальний режим мереж! змшного струму за реактивною потужшстю, а також оптнм!зуе режим уставки за реактивною потужшстю за умови забезпечення режимних обмежень.

3. Розроблено метод анал1зу режим1в багаторазово!' несиметрГ! багато-вузлово!' електроенергетично!' системи. BiH грунтуеться на мето/ц симетричних складових, екв1валентному перетворенш розрахункових схем окремих послщовностей та автоматичному формуванш р1внянь для м1сць несиметрп. Безпосередня стиковка по шформацшшй 6a3i модел1 анал1зу неповнофазних режим1в з моделями анал1зу усталених режим1в та електромехашчних перехщних процеав забезпечуе технологам-режимникам зручний переход вщ одше!" модел1 до ¡ниюУ.

4. Розроблено динам1чну модель EEC, яка мае багатофункцшне застосу-вання, а саме: планове дослщження статично!, дштпчно!' та вислщно!" стшкостей EEC; дослщження електромехашчних перехщних процеав з анал1зом дн 3aco6iB ПАА для вибору цих 3aco6iB; оптимальний Bn6ip коефвдента посилення стабшзувальних канашв АРЗ СД; застосування модел! для вивчення складних динам1чних npoueciB пщ час навчання та тренування диспетчерського персоналу.

5. Розроблено метод зведення сукупносп нелишних сюнченних i дифе-ренцшних р1внянь стану багатомашинно!" EEC до нормально!" форми Komi, який базуеться на екв1валентних перетвореннях р1внянь мереж! шляхом усунення вузл!в без динам1чних елемента, та чисельному формуванш матрищ

Якоб1 для отримано! системи р1внянь, що забезпечуе над1йний анал1з статично! стшкостк

6. Розроблено методику комплексного дослщження статично! ст1йкосп режим1в EEC, яка знайшла широке застосування в реальних системах. Методика включае застосування методу ¡теращйного коригування усталеного режиму, динам1чний метод визначення його стшкосп, а також метод анал1зу статично! стшкост1 великих енергооб'еднань на шдстав1 знаходження розв'язання однорщно! лшеаризовано! системи диференцшних р1внянь стану.

7. Розроблено метод визначення коефщ1ент1в посилення стабшзувальних канал1в АРЗ СД на шдстав1 зон стшкост1, побудованих i3 застосуванням ¡мпульсно! перехщно! функцп, отримано! з динам1чно! модел1 EEC, який дозволяе в експлуатацшних умовах оптим1зувати значения коеф1щештв посилення.

8. Розроблено модел1 протиаваршно! автоматики як на основ! формування довшьно! структури автоматики. з допомогою штерфейсу користувача, так i на основ! спещал1зованих структур складних вид1в ПАА.

9. Розроблено метод моделювання довготривалих процеав як единого технолопчного процесу електромехашчних довготривалих перехщних процеав. Метод базуеться на моделях елеменпв електромехашчних та довготривалих процеав, з використанням методу формул диференщювання назад з автоматичним вибором порядку методу та величини кроку ¡нтегрування.

10. Розроблено ¡м1тацшну модель анал1зу довготривалих перехщних процеав електроенергетичних систем, яка, з застосуванням граф1чного середовища взаемоди користувача з моделлю, забезпечуе анал1з таких процеав, навчання та тренування оперативного диспетчерського персоналу, а також функцюнування порадника диспетчера в систем! автоматизованого диспетчерського керування електроенергетичних систем.

11.Для забезпечення зручного ¡нтерфейсу користувач1в розроблено та реал13овано способи вщображення результате розрахунку на граф1чнш cxeMi, а також методику взаемоди оперативного персоналу, шд час тренування, з моделлю електроенергосистеми на шдстав1 оперативно! граф1чно! схеми.

12. Розроблено багатофункцшний д1алоговий автоматизований комплекс анал1зу режим1в (ДАКАР), який на единш шформацшнш базу забезпечуе взаемод1ю розроблених моделей електроенергетичних систем. Цей комплекс уже сьогодн1 застосовуеться в практищ експлуатаци EEC, для навчання та тренування оперативного персоналу електроенергетичних об'екпв, а також, для таких же цшей, у вищих навчальних закладах.

ПУБЛ1КАЦЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦН

1. Шидловський А.К., Перхач B.C., Скрипник O.I. Енергетичш системи з електропередачами та вставками постшного струму. Ки!в: Наукова думка, 1992.-288 с.

2. Перхач B.C., Скрипник O.I. Обчислювальна техшка в електроенергетичних розрахунках. - Льв1в: Свгг, 1992. - 432 с.

3. Перхач B.C., Жураховский А.В., Скрыпник А.И. Цифровая математическая модель схем регулирования напряжения вольтодобавочными трансформаторами с вентильным управлением // Изв. Вузов. Энергетика. -1977. -№3.-С. 15- 19.

4. Перхач B.C., Сегеда М.С., Скрыпник А.И. Цифровая модель анализа процессов электрической сети с вентильными устройствами в контурных кординатах // Электрические сети и системы. - 1982. - Вып. 18. - С. 20 - 28.

5. Перхач B.C., Скрыпник А.И., Гудым В.И. Цифровая модель системы электроснабжения дуговых сталеплавильных печей с вентильными фильтрокомпенсаторами //Техн. электродинамика. -1982. - № 10. - С. 68 - 75.

6. Перхач B.C., Скрыпник А.И., Шульга Р.Н. Цифровая модель в узловых координатах для анализа электромагнитных процессов при запирании каскадно-мостового преобразователя // Электротехническая промышленность. Сер. Преобразовательная техника. - М.: Информэлектро. -1983.-Вып. 6.- С. 3-6.

7. Перхач B.C., Скрыпник А.И., Сегеда М.С. Анализ установившегося режима подстанции 230/35/6 кВ с тиристорным компенсатором. // Теплоэлектроэнергетические и электромеханические системы. № 174. - Львов: Вища школа. - 1983. - С. 122 - 126.

8. Логико-динамическая модель электрической части центрального тренажера учебно-тренировочного центра Трипольской ГРЭС / Скляров В.Ф., Ципцюра Р.Д., Перхач B.C., Скрыпник А.И // Электронное моделирование. - 1984. -№ 2. - С. 81-86.

9. Скрыпник А.И., Сторчун Л.А. Алгоритм анализа процессов в схемах с преобразователями на основе метода подсхем II Электроэнергетические и электромеханические системы, №194. - Льв1в: Вища школа, 1985.

Ю.Основы логико-динамических моделей автоматизированных систем обучения и тренажа оперативного электротехнического персонала электростанций / Скляров В.Ф., Ципцюра Р.Д., Перхач B.C. Скрыпник А.И., Кидыба В.П. С. И Техническая электродинамика. - 1985. - № 2. -С. 94 - 99.

11. Перхач B.C., Скрыпник А.И., Дудурич И.М. Математическая модель электропередачи сверхвысокого напряжения со статическими тиристорными компенсаторами в методе декомпозиции // Электроэнергетические и электромеханические системы. -1986. - Вып. 204. - С. 64 - 66.

12. Цифровая логико-динамическая модель электрической части энергоблока автоматизированной системы обучения и тренажа оперативного персонала ТЭС /B.C. Перхач, А.И. Скрыпник, В.Н. Стряпан, Я.Д. Дембицкая,

B.П. Кидыба //Техническая электродинамика. - 1986. - № 5. - С. 76 - 81.

13. Комплекс программ "подстанция" для разработки электрооборудования передач и вставок постоянного тока / Скрыпник А.И., Равлик A.M., Соколов Л.Н., Шульга Р.Н // Электротехника. - 1986. - № 12. -

C. 22- 25.

14. Гудым В.И., Скрыпник А.И. Расчет периодических процессов в нелинейных электрических цепях. // Электроэнергетические и электромеханические системы. № 224. - Львов: Вища школа. - 1988. - С. 23 -27.

15. Перхач B.C., Скрыпник А.И., Данылюк A.B. Математические модели анализа установившихся режимов электроэнергетических систем со вставками постоянного тока // Техн. электродинамика. - 1988. - № 5. - С. 62 -67.

16.Скрыпник А.И. Дембицкая Я.Д. Реализация нелинейных зависимостей в моделях анализа электромеханических переходных процессов // Техническая электродинамика. - 1990. - № 6. - С. 96 - 96.

17. Скрыпник А.И., Дудурич И.М. Декомпозиционные модели анализа структурно-неоднородных цепей // Электроэнергетические и электромеханические системы, №244,- Льв1в: Свгг. - 1990. - С. 129 - 132.

18. Перхач B.C., Сегеда М.С., Скрипник O.I. Замикання на землю в елект-ричних мережах 3i статичними тиристорними компенсаторами // Техшчна електродинами<а. - 1992. - № 4. - С. 81 - 86.

19. Информационно-вычислительная система для расчетов и анализа режимов и надежности энергосистем. Галактионов Ю.И., Гончарюк Н.В., Краюшкин Ю.И., Лоханин Е.К., Макаров С.Ф., Скрыпник А.И. // Электричество, - 1994.-№ 9.-С. 12-18.

20. Моделирование действий релейных защит и противоаварийной автоматики при расчетах режимов сложных энергосистем. Лоханин Е.К., Скрыпник А.И., Макаров С.Ф., Гончарюк Н.В., Бондарь Л.А. // Электричество. - 1995. - № 10. - С. 7 - 12.

21. Перхач B.C., Гудим B.I., Скрипник O.I., Горячко B.I., Ромашко С.М. Математична модель динам1чного електромагнетного кола у контурно-вузлових координатах //Техшчна електродинамп<а. - 1997. - № 5. - С. 58 - 61.

22.Принципи побудови режимного навчально-тренувального комплексу ДАКАР / Баран П.М., Коновал B.C., Скрипник O.I., Скрипник О.О. //Вюн. ДУ "Льв!вська полггехшка.", №301., Електроенергетичш та електромехашчш системи,- 1997.-С. 61 -68.

23.Скрипник O.I. Способи врахування взаемошдукци лшш в cxeMi нульовоУ послщовност1 // BicH. ДУ "Льв1вська полггехшка". Електроенергетичш та електромеханичш системи. № 301. - Льв1в. - 1997. - С. 102-106.

24.Скрипник O.I. Математична модель багаторазово'1 несиметри в метод1 симетричних складових // Bicn. ДУ "Львшська полггехшка", №334. Електроенергетичш та електромехашчш системи. - Льв1в. - 1997. - С. 115 -122.

25. Скрипник O.I. Алгоритм аналЬу багаторазово'1 несиметрй' в метод1 симетричних складових // Bicn. ДУ "Льв1вська пол1технжа.", №334. Електроенергетичш та електромехашчш системи. - 1997. - С. 108 -115.

26. Скрипник O.I. Математична модель системи регулювання збудження асинхрошзованого турбогенератора // Bicn. ДУ "Льв1вська полггехшка.", №340. Електроенергетичш та електромехашчш системи. - 1997. - С. 106 - 112.

27. Баран П.М. Скрипник O.I. Моделювання довготривалих умовноусталених режим1в // BicH. ДУ "Льв1вська полггехшка.", №340. Електроенергетичш та електромехашчш системи. - 1997. - С. 3 - 11.

28. Скрипник 0.1. Моделювання довготривалих перехщних процеЫв // Техн1чна електродинамша. - 1998. -№ 1.-С. 56-61.

29. Скрипник O.I. ДАКАР - обчислювальний комплекс анал1зу режим1в i процес1в електроенергетичних систем // Техшчна електродинам1ка. - 1998. -Спещальний випуск. - С. 56 - 61.

30. Скрипник О. Анал1з статично!" CTÍñK0CT¡ енергетичних систем. Ф1зичний зб1рник НТШт.З. - 1998.-С. 464-477.

31. Лоханин Е.К., Скрыпник А.И. Анализ статической устойчивости электроэнергетических систем на основе програмного комплекса ВРК ДАКАР // Электричество. - 1998. - № 8. - С. 2 - 8.

32. Баран П.М., Дембщька Я.Д., Скрипник O.I. Методика вибору параметр1в кан&шв стабийзацй' автоматичних регулятор1в збудження на ochobí ÍMÍTauiíinoi динам ¡чноТ м одел i електроенергетично!' системи // Техшчна електродинамжа. - 1998. - №5. - С. 60 - 64.

33. Электропередачи и вставки постоянного тока в Единой энергосистеме СССР / Шидловский А.К., Перхач B.C., Лазарев Н.С., Левченко В.В., Скрыпник А.И. - Киев: 1988. - 52 с. - (Препринт АН УССР. Ин-т электродинамики; № 583)

34.Шидловський А.К., Перхач B.C., Скрипник А.И. Анализ переходных процессов энергетических систем с электропередачами и вставками постоянного тока - Киев: 1989. - 52 с. - (Препринт АН УССР. Ин-т электродинамики; № 639)

35.Перхач B.C., Скрипник O.I., Максимович I.M. Цифрова математична модель потужньо! електростанци з системою регулювання збудження сильно!' ди// Передача електрично!'енергн на вщцаль. Bíchuk ЛП1 №109. Видав.об'ед. "Вища школа", Льв1в, 1977.

36. Перхач B.C., Скрипник O.I., Равлик О.М. Цифрова математична модель турбогенератора АСК ТП енергосистем // Передача електрично'1 енергп на вщстань.Зб. наук, праць Льв1в. полггехн. ¡н-ту. - 1979. - № 133. - С. 3-8.

37. Коруд В.И., Скрыпник А.И. Цифровая модель компенсационного преобразователя / Современные проблемы преобразовательной техники. Сб. научн. тр. - К.: Науковадумка, 1980.-С. 135- 142.

38. Скрыпник А.И., Сторчун Л.А. Цифровое моделирование автономных электроэнергетических систем с вентильными преобразователями // Труды Всесоюз. науч.-ислед. ин-та электромеханики. Е. 77. Вентильные преобразователи и машинно-вентильные системы. - М.: 1985. -С. 13-18.

39. Перхач B.C., Скрыпник А.И. Цифровая модель электроэнергетической системы с вентильными устройствами в координатах ветвей II Пробл. преобразов. техники. Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф., ч. 3.-Киев: 1979.-С. 200 - 203.

40. Дудурич И.М., Перхач B.C., Скрыпник А.И. Моделирование комутационных процессов электропередач сверхвысокого напряжения со статическими тиристорными компенсаторами //Тезиси докладов Всесоюзной конференции. Новосибирск. 20-22 мая. - 1986. - С. 92 - 93.

41. Скрыпник А.И., Сотник Р.Б. Исследование установившихся несимметричных режимов сети сверхвысокого напряжения // Тезисы докладов Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов по вопросах повышения надежности и экономичности работи энергосистем. - Новосибирск. - 1986. - С. 77-79.

42.Скрыпник А.И. Электромеханические переходные процессы электроэнергетических систем со вставками и электропередачами постоянного тока // Тезисы док. V Всесоюзной НТК "Проблемы преобразовательной техники" Часть 3. -Кшв: ИЭД АН УРСР. - 1991. - С. 160 - 162.

43. Скрыпник А.И. Диалоговый комплекс автоматизированных расчетов режимов энергосистем // Тезисы докладов X научной конференции "Моделирование электроэнергетических систем". Каунас. - 1991. - С. 177 -178.

44. "Дакар" - интегрированный программный комплекс анализа электроэнергетических систем / Баран П.М., Коновал B.C., Скрыпник A.A., Скрипник А.И. // Тезисы докладов XV конференции с основ электротехники и теории цепей, Полыца. - Пивще. - 1992.

45. Моделирование и расчет стационарных и переходных режимов с учетом действий противоаварийной автоматики для анализа устойчивости энергосистем / Лоханин Е.К., Скрыпник А.И. // Доклады научно-практической конференции к 40-летию ИПКгосслужбы. Часть 3. Москва. -1998.-С. 25-37.

Скрипник O.I Методи анал1зу та модслювання режим1в i процеав електроенергетичних систем. Рукопис.

Дисертащя на здобуття вченого ступеня доктора техшчних наук за спещальш'стю 05.14.02 - Електричш станци, мереж1 та системи. Державний унтерситет "Льв1вська полггехшка", Льв1в, 1999.

1з позищй системного шдходу здшснено науково обгрунтоваш дослщження з основ побудови математичних i реашзащ!' вщповщних цифрових моделейсучасних EEC. Розроблено узагальнений метод компенсувальних ЕРС анализу усталених режмив ¡з поспйною та змшною частотою. Розроблено метод анал1зу режим1в багаторазовоУ несиметри багатовузлових EEC на пщстав1 методу симетричних складових, екв1валентного перетворення розрахункових схем окремих послщовностей i автоматичного формування р1внянь для мюць несиметрй'. Розроблено математичн1 модел1 проектування й експлуатаци EEC з електропересильнями та вставками пост1Йного струму. Розроблено методику комплексного дослщження статично'1 CTifiKocri EEC 3i застосуванням динамшного методу й на пщстав1 знаходження розв'язання однорщноТ л1неаризовано1 системи диференцшних р1внянь стану. Розроблено метод обчислення коефщ1ент1в посилення стабшзувальних канал1в АРЗ СД на шдстав1 побудови зон стшкость Розроблено метод моделювання довготривалих режим1в як единого технолог1чного процесу. Сформовано на розроблених засадах програмний комплекс ДАКАР, утшений у багатьох EEC УкраТни та PocificbKoi Федерацп.

Ключов1 слова: електроенергетична система, методи моделювання, усталеш режимы, nepexiditi процеси, статична стшккть, диналична cmiü-

теть, асинхротзоваш турбогенераторы, електропереенлът постшного струму, комплекс ДАКАР.

Скрыпник А.И. Методы анализа и моделирования режимов и процессов электроэнергетических систем. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.14.02 - Электрические станции, сети и системы. Государственный университет "Львивська политэхника", Львив, 1999.

С позиций системного подхода осуществлены научно обоснованные исследования с основ построения математических и реализация соответствующих цифровых моделей современных ЭЭС.

Разработан обобщенный метод компенсирующих ЭДС анализа установившихся режимов с постоянной и переменной частотой. Метод обеспечивает надежный анализ режимов ЭЭС с декомпозицией расчетной схемы на необходимое количество подсхем. Разработан приближенный способ определения коэффициентов распределения напряжений, который обеспечил конкурентоспособность метода компенсирующих ЭДС с методом Ньютона. Способ базируется на параметрах преобразованной матрицы проводимостей, полученных во время прохождения "прямого хода" методом Гаусса. Разработана методика выбора положения РПН понизительных трансформаторов и автотрансформаторов с целью обеспечения желаемых напряжений на стороне среднего и низшего напряжений;

Определены необходимые соотношения режимных параметров преобразователей. Реализован безытерационный, однопроходный алгоритм анализа электропередач и вставок постоянного тока по постоянному току. Алгоритм обеспечивает определение оптимального режима сети переменного тока по реактивной мощности, а также оптимизирует внутренний режим по реактивной мощности из условий обеспечения режимных ограничений.

Разработан метод анализа режима многократной несимметрии многоузловых ЭЭС на основе метода симметричных составляющих, эквивалентного преобразования расчетных схем отдельных последовательностей и автоматического формирования уравнений мест несимметрии. Разработан метод формирования матрицы узловых проводимостей при наличии взаимоиндуктивных связей, который по сравнения с известными методами значительно ускоряет процесс ее формирования. Для моделирования неполнофазных режимов в методе фазных координат разработана математическая и цифровая модели линии электропередачи без эквивалентирования взаимоиндуктивных связей между проводами, а путем их непосредственного моделирования на основе обыкновенных дифференциальных уравнений в методе прямых. Это ликвидировало необходимость применения промежуточных изолирующих трансформаторов по нулевой последовательности в контуре обходных связей.

Разработано математические модели для проектирования и эксплуатации электроэнергетических систем с электропередачами и вставками постоянного тока. Разработано динамическую модель ЭЭС, которая имеет многофункциональное применение, а именно: плановое исследование статической, динамической и результирующей устойчивости ЭЭС; исследование электромеханических переходных процессов с анализом действий ПАА для

выбора этих средств; оптимальный выбор коэффициентов усиления стабилизирующих каналов АРВ СД; применение модели для изучения сложных динамических процессов во время обучения та тренировки диспетчерского персонала.

Разработан метод приведения совокупности нелинейных конечных и дифференциальных уравнений состояния многомашинной ЭЭС к нормальной форме Коши, который базируется на эквивалентных преобразованиях уравнений сети путем исключения узлов без динамических элементов, и численном формировании матрицы Якоби для полученной системы уравнений и обеспечивает надежный анализ статической устойчивости.

Разработано методику комплексного исследования статической устойчивости режимов электроэнергетических систем, которая нашла широкое применение в реальных системах. Методика включает применение итерационной корректировки установившегося режима, динамический метод определения его устойчивости, а также метод анализа статической устойчивости больших энергообъединений на основе решения однородной линеаризованной системы дифференциальных уравнений состояния.

Разработан метод вычисления коэффициентов усиления стабилизирующих каналов АРВ СД на основе построения зон устойчивости, построенных с использованием импульсной переходной функции, полученной с динамической модели ЭЭС, который позволяет в эксплуатационных условиях оптимизировать значения коэффициентов усиления АРВ СД.

Разработано и реализовано общие принципы моделирования протиа-варийной автоматики как на основе интерфейса пользователя формирования произвольной структуры автоматики, так и на основе специализированных структур сложных видов ПАА.

Разработана подсистема графического интерфейса пользователя, которая включает графический редактор построения электрических схем с отображением результатов расчета, а также подсистему формирования коммутационных схем. Разработано методику графического отображения результатов расчета на графическую схему энергосистемы с возможностью коррекции режима, схемы и выполнения расчетов с графической среды.

Разработан метод моделирования длительных режимов как единого технологического процесса. Разработано имитационную модель анализа длительных переходных процессов электроэнергетических систем с учетом моделей парогенераторов, систем регулирования давления пара и действий устройств протиаварийной автоматики и АЧР, которая, кроме анализа таких процессов, применяется для тренировки оперативного диспетчерского персонала. Разработаны принципы организации процесса тренировки с использованием динамической модели энергосистемы и оперативно-информационного комплекса, а также основы построения обучающей системы с использованием комплекса анализа и управления режимами.

Сформирован на основе разработанных положений многофункциональный вычислительный режимный комплекс ДАКАР, внедренный во многих ЭЭС Украины и Российской Федерации. Этот комплекс используется в практике эксплуатации ЭЭС, для обучения и тренировки оперативного пер-

сонала электроэнергетических объектов, а также, для аналогичных целей, в высших учебных заведениях.

Ключевые слова: электроэнергетическая система, методы моделирования, установившиеся режимы, переходные процессы, статическая устойчивость, динамическая устойчивость, асинхронизированные турбогенераторы, электропередачи постоянного тока, комплекс ДАКАР.

Skrypnyk O.I. Analysis Methods and Simulation of Electric Power System Regimes and Processes. Manuscript.

The dissertation is for the degree of Doctor of technical scicnces receiving in the specialty 05.14.02 - Power stations, networks, electric power systems. State University "Lvivskapolytechnica",Lviv, 1999.

The system-aproach scientifically proved investigations in the realm of mathematical and digital models construction of the contemporary electric power systems are performed. Generalized method of the compensation e.m.f. is developed for the analysis of the EPS steady-states with the constant and variable frequency. The analysis method of multinode electric power system operation with multiple unbalances based on the symmetrical component method, equivalent transfiguration of separate sequences circuits, and automatic formation of equations for the asymmetrical sections. Mathematical models for designing and maintenance of electric power systems with DC links and back-to-back stations are developed. The complex methodology of electric power systems' static stability investigation using dynamic method and solution of the homogeneous linearized system of the state differential equation is elaborated. Method of the AEC of FE stabilizing channels amplification coefficients is designed on the base of stability zone construction. On the above base the software product DAKAR, implemented in lot of EPS of Ukraine and Russian Federation, is formed.

Key words: electric power system, modeling methods, power flows, transients, static stability, dynamic stability, asynchronized turbogenerators, direct current transmissions, software DAKAR.

Роздруковано в Державному ушверситет1 "Льв1вська полпехшка"

_Обсяг 2 друк. аркуш. Тираж 100_

290646, м. Льв1в,вул. Ст. Бандери, 12