автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Оптималное управление динамическими решениями распределительных электрических сетей при случайных изменениях нагрузки

лшшгрддс'ий госудАРотшаш:! твхшреязЦ яашрагпгг

IIa npaoax рукописи

' РАССКАЗОВ ШО? МКСЛАЕЙТС

ОПТИ МАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДШ1А&$ЧЕСКШ ЯЕВДШШ

ращрдаигшш аеигллвсюа crasa при • США&ШХ Ю;.кшн!'ЙХ плита-ц

Специальность 05.14.02 - йлсг.тричсс:;ж " ( иясг.'р-

рпчесгля vc.c?h, . ■ ■ алектрг эиорготпчессто v. ' - и управление (и'и '

АВТОРЕФЕРАТ

дисеертадда на оопсзашго учогоК степени доктора TôxHiraeCcOix паук

Лзняйград - ÏS35 г.

ts.:-* .•) ;/ ... и-*

■Работа выполнена в Ленинградском ордена Лен,та и орде:т Трудового Красного Знамени государственном университете

Научный Консультант: доктор технических наук, про-^ессор Петров Г.П.

Официальные оппоненты:

доктор технических 'наук, профессор Груздеа У>.к.

доктор технических наук, ст,науч.сотр. Авдреьк В.А.

доктор технических наук, профессор "убасов Г.В.

Ведушач организация ВНР.К олсктро!-»«. .

?ааи'га состоится 1990 г. я /$~"час

на заседании специализированного созета Д.063.3*,01 при Ленинградском государственном техническом университете по идреоу:'. 191-251. Ленинград, Пол и техническая улицз, 29

С диссертацией можно ознакомиться л <;ибл'огоко Ленинградского государственного технического университета.

Автореферат разослан "//* "ряЯУгр^ 1990

г.

Учений секретарь

еиециалиямрованпого совета /литая В.З.

г У ! ■.

т

ссс'.т'АТ^ЗТЛ-ТЬНОСГЬ Б реаснияк шергстэтеско'" программа СССР( пре^сш^репо продолжение райо* по дальа«?1вог.5г разили» одпюй энергетической екстеш страни, гтовкчешпо надсг.пости и г.а-тествз ачектросиасЗг.ою'л, вшпешзэ потерь электроэнергии. Роапизад-я этих репешш связана,, в частности, с опт-.а'илшм управление!.. усг-а! ¡сдавшимися и- переходным! ре?.пвдш распределительных алекгркчосккх сетей, составиющих большуэ пасть эиергогсоззх^сгиа стршш. При етом особое вгшыанне заслуживают юпроса, связанние с но военном качества напряжения у потребителей, укеньи-лше . отклонений к глл'Ла-пиИ напряжения при случайних изменегаш: нагрузки, что позволяет снизсть ущерби от некачественной электроэнергии у элоктропрт!-низеов. '...■..

Вопроси оптгмалыюго управления ре.тдахта рлзктричесдах сотап рассматриваются в работах В.Л. Бенккова, 11,Л. Мельникова, Л .Л. Й аркана, К.С. Паркуиевлча, В.П. Ядельчнка и др,

В зависимости от скорости прпло?яоши упрапиягаих воздейст-шш различают автоматическое и автомаггзпро гл иное упрашение ре-кт:-иаг.'л электрических сетей.. .

Автоиатлчеасое управтениа осуществляется непрерывно, в реальном времени, .и требует учета динамических характеристик узлов на?~ эуаг.и распределительной сети. . Напротив, г-мто^лткзкрозагноэ увра»-ненке учитывает больчпе порлолп обращепгя ;пгор:.:ащгл и гро-зго- . 1ПТСЯ в соответствии с' ыедленшдпа изменоттяки нагрузки - с.утэч-(Ш!.го, месячными, годовыми гра^жаьш. Разалеется, что здесь ко ¡гчитязаатся динамические процессы в элегаротоекке сетях, а анализируются к производится упрьвлйняе устаношшага.тся рег^шани. ■ . В настоящее время насоплен (Зольгаой опыт по разработке и внедрению систем автоматизированного управления рашц-ЕИЛ! распределительных сетей. Большой вклад в этом направлении внеся; мм' )ртш;зацли как Латвглавэнерго и Рияскпй политехнический институт, !о.здавское отделение ''Сельонэртопроект", Киовскж! волэтсхщтчоа-Ей шетитуг, КуГ.бшлевсглй подотехистеокиИ институт, Челябинский по-ютеххШчесетЯ кнегитут и др.

При этом решекио автоматизированного упрамешш рбяплаш щет по пути создания ниГюрмацгеомю-вычислительных комплексов, »втоыагпзированних банков данных распределительных сетей,, реата-. )ацпя которнх производится применительно п той ата IщoiГБHЧi!Cлк- .>. ^eлыloíJ системе.. • . ..

.. Вопросом вд<5Втй5пяаШ1п я упрзтимк:« режимами рат^лируемих \ гзлой нагрузки энергосистем посатг.:-:.т., -.асоти В,А. Вегодаоьа, '. Ъсуйнова, Н.й, Воропай, Ю.Б. Х^рс-йнл. Л.Е. Лябобо'й, З.А.

А

рЯП Г. др.. .....

Росслйсь задат: рагуп'ротан^; яапряяслгл отделыгих умов ■ гло':трх:Ч1?ско': сехг с учвхоц харастордсгик и случал-

»мх ^олозанк!: '1>о?л пагрузкх, При ото:-, полага^ост, что. .га«!лекс-. ли.: узол кагрузкк состс::? ¡:з сипхронтшх,. аскнхрскшх дшд'атпла":, са.трот;;г'.;1е;;:сц ботарс:'. статачссг'-'к тажоисахорсз.

В узлах мг.;к'грл'госк;:х скоте.;:., ситкаг.'гх •ноолп.рл.чтля «атагчур-:ти:ос1;оИ, жг&чс&ф:!, леггоГ: прогсязгозиостг. знатлтодьпув дол» . ис-труз'.".: оосгаглт.язх шю^дкоетельш« сясктрокр^од поточнах ли. глС, ос'работ;:;: материла. Рогулкруж!;:;: нагрузки шотодзига-•гсльлогс. пле:;7роггэи1;ода отлглаохся от характеристик отдельных а^строЯЕятагеде»:, т.к. 1'федстаьжк>? собсл ютго^ссогуэ алектро-кз.сспцтж-скую систему. Пр;. этом сойственьае частота колеЗаклн иио-

• гоД0»1|йтслыю1о люектропрквода иохуг соиюдать с частотой зджккш пу.7ШЧ*Л1 ааектпичгсло;! су.с:с;:и,. .что г,;о":ст ьизвать розонзисш? зн-

1?. уздах иагрузта, соаропоэдаэдг.еса бодъклдл.колвбдазта-; иряхснмя. Б это;! сита;; Еозиккаот ке(Х»лОм1ал)СХЬ адситк^икачки нагрузки ииогодвггти ольнкх акгогатлз крошишх мсктропр;;;зодов кзпрс-ри'впых :юточг;шх *:тс пржодкт к котил. уравнешэтм р.аг стати-

ческой фкс!аа1. .

В распредели гсльных аюктрическл* сетях 6-10 гЛ, аьаргелгр, еэтдх й©Т»тсгройаслоа, опрэдолекнув до.та нагрузит состагллгот сгаге-роглше двигатели. При гтом постолпчис врбкзкл сяцхроприх двигателе.'; ' (в пределах ох дссятах до .одлкгд секунд) со!;з;.:£;р!!"« с гос-тоншкй;'. времени, характер;::;..-;' для колебаний тогл нагрузкг: в узлах сохи,. .Сто позволяет г:спользовать регулпротхяшиз сюГютга СРИлропных двпгателсл для у1.£1Н»''Ю1и1я: дау:ш.з«ос!ах-оУктоисаиГг иап-рег.ошн у пстрсб::тслэ;1..Таете нагнут грпглокохпе Х'дя регулпгокшпя иалрше.пст управляемо стаг;14<2ск!'<з источкт«'. реактивно;; модностя к гтакс^ортгори с бо<а»ига?.тши »¿рсяглчеииш стсетгле!:ии. 5 зток случая встает вопрос о диамглюских подходах к «одаеврокакив к управлению реякьишк распредолктельшх соте";. Здесь татаз псоб-ходшо-учитывать . статистичосхпй характер жзлобаэдъ'« иагрузг.», что

• харшггерйо для (Зольазыотва потребителе.'!. При этом распределительная соть представляет собо!; гаю гомер :шЗ объект оитпчелъгого стохастического управления. Следовательно, однш из глаыах нап-равлепий паучно'-вехничоского. про1росса в области авто,готического упрагленш рвзп:мш.ш -распредолигалыкх сотей яшшетсл разработка отохасхпдис:а1х юделйй сетей в дккамп-тееккх реии!ах и метода гск-торкото оп'пыального управлепш с учатоп случайкого характера пзш лтш еоз^цонйи.

Работа штсолпепа на ка^одре "Аи. эг-агиззфэташшх с;[0!с?рооцор-_ геткчесхгас сястб!.'" КуЛбшзеисяэго лояитохнкчсского гасип-утл и ¡сзОедре 'Теории управления" Ленинградского государствспгото университета в процессе обучоппя в докторантура.

То;.а диссертации аходпт в план ш-вдейши работ по «рогрс-'г.."!» '.Свотош автоматизированного проохт1фоватч1Я з зкергс^ихс", "Пг,-^снность конструкцпГ:'1,, "Потери ано !Г,ч: к их г.О!.шонсаш'л", :;оорд/-гащюпшД план работ по яоглиекснои автоматизации отраслиг Одигы и исполнгяеле« этих работ является каЗодра "Антог^иалроо'уших электроэнергетических систем" Кунбш.'овспого пол:?гах1й1чоо:сого кн--зтнтута. Работа проводилась в раьвгах хозяйственна* договоров, од-«уд из ругговодптслеИ которых является аьтор, догоюров ш. передает научко-т.¡че стах доспжоши;.

ЦЕЛЬЮ РАБСТВ является решение научно-технической нроблелч нтзлаяыгого стохастического уир..влсняя динамически!!! рс-ти/амк кюнределлтолькьк электрических сетей, что. поззоляог пое^омъ ка-тс?£о к экономичность аяоктроскабзмнш, улутппть »^сигпггкость [¡ушадгапдроаанг'Л алектроонсргстипокнсс сдстеп.. ,1лк доетт^'лн/я пос-равленноИ цели в работе решаются, следутакв заяачк:

• разработка стохастических г-одеде" узлов натрузкк распределп?о.*:.ъ-них сото,и При этом особое вши.шиго уде,те?-о адскткйгл'аи?;;: \';<о-годг-кгателькои нагрузки поточных лкнпл обработки материала, те о приводит к постановке и реиешпэ кових уравнения мотопатлчес-:сой фкзкцп;

• построена"? .математических модолел распределительных электрических сетей в динамических рс:и?;ах с учетом случаЛш:х иьиеноитг! аагрузга;

- обоснование .критерия качества при оптпшльном управлении рс-.п-маю: распределит ель них соте!; при вероятностном хараютре гозму-щазднх воздействий; . . • .. ..

- разработка метода синтеза векторного оптимального управления реянмами сетей при случайных пзыенешгах нагрузки. Сгкггез опти-мшьюя мкогосвязншс регулятороа напряжения н реактивной годности; •

• анализ работы многомерных систем оптимального управления регд-мамн распределительных сотей;

1 работка способов к прянкипоа.построения систем рогулироваадя. напряжения распределительных се?»Д, -;.?елпзуежх в базовых ст- • руктурах спстегё управления рейип.ч-.:ч, • ■■■ ... ■ создание яи5орг.кщиопно-шчксл1гги.п;;'-.. 'коиглоксов для управления рейшнлл и автоматизировали.-: . р-' эктЕрогапьт от г;,. ;;.'

£

регуляторов раепроделлтелышх cdic'A.

!.';':'ОД!i ]:СС.1ГД03ЛК'Л. Для регеигк постамент« задач ксиоль-зу-ится мсто.-хп теории cJiyiaiiii'ix процессов, статист«

.'•л, 'irop:r оптимального сеохасгкческого упрапдоп _>;, синтеза опп:-;.:алы-их: ккогостйзня;'. ро^ллтороп. Насаганше методы анализа уста-иовдсгягшг и пироходьих яроцэссов эдектрглесшк скстс;:. Аппарат .nepe.-iaïO'îRin-c . г. д:.'./*г>еронЦгальках уравно1:;й скоте;.: с сооре

л р&спроделояшлк паргкотраш, хсорпк <'rjin:iy": чувства тельноста. Частотшс г:етодк анализа динаикчесюзс сг.ст«.:. !.:этод'г içrlponoro 1«ате:.-£1?и«:сог{ого .f. ;ол ат; ; го тза п i'^c, тололоют-зсхис остови рог.лп-л :.:aïo:.taTî!4ocKiix задач экертетши;, автртткзиросаш'ого проо тпрогг;пл. л др.

}L.Tîi!.;iï uCB"3iIA за-«1:очастс?£ ' в разработке метода синтеза г,ек уоргогс oir:x.~'~7Li;o:'o yiipazr.anv; пспа'лпьскшгА реашааг распределительных аш:трач<гс>зос сатак гуп случаДких хзкешазхх нагрузки. ;io70.:,;n'.a си; тсоп сягаазлыюго узраачогля обесп^пгааот ио;лплег.с ïpotîosaijrJi 1гредгя: таамюс к мстом, осиоп;из которых является »юиосредсгаьиися, без "гдаальгах" зЕепьс-з,, реа-

лизуемость рстуллторо», сохранение, .устойчивости щш сарпацдях параметров - стгбплыхть с«схо:ла. Дда рсаенгя составленной оадачв раз;;а5отщп1 дкиаукчакско ['.одел;: распроделлтвльких злектричьспих сете/; !ip:i тучаГцах колебании тока нагрузки, проведена гдолтк^п-кацня ¡л;10.ТОД&г:жтелык>:'5 нагрузки поточнше лини.": обработ. л матерпг: ла, что привело к постановке « ревекиа иовах ургвпсиг.Л ьдтелта-чьсхоЗ: Опппкп. Предлог:«{ш nosuo способа к принцип пострэонпл сис тчгл автоматического регулирования капряпокгл алзк'грпчоекпх сетей, разработана яэтадш» олаш:за ыво гоиершх ока о» ут.ршяеияа дипа-мглсскыЯ! ра:ш-.!ш.ж распределгаельшх сотой.

ПРАК?;?£С:1АЯ ЦЕГНОСТЬ паучгак пс-потоюй, волойешш в дасс©* захдатвтея в ток,, что создапп теоретические• основа гяа оптимального управления дишмичесигали рояклаып рвсппйделитслышх сетей при случа'1шх нзисиеннкх. нагрузки, что поэголиет повисеть качистьо напрягайся у потребителей, снизить ущербы от иекачест-вошюЛ электроэнергии и потеря в сети; разработаш пйорглцпонко-.лгаислит&шыо комплексы для синтеза опт;г.'.алх>шх регуляторов, потопив шодрош в системе автоматизированного башеа даиг:х сдокт-ричьсхих сетей; пол-/чснц поредаточлко 'доездки ,опти>;альлах ;;:юго-сг.кзпих рьгуляхорос, i;oTopUiMii дополняются базовг.о структух»и. систем рехулироват-я иаирякен'.гя и peaicTiiBHOii ixcuiocru распределхтсл: îîlcc cîtù.'i; показала прел;тичсс;агг реализуемость оптгл;йиьйах ?.';гу-лпторов >. работоспог.оопссть сиСтсля управгижг при hei;3dc.r.};u:' ка

?

практике отклонений парамьтров сис7"м!1, Пснсазаг.о, что опт:кальноо стохастическое управление является болео афЗектга'им по ерашю- ( нив с традиции способами регулирования напряжения и рсактш*-поЯ мощности в узлах распределительной сети: разработаны лоше способы л устройства для регулирования напряпенгл зле^чг/леских сетей.

ршталцш К ВШДЦРЕШчЕ РЛЗУЛЬТЛТОЗ. По ходу кшсжсн.чч диссертационной работы выполнено 6 научно-псслодовательсппх работ, по тоторш арормлеки отчетц. Нгг^ртцпопто-вцчкслгге^илет кот-лекси, автоматизированные башсп данник, предназначенные для управления рвягалачи и автоматизированного проектирования опткчальных регуляторов распределительных электрических сете!: 6-10 кВ, реализованы на вычислительных системах EC-I022, ыгкро 33!.! "оЛ'?ктрот'.-ка ДЗ-28", ДМ-31.1, ТАП-34. .. •

Указанные комплекса внедрена на предприятиях алектрглестсих. сетей РЭУ Куйбышевэнерго, Саратовэнерго, Томскэнерго, Татзнерго, сетях нефтепромыслов. Суммарны»! экономический o!>Jeкг от внедрения составляет около 1 млн. рубле::.

. Материалы диссертации использованы в учебном ароцсссэ при подготовке итаенеров-электршхга г Купбшовсдом: политехническом институте, ряд результатов диссертационной работы вклзчоны в дисциплины "Электрические системы и сети", "Алгоритмизация задач электроэн^ргетгаси" (специальности 10 02,. Ï0 04).

. Цетодика синтеза оптимального упраь*е>шя ре.ипга^л распреде-лителышх сетеЛ под руководстгои автора прорабатывалась при курсовом и дипломном проектировании, научно-исалвдовательских работах студентов в филиала СКБ института "Студенческой наупю-ис- • следовательской вычислительной лаборатории", руководи,автором.

АПРОБАЦИЯ РАБОТУ. По результатам выполненных исследований сделаны доклады на паучшх г. научно-технических конференциях, совещаниях, семинарах, основными из которых являются: научпо-тех-нич^ские конференции Куйбышевского политехнического игститута, I97I-I9S0 г; мэжзтраелввыв научно-техничешсио конференции "Алгоритмизация и автоматизация технологических процессов п промышленных установок", I97I-I987 г; - Всесоюзное наутно-.техничоссоо со-, вещание "Автоматическое управление электроприводами я .электрог.-о-хшшчесюаш системами", Тольятти, 1Э74г; нау<шо-м«тоднческ:<1 семинар "Автоматизация проектирования в электротехнике и эг ргзти-ко"^ Иваново, 1930 г; Всесоюзное совещаний "Автоматизированные . оистЬда диспетчерского,управления п энергетике", Москва, ШУ> г;

Псооошльй се.'.пшар "Дркленегпя персональных мп-.ро 32.' в аюктро-с'псрг^тш'х", Клев, IS03 г.; Всесоюзное па^п:о-тохл:гееское совещание "3:íE::EP.te;rrKpoECHi:o ояеглроэнергеткчссхих систем для украв-лопгл гл рвзвкома*. Баку, IS37 г.. .на К21Х СССР IÓ3S г, 1937г; Всэ-сожиое .сопаганло "Создакмо з: внедрек;;с ¡¡огого глектрооборудова-¡г/л г. оясктроусгаиозок для ирвД11рЯЕ?1й нефтяной а гааовоЯ apottus-лоьиссти", Москва, Отрадны;! IS83 г; Всесоюзный паучки;! сег.жнар 1 ";;r,ciop:ii?;T.fi алзктркческих спсгем" по проблеме. "¿¡лектроснаботихе про8*дгго:ошх предпрглтхь!", Новочеркасск, ISf-Зг., Лбачаи I90S.-r; сс:.сшара •■а гуяьтста Л1рп.пладиой гатешгкхи - процессов управления" .чеяклгредсиото государствоигаго университета; со: ;;::-:ари "Схстеш штхзд'лгаикх проектирования го>нструг.торскгх, техпологглес-iv.x п систс:.:", Кулбиков ISM-I350 г ; Бсасотци!'. киуч-!':)"• 'ллчхкар "лпОоркйт:::;а. ол<л:тр:;чсских скстё:.'." но проблема "Уп-рп'.гсл::с и пп?о:,:ат]:зация т.роо:мпровашм в алвктрозиерготичосхих спсгс/ах", Челябинск Í0C0 г.

11УБ;::::А1Л:!'. но теме дйсссртандошгай работ и ояублвховано -10 ра бот: сл пу0..г.;"дцпл в журналах . Еэпестгл алектротохялчесхсоЛ прош.шснпости ссггл "Илсктропрлвод", Иззесиаг АН УССР "Электронное г.:сделироЕат:е", 1'звесгкя Вузов СССР "Энергстпм.", в сборшт.ах паучпкх трудов, а'таглз в 'грудах вштуяазашая глгфранпдй, полу-'íouo С автореххх евдцогельегп СССР на изобретения, опубликовало б маучш-лсслсдоватальсккх отчотов,

K'JJ£ /ЛГСРА. Основные научные результат:!, вхлзочешше в л::оссртацга),' опубликованы в 9 статьях, глшханннх яичко автором к 18 иубликадик ir кзобретенпах в соавторства.

Eco работы, вшюлнешшо в .соавторстве, подчинены об;це2: проблеме к когщепдал сё ре:;екгл, сделаиш соискателем, ш сфорглулп-роьлпн осповпце ндок динамической кхоихпфшщкп я упряатегоя ре-жжаш расярадолитсдык« сете'г при случайных пзмонешж натруsxn.

.. Соавторства относится к разработке конкретных прогршэдшх средств, . ироведенгсо шишшк .акспергментов, внедрению гецооркацпо-нно-енчлеллтелышх комплексов для управления реаш! распределительных сете".

. ОСЮБШга ПОЖШПМ, ВШЮСЖДЗ НА ЗЛНЦГГУ:

- динамические иоде-лп распределительных ачектрпчсс;;их сетеН при случъЯшх измспешшх нагрузки, icai: объекта шогосвязного управления; ■■

- математическое описание дшауппасЕИХ характерном?!: узлов энергосистем, питакщ'Х ияэгодвдшхеяьшго алекяроириводн поточных'

лики:', обработан материала; .. •*

- Teopevinec:too обоснование среднеквадратичного критерия качает-. са управление дшш'.ичзскгш режимами распредолктолышх еатеа; 1

- метод синтеза оптжального управленул дзшамглескшц р<?:ютх:п . сетей прп случаИншс изменениях нагрузки;

- методика анализа миогосеязшх <шся?ек автоматического управления мкогоморнши объектам: атеигрических скором;

- способы п прн'прзш построения систем автоматического рогулгрова-игл иапрякмгая и реаэтшшоа мощности распределительных сетей;

- 1ш5орг'.!ад:о1шо-вичксли?0лышв комплексы для управления. .рэтямк и автоматизированного п.юег.ткрованяя оптиг. аяьннх регуляторов распределительных сето:;.

СТРУКТУРА И ОБШ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертант состоит из введения, пяти разделов и заглачепня, нзломошшх на 234 страницах иа-шдпопясиого текста, библиографического списка нз 167 нацменом-' ш-й, прилоязния на 19 страницах, содержит 4G рпоуниов, 24 таблица, об:ций объем работа 300 страп:щ сквозной нумерации.

Автор вцразает признательность кайздра "Ангоматязгдоюшшх электроэнергетических опсте:.!11 КуШшевского политехнического .института и школе профессора Петрова Ю.П. в Ленинградском Государственном университете при проведении ксследжшкй.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ

ВО ВВЕЕйНКИ определена научно-техническая проблема, решен® которой посвящена работа. Обо;...овивается актуальность работа, её цель н новизна, практическая ценность. Сйормулпровани оскомше положения, Ешюс-гадне на защиту.

Краткий обзор отечественно!! и зарубежной литературы проведен в двух направлениях:

I. По работам, посгяцениым вопросам идентификации и упранле-ния режимами узлов нагрузки и распределительних электрических сетей. ., .. ... ...

2i. По методам синтеза лннейних систем управления, оптиматиш« по среднеквадратичному крктерззо качества.

Обзор по первому направлению говорив о том, что для ¡электроэнергетика особую актуальность представляот собой задачи соверши-ствоъаши систем автоматизированного п автоматического управления режимами энергосистем к, в .частности совершенствования скстом. управления рентами распределительных алоктричасюве соте!! по кал--ряаенип Ii реактивной «outnoeri». Wifir.;» .этой опдачн обеспечите?

w

едшкность снизить отклонение и колебание напряжения, к теи самим ущерба, от нек&чоствоиноЬ атектроэнергии у потребителей, снизить по гори олокхроэнерпш.

Обзор работ по зторому направлению говорит о той, что при синтезе систем управпекая до пооледпего времена игнорировался слу-чалпид характер Еозмуцавдих егтл, но не »¡ело логического обоснования» Трзднциошшма мотодш.ш сяш-езпрозальсь спа&ы с хорошим ппотчканлш лорохолшх процессов (бистрам затуханием, мало:! ко-' лобататытостко, поререхудвронацяеы' и т.н.) при . яоторшюродшааис, « г с ого сУ&чаообразгога, еоздэ?тсте;:ях. В роалымх усяикпях ра-боти та '.но су.ствод укравясккя но обеспечгшл;: трабуемнх потаа-?2лзкачества. llooxotsy в настоящее гремя большое внлглшшо уделяется кегодаи салтоза скотом управления пря калдчпи воомтдедадх oj.vi, га.,'.'*лт>гс вчроятпостгшй характер. Пра это:.: для вгрокого класса абьедтоп управлангл зфирорэз оптниалыюста козст б;ш> npssc-тагл'зн в вкяв сродявипадрагладкИ Ооргл от ^г.зопих координат сгс-

и упраюгяхщх воздействий. Указанное под*о.~ч к синтезу спс-тег уирыдонда базируется на доррэлящюн.чоЗ л спг.?.тралы;о:: тсорз.м; случайных процессор, разработаияих в серодиио £0 века на основе работ /v.u. Колмогорова и U.B. ßir-opa.

Определился рад методов, позволядах реиать задачу овтчкаль-кото епптзза -лпнсГлых систем управления с учетог. сдуча'&их воз-;;,;/"l;irü!!::'i. уувдамсотельные результата получена в трудах Б.С. Пугачева, 51.Л. ЛиЕагца, P.A. Пол?У1ггова,.В.Б. Дорта а, В.И.'Супшва Наумпиго, з. такте ?. Калмана, Р. Биэся, Д.". Кутаиера, М. Уопог:а, пруп:х ооготсльх и аарубо'шшс учешгх. IJpn этом задача епптвяа ои-тп:итигх регуляторов про;;зподится ют в частпоР области - Вине-;;олс ¡т ^шмфоцгл, или во вромонноЗ области - в областл пространства состояний что спязаио с тборнс.'« аначглтлеского копструл-prscaiuvi рег/ляторок Л.11, Летою, теорией оптидальш« фильтра«;!» Г. -она,

Гдась судаствчнше результат;: били подучена .на основании теороьм о разделении« Шпротов распространенно подучили пстоди саг-

^пткиалымх систем,. исиольз^дпйс глатеттичоекки аппарат уравнении Ряккатс, что позволяет наиболее просто аягоритшэпровать ««огеидау синтеза на ЙЦШ. Однако,при конкретно;! реаппзадпя' этгас методов разметают проблемы, связаяше с определенней восових vo-i>;.v;':ia;c!ii'or, срвдлекаацратяадого креторпя хачест?а упраЕлсигл,учета erpwiuTOHvH ял модуль управлявшего воэдеЧотвяя, сохравонком угтомчпгосТ!; йрк ког/збешах на ирлкгп:в паргаикях паршлетрот» объ-п.т?) j'rtp-woKP.t г. матксИ1чес1;кх xapauropnersne возмулмгаг'. позле'1-

ота:й, проблема рэачнзуоносга регуляторов без "гдеальши". рьицкрущих звеньой, хорале и. стабильности сгстеш, ояредолешт объективности пзиерешя дополнительных фазошх координат систи:.«!

и др.

Рекешго указанных проблем посвядон цпгл работ, выполненных в Ленинградском Государственном укивероптсто иод руководством профессора К).Я, Петрова. Они позволили создать истода синтеза.ояа'Н-иалышх стохастических систем управления,',.отвечаяцше комплексу необходимых требовали";, что позволяет использовать разработанное методики но только для оценки предельных возможностей упраапения, но н для практической реализации оптимальных ре^лятороа.

В настоящей диссертационно!: работе яри оптимально.« управлении: ре.т.ш.:агг,1 распределительных соте': используются и раьвнпгиотся результат«, получонше школой профессора Петрова ЮЛ', я Ленинградском Государственной университете.

В ШРЕОМ РАЭДКЛ£ проведено математическое описание динамических характеристик узлов распределитоль-ш с мгкгрпч-з^кп.с ел-теЛ (?С) с учетом вероятностного характера нагрузки. На основа-н;.п уравиошй' Паргл-Горева состаьлена математкчсскач модель шиг локсного узла нагрузки» Определена слруктурпая схема рогулцгуемо го узла нагрузки. Наибольшее вшшанио уделена ;дат:ф:'.кацги и регулировании) папрякеиш узлов ыюргосдстем с гшогодвагп-еельпой нагрузок. 13 узлах электрических с&те:";, гогуйыгдос 'предприятия металлургической, хгхалестдаЗ, легко:'; прошшлоппости значительною до.® нагрузки состапляот шотодвигательшЛ электропривод непр'ериячых.

поточных лпни-1 обоаЗотк-ч м'угарг'-тла.- .....

. Динамически"; реяли нпогодвягательной. нагрузки определяется продольными колебаниями обрабатаваймого материала в системе мьс-годвнгательиого .апектропрш'ода. Получено уравнение продольных колебаний материала, предоставляющего в вцяо иелпне.'шоЯ упруго-вязкой спстеш с распределенными параметрами, что привело к ресет») новой задачи математической физики. В оп-раторпо;5 .?орнв это ура» -пение могмч бить предоставлено в следуацеп виде

(1Д)

.¿^-^¿ХрХр+АСхШх^МР,*)* О;

" р+А&)£/х) с/У

/г

где Р - оператор Лапласа; - душщпя, характеризующая про-

долъшо колебания материала авдль координаты. X;Н(р,Х)~. натялецге рпторката;^ Л, Äff), F - соответственно, объемная плотность, 1 йо&ойщаеяг вязкости трепля, модуль упругостп, ко&Уикшюот плаотв-чэской л&'юртш:, ялоездь поперечного сечетн материала,- Liß Ц -- .'¡ляна n линейная скорость материала на -о,-.; участке до^орма-

... ...

Стабилизация удлинения, натячеонкя латеряала осуществляется аа счет автопат;;зпровашп!х ¡лшгодвэтатслышх .олектропрвво'юв.

Система уравнешй (1Л) и уравкешй ди«ошга Елоктропрнводов позволяет получить передаточную (гушашо, дшиижчеоху» характеристику узла нагсузкк, пктшцего многодвигатбльнил электоопрпвод

^-ш- . .. " п-г>

По существу (I .2) описывает, переходные электромеханические вроцосси в кпогодвпгат'аяько« алсктропрягоде с распределенншш уп-рухо-атасгячаскшди связями прк измэдсгас тарякенгл в узле..

Просэденкыа чкеленшл .акалкз вырааекгл (1.2) позволяет представить его в^слодувде!: виде т

Л (Г'У+2£<Г/р*/) £ ЪР* *) Wvfp)~ -—---- • (1.з)

* Дfiff'&rtfi'/jJ, <тнр*о ...

Т.о. при г.зыокенмр напряжения в узло то;с нагрузки будет плоть явно вмраконкий ¡»лебателыши характер. Частота полсйанкЛ определяются собственней! частотами мнох'одвкгателького электропривода. Ue-сконочнкп порядок колебательна-/. пвеньев кфапенпя (1.3) осИлспя-отся Tön, что в многоглссово»! MeKvpouG'Xaüir-ißCKOi'i'системе содержится ояемонт с распределенными параш, трахн, какки является обра-бативаекнГ. иатерпад. Заражение (1,3) позяоягет построить частотнее характеристики узла нагрушаг,. характерной особошгостья которых является иалйткв -рвзокаксиш: гсгиесков на частотах, со опаданиях с сойствекячми частотами г.оледашй элзктроы .яашгчоскоЯ система.

При воамуаюлиях в се«: ,в узло нагрузки будут происходить ре-зошношо вяления, сопротовдйщиеся больгуж колебаниями напряче-!ШЬ

Для устранений резонансны): процессов в узло нагрузки разработан способ регулирования н&ярюеит, состояли:2 в комтансацлп ps-гулпругздого эйрокта узла. Это достигается путем ивсдешм отрптда~ талыгаг офатинх cwiaoii на регулятор напряжения .по рогул:фушб!г> току иагруз!'.« Тц h его производим.:, которао ваделянптся с эталонно?; модели узла. •

/г

Просолен статистически:: анализ'" з:олебаш:Л нахТ'Улз::; узлов р>го-арсдедэтслыш:.ачекгричёсултх сеть,;. Источника*.'.!! з.одеба;п:.'. загрузил являюхся - ^тяроприешх-л с реззсолера:о5гп«.1 р£:.:лш.: райот:;: дуговш сталогснишьнао гита,, прокаткие ста ни, лил:;;; пспоеригно:* обработки материала, печи ндпу;:щ:он1:ого .нагрева, свар.' т.га аппас^-®и, молыг.'лс.: для..с9тсЛ прокидосишх ппсщп.л'ЛткЛ у. .городегчх гл-башшх сотсЛ, алептропрзводи буровпх установок для сете!'. ягГ.то- -прогагслов т.п. Был использован- больной бтатистачес:::-: катер-лат по колобанпяг. нагрузза к визваззних-ши зшоаюгсяк напряжения в сетях Рс7 "Куибишезэнерго". Оценивались реализация .нагруог.п, интервалы г.оторек соизмерили с постоянный! .времени .' дкйаккчаскгзс характеристик узлов, которые лог;а? в лредолах от десятая до единиц сехунд. Проведекнем анализ показал, что . цег,трг.рогзл-л1ел взлн-чтп.а тог.а нагрузи; является эргодачесглй случайной "ушнг-.ол с нормальней .законом распределения.

Проведена оценка корролтзонянх ФузззпщЛ колебал;;.: загрузи;:, которое бати аарокешнрошиз з'лассическпки г.нра"0кгчг.;.'.:з

. /V/г;- е*т(Сснрггг^, С-.4)

где о/ и расположат* в широких пределах оС = - 0,9] ;

= [0,15. -2,5].

Определспи спектральные плотности лчучаз'лшх нагрузок РС в соотестс'СВПТ с шрелсенпем

Г«>) - £ у сы ¿'С

.... ВО ВТОРОМ РАЗДЕЛЕ разработана дккаглпоозке годит: распре-делительнах. электрических сете!; о учетом вероятностного характера нагрузки узлов. Распределитатьгая..элоктрг.чеочай ость представля---ет собой мвотоиерзмй. осЬеяг управления, гдо упрдвлдешдд г-аход-ныыи координатами являются напряжения в узлах и другие параметры режзма (пг.и, мощности а линиях). При этом имеется вез:тор управляющих воздействий в биде регулчторов'налрлаеняя' и резг^иЕНоЛ К'оаи.остк в отдельнпх узлах сета и вектор мзьглдаетшх гсп?,е:?.ст^яй, ос.новки.н! из которхсг явюштся случайные колебания .точа гагрузпь в.узлах. Тогда система - управления реягамаш распрвделк?з.ивнх •»лезстричесхих сетеГе доляпа рассматриваться как ипегомери&к »многосвязная. ., .....

Решение задачи зздентззфзжацни ыногомарпоЯ система проводило сь с использованием аппарата матричных передаточных функций, частот-нш^характеристз^с к пространства состоянии.

Математическая модель" РС разработана о учётом дглкьлческих xapa.itсркстгл: узлов нагрузки, глторые в основной. и определяют • пг.рг.додки:; процесс ь сети. Волноше процессы в лгагяях адектропе-подач но ./чнтивоятся взойду лх мало?! длшш...

Дп.та.'.пчьск.-я характеристика I 1-го узла нагрузки учитывается па охеме эакэдоти РС введенном опзраторийИ проводимости '

- «м-Ш -

где -¿а - регуллрутацзи! ток I -га узла по напряженно; ££ -напряжение в / -ом узле, .. ...

Динамически.'! реже,! РС в узловой форглс опяйшавтея следующей ст^с^о.; операторных уравцешй

У(Р)У(р)' ир) (2,2)

где У/р) - матрица операторной узловых прошгдн;.юста^, составляющие к.стороЛ определяется следужим образом

Здесь УцСр)М(р) - вэктор операторных напряге-

ш-;: узлов с;.тд; ¡¡р) -вектор операторных токов узлов; - напряжение в центре пдтапгл РС; Л■¿j - сопротивление, лшй.

Ерг ыатогатичесте;.; опг.санди рекяшв распредслителыиис сетей учитывается тодько продольная составлявшая вектора падеж напря-Ж01ГЭ1 в л-.'м:\ях, что является вполне ойссмЕаьнш. В от о г.: случае ¡матричное уравнение (2.2) разбивается на два, соответственно для акггвпих токов, ачтзтпих проводшостей л реактивных токов, реактивных п;-оводш,;осте;;. ...

Выра.';;он:«а (2.2) позволяет получить матричные передаточные Фушксь; РО по уЬравлхщему [ й »аидаавдвму[ У* (р)] воздей-

ствиям т / 1

При колебания;: токов нагрузки, тощих вероятностна; характер,: будут происходить отклонения напряжения узлов РС. Указанные . склонения тат-яе будут иметь случайны'* характер с нормальным за-, кошм распределения. Средни:! квадрат откяоне'чй наврязго'-т« определяется .на оснотакглг ¡латряшгах передаточных Оушаяй по. .иозмувдвде-ку юэдьЛстмдо (2.3) и вероятностных характеристик колебаний токог нагрузки, представленных в виде спектральных плотностей шгностк Л/ Вектор ел ляраньшх плоткостзЛ отклонений напряжения л

узлах PG будет равен

•.. ¿vm=|L(jtù)\т. ..Л7-^

СрслтгЛ квадрат oTiwoHosr.il 5ian?.a-r.en»î (текаор) определяется следуюдкм образэп з

.<VJ>-f0 W/*»\ SjH(xù)d-iù ; (2.с)

среднеквадратичоское отклонек'е

.Сравнт'гая средние кг-адрати отялопошг! лапр.'сл-экгя, г.о:.ою определить группа узлов PC, иксэдпх с за^азжой- стзгоиаэ точности одкпакоБпе среднеквадратичное оцзккп. Т.е. moxîo постааигь задачу ог,к:]'.алснт;!рован:1я соседних узлов сети одши.1 узло::. Разработана '.птодкка зккгвалэиишх прсобразогг»пгЛ.

При синтезе оптимального упрагденгл много:.:ор':н;.::; оЗглиодн; уравкепгя звплепкя целесообразно представка б в:;до :;or?.-a.4ôi:o.i уор.'.м Кош пял в npocvpa:;cvr;o состоял",!;;. Для этого .Tiu'Si.'.îriocru". pe:::;ir.i узла нагрузка PC oiuiciiEac:.: ckctcixv: уратзкеши: сосгояпгл

AiX; "Di Щ 'С^*%Ihî , (й.З)

где Xi~[X/i>X2i-*mi)- ьохтор нзрс:.!=ы:их. сесгааши i узла сети, состовляшкш; которого яаядагся регулирует:-*:! ток узла нагрузки по г.апрл"сн:'л, Пире: ;си:;ш состо.чггя А??> с;пиронг.£г.с дп::-глтеавЗ л удрааглегах ксточнхков реазодско." г.ющпоехп, пгроуеа-шю ураихкаГ. Паргя-Горзга; Al - кт-адрагкед илатрглд разг.:ър::оо-тп /7Ц ; 14, If, /„i - соответственно :шря:кекпо, ;чгая~^о:г,ео воздоЛстию, ток нагрузки к i -ом узле; ~ ньчторл

размерности Mi .

СлучаЛнд.; характер нагрузка, описпвпеии"; кор1зел,чцго;;п;-р.'к '5уикшаа:к (1.4) учитывается руте;: р&сашровкз вектора состояния (2,6) за счет взгаочекия дополнительных пэреиепню: ■

fi , (2.7)

где й/, - коодацпеитк.,. рассчитываете через </ \\ J5 соотношения (1.4); fj - "йелц;1л1уп" нагрузки. ....

Уравнэягя свяэя мз-хду, узлами, разомкнутой сяекгрэчес!»}'.. сстя с сопротивденгями участков, 2Ц кмтвт виз

V/ -Zi jt +/<?/), ся-Û)

С учетом (2.6), (2.7), <2.8) дяттаесюй verni распределительно!! сети ràmo оппсать слвДущо;: екетег/ой уравнения с<. лоя- • '

и11я

/е

ьг- //У 1лЛ0'

^ 1 C2.II)

вде X - обоЗщонкил вэкюр поротншх состояния равысряосгв Л- ; (/ - ь*?«ор тпрааядавиз: воздействий разкоргаотя ^ ; V • - вектор р-гз-.иргостл К управляет коорджпт система,, в ваяем случао вектор дйпрд-.;оцп" л узлах; - вектор наблэдаемгл:, шггралкрус-1-нх. координат сиотеш разшриосягя г ; миряда соот-

ветственно размерности .

Рожается вопрос иаб.ио.пав.'/остя к упраачЙемоотк по Калшяу спс-тош (2 3)..~ (г.П)..

йрозадоиш 1 анализ показал, что спствга уравнеикл (2.9) -(2,11) опис'ж-эт.их пот.а.1 РС,. Лоз учета вкдпчекгя доиоли:г;олышх (2,',') Зудет ¡:аб,тжа,е!х>и - т.о. связанно;! и управляемой. Сваде*а5:о Еоз;.г' :ао£щ:х воздейегккй к ".бвхгз суши" за счет.рас-шоенгл всетора со^оявх' система (2*7) дедаег сг.свему нонаблкдае-ко": к коупрг^>дк«г.'ол, аосколы/ таг-ить на возмуденкя слетев не

■ В !Р,Ш>3_1 Р/ЗДсЯЗ нрогзводеи синтез оагшишюхо стохаохэтос-кого упрагдоиг-й дднаппчсскхг.п рог/лгла^лс РС и разработана методика анллкза ыш»нср1»и систем: управления.

Проведено обоснованна критарйи. .качества управления. Показано, что за критерий оптк!ачыгост;г згврааяохшя лвнаяш РС прп калнх отклонениях узле Ей.-: павря:.:ешй ыо;хет бить взят средний квадрат У А*

еш (зд)

¿V/ г—— /й • *»/" ■ '

;.Ь'хл?,ЕЗпруя 6угисд;.онал (а.1) для процесса, ркачеикч которого распределена по порпельио:-?/ закону, гл будем пм;зг:рога?ь т<с-ясрокзз отгдонстгйК капрдзешзй в узлах РС. ..

. Пр;г синтезе оптшзльвнх систем упраглегах необходимо учиты-. вать ограикчеияе та упраатоние, которие препятствует евйдзкчю д * пуда Фуйяизкншиа (3.1). Обично эти ограничения бввап? двух .видов:

- о граничен^ ка средшй< квадрат, мвд гость управшегаего воздеЯст-им г

<и*л> Ъ^'кЛ*'*®** * (3'2)

гаг для много»гршх систем

- охгашпшвяс па .-.адулз, упрьпяявдого 1.-6здоПств:;л, которое шборол

единиц кзг^рвикя сгодится и стандарт ..ог.г/ в?ду

* Л (3.3)

Ограничена (3.2) учитивается согласно правилам реиоши гм-перпьстрпчоскпх задач иапкагадаккого гсюсдсшпя кугем ¿гопочязкш функционача (3.1) шцеоста» тграяодвга жэдоГдовяП I

;а» <ут1г> * <Ут#,Г> , (з.4)-

гло Р/ - положительно определенная; восовял матрггд, Г; пало;,:, случае /?, уч5ггиглет шг.иость нагрузки уздоя РС. Т.е. гхсло представить в пае произведения лпагок&яьлоп катрздк раэисриоет« /г' .учпвдзоздеК "зас" .узла Л- иногдягель Яаахчншжа, глдл^ачк:! в дальне"г.ен определенно ■

(З.Г5)

С учйток соотшясиия- (2.10) уукнциопат (3.4) гслпо продета- " вить в слодуичем гиде ' _

Согласно (3.5) _ _

Тогда критерии опмгдлькосгя (3.-1) прп.ют вид

+ • (3.5)

Учет огранпчег,:'Д па нодуль ун^апляаг'г-х яр'здеЯсгиий (3.3) делает задачу оптимального управления 1зсл;гпо.;1::ол, что приводит 1-'. больвЕМ. практическим затрудкепглп. 3 отгл случае цслооаобразио.. перейти от ограничен;!-": на кодули к огракячениш на средяже квадрата, шадоотк уйрашповдех воздействий

хяе для берется обослог.чыюо значение

... Оптимальнее векторное управление дикаааиосямш'рагтассш РС-,•••..... достаазяйад^о..■ишаярл йукддоокала (3.5), сведется п с:л!тс;оу'оптИ'-. мольных рглулаторов нащдаенпя кшяшсрвоЯ систб-.и (2.й),(2.:ГО).'.' Йрп этой к—-дуй регулятор капряйеиш в .узла'. РС целесообразно от-, роить с учетом контроля, лишь своего напряжения, что ко требует телеканалов связи для передача ийоркацая .о яарпиетрах ' ршж . сети. В этог. случае отагсез оггишального управле-сл протаисдатся при яешянах наблюдениях с учетом случайного характера зсягдтр»^'-. пгх -воздействия - токов нагрузки узлов РС. .Бри'разработке .исто«---;' да синтеза ойтишлыюго стохастического управления дги^х^лзею.т-к :'■■'•; реякнакя РС. будем учятавать яо&вдозс тргбэванйй црв^йлвчзздчос к ■ ' системе, освовлшя из которих яйк»-»?с.-£ нслоерадсхвбкяая реаяизус-. • . ' иость'регулоторов без "идеальных" 'лражюруЕвде• звэяьев, сох—:•=_-ранениз устойчивости при штабам > иракте гартулх

/tS

2spKcTr.1t. Рвссмагрпсаится S. ьарйанмп. .синтеза' .оошашго упра& ладшя, roí'opuc яацяогсл хьра'.тсрк&'л дяя ТО.

.. Bapnais I- ;. ■..

Длг реяеяяд постагденш': задачи яроседш предварительное пре-o6!Ví8qt&.iíj:o е;:стема (2.С), (2.10).- Процк£$ерададруеы <2Л0) с учетом (2.II)

' **X*SbAV*a>C?. (3.7)

Еводсм обуана^с-игя '

£ и ; J>A ; с,

ТоГДР. (3.7) EpnjlCS СЛОДУЗЩКЛ в/д

í/^^r^^f. (з.з)

Г.слп Cf¿0 , тс и драво'1 части ссотнонзнгя (3.8) появится .".боли!; дуг". ;.:о-1чо показать, что CjtO в -юг: случае*, gc.;í;í корреляцглк ки-э колзбаши тока нагрузки' узлов . ?С опредшштся в. виде

tifa)'¡f'*? 7огда задача синтеза опткканько.:»-упрапчсния,. согласно гьорокс, раздалоняя будет состоять из определения оптальцых .оце . кок вектора X г.' ow, ой задачи .оптжлтльдого управления при средке-кволрйтичтом кр- опия качества (3.3). Оптимальное восстановление гоктора состояния сисгсга X по азперяеикм напряжениям в узлах РС произьодаггся wsávpvH Кол::ада

SÜ ~ У, (3.9)

где л - матрияд ь:;да ■ .

, У* (Q£>f-*cef)(ct a Q - нитрата,, ясядадагск разошем алгебраического ..уравнен»« Гтав* [л - С С?f?¡

Опвялздыгоо удрангецпо рокадой РС» Д.осгшшшдео'мицииутл функционала (3.6), имеет вид - •

' U'JU • (ЗЛО)

гдо . ■ ■■

¡.i квадратная ттряца, ^пгпзцаясл ревонпем следутадего «лгебрял чсского уор.п;й1ГЛ ?;<кглгп' . . .

Опредыта уравяепга oirrjaianbiioro регулятора а виде ■

V{p)-lVrfp) Vfp), (ЗД1)

где Щ/ftJ - даагояальяая тротииа.передаточная фушздш..

Переходя по изображении но Лапласу п соотношениях (3.7),(3.С (З.Э), (0.10), подучим породаточп^о й/ш;цпй оптимального ьжого-■ связюго регулятора

(Гр-Л-вК+А'ЗА (3.12)

где Е - единичная матрица.

Анализ еооишешк (3.12) гокаэашо?, что передаточная ^унк-? .ппя отдельного регулятора ;(р) ¡тет бить продетстлана в еле-

Степень операторного тяшага чксаителя и знаменателя яере-даточноа -¿упиш: равна /?-/ , т.о. тадоа регулятор но требует "идеальных" диТ-егенидруксрЕс звеньев,' что обоепечявзор его. тохяи-чосгуп реапкэацдо и эздххюшюегь сисгазд к помехам в канала измерения.

Вариант.. 2

Если корреля1с;ош'ле.фушецг.и гсолебашй тока нагрузки узлов-РС описываются ихра^енчя/.тт

Х(Т)- Риг(С01рг+^Мрг); Х{т>-то лля появлсшш "белого иу:.;а" па выходе спстогд необходимо дга'-'дц дп.Пороях?:росагь (2.10) с учете;/, (2.11

и+Яб -г . (3.14)

(3.15)

Обозначая

£ 2)АШ; £=<£>4 С,

ВПрКиСННО (.3.14) При „С? ВИД

¡'¿г ,

хяо €¿¿0. 4Т

Кспольэул ш 'спзлоуеьлу» (..модику синтеза оптш.алькога уп-рдвленгл с использование;.; теорема раэделошл, пологи передаточную фуяшега олталальпого ппопасачзиого регулятора

Ц(Р)~ ~А ''^Р • (З.Хй)

Апал::з соотношения (3.16) показывает,, .что в это:,! случае степень операторного полинома числителя передаточно!} «упкщш равна Па знамечато я Л-/ , ^о Пб обеспечивает непосредственной тох-штческо:; реализацп:- регулятора, та". гак он будет. содортат* з<*еш "идеального" дт^сренд-фованш, '

Вариант 3

• Для обесгеченгл в это?.: случае непосредственней реализуемости регулятора г.;о;.'н0. .воспользоваться приемом, оостояпш-я То?«, что сптггдлы'УЧ .регулятор стрсптся пе для псхоцпоЛ, а <уя сг'лррек-л:-рогппко'' иоделч orcTev.ii,- -в готоро." телк.н!.* лоляв' гараисгрп халач-тср-стп- »■оэяущакпих г-озюЛ.сти:!*. *•• с.г- когог,!'о'' онетерч

¡iris (2vS), (2Оудеп использовать скорректированную cr.cr?iíy

■ 1КШ Sv

таз f' - дс1ам1:аясльздй сектор бдгашчкого "белого trjuа"; Г -- диаготугьпал ыатрдаа n шаш парсметрсиш»

• Входя з риссвэтпсшс расширенный вектор "белого n toTp"ivJ C0~{C,V]tF*[0,rj , система (Г.17) мохш-г бить предспц лена слсдугтцнг cipa:;ом .

+ (ЗЛС)

* У-ЯГ* >

■ Ксдользуя методику огнтеза оптямальяого управления с пешлз зоваипеп тооромы рвэдн«сииг дал сястегз (3,13), падучим пепзда-точнуи (¿увюф.» ино-чсвязного регулятора

. (3.10)

. Лпилпз состдазоши (3»I¿-) позволяет прсдстагкть ~ •'••

D яг ✓ j , ,

4i(PJ*гир*-'*сЪ'>Н ' ...

Стошип» операторного шишока числителя глоадаточко". ¿уж-ш'н (3.20) .яа еДа;-$иу кг.йыпо стошш знаменателя. 'Зто' обоспушпа-ет непосредственно реализуемость регулятора и зэд/зцоннооть с::с-тош к юиы:аз я канала;: пз;/ :ре;;гл.

Харгант 4

В njwiiöcce прео-5г;йэоЕа;;;:я сдстог;!! (2.Í?), (2.10) ьюжет возникнуть c;:xyairoi, ;;ОгДа вектор состояши счета'.и X Шлет бить ш рааон'точпо, без помог:.

5!сяк в лмткюеиаз (G.ü) . 't тс его кожпо объедюшь

с шраленкегл (2.10). Л результата djjtoK «меть

Получи.; систему лкпз;п:цх урамюша относительно сойтавлягазд вектора "' г**-!.» jß f.

Еслл -глдд матрицу « то вектор X выражается точи

да - ад * ^ ВД, f

Оптнтшюе уравнение, лосташвдоа минимум ■¡•тундатоиала (З.о), »йот над (3.10)

V* #Х ■ (3.23)

Подставляя (3,22) (3.23), тк»лу«с|И имрвпня» передаточную fymv!) оптг'л'дль.чот'о регулятора ■

.. Зал-тяг, что «жсй варкам "шзтеза оптиястьяого уптмаяезая будет гелолзпогатт.ся при галмх раз.::;р::остл:г Тзехтопп л или при больном количестве *?зы'ряешх координат спстсм;! (только в эптс случаях -,\artp п. у. разшриостэ вектора X будет лро-

вхгсать хйлглйстео изусряеглк ксордзшат скегеки в два раза). '

Баг;илТ 5

Раосштренмач: ггс-»од;йа синтеза оптимального згзра%?ек:1Я дкка-?п.чос-з<ыд регзззкя пасэтзд£л;ггс.луи:.гс соте.': не учптаглга погршнос-тп изгг.рпт.1.шшх ср-дбогох:. Однапо, при гиеокой точности стабилизации: гсшрглешэт в узлах распределительной сети (до I £) нзобходпда учлт^ьать окибкк дйтчпиоз ь&праявнзя, ".сторно в основном и определять лосу'едтле г.~.чостго тпразлешзг.. ..

3 ото:.: случае сит-тез ептгпзльпйго тйрапяенгя Гв-гийм:!* пгс-тгоедо.'пгг-лтл'с:- ег.г гсобход:зю провзводит* лрг: пеполинх иаЗля-хе-яглк с утл'ом случайного характера гздебанй? токов кагруакя и . ошиог. ИЗИСрОЕйЛ.

С учетом дапбок-нэиереакЛ система ур-ашешы (2.9), (2.Ю) будет пгть взу;

а* Yffp.fi>* К )

гдо Ynfi.fi) ■ - геитор ошибок измеронгл размерности X

иг,-: задаиг.* спиЗки гзаерптельйото й.дабера в виде корреляционно!! уушпщп пришли- ее.-за счет расспранил вМсюрй состояния " г. "белог.гу вуцу", в результате чете появляются Дополни-' тёлышо пзрекок'гае состояния Хп. и

Тогда спстзму уравнении (3.2Г>) икик) Яредйтаепть ехщахм образе;.;

(*.*>

<** У*5>Х*3>/гХц »

где А/; , , Р/г - дзтагонаяыш Мтринц.

/¿!лг,. .зэдя обобпешн.'! вектор Х'*[Х> Хй/ метена (3.26) пряно? вид

в г '

V' 2'У,

Цоано выметить, что свотегя (3.27) отличается от слстемп уравнсш.к (2.0), (2ДО) только разм^пкоотьи. Тогда потодтая слп— теза опт&яьшго' ynpawiôiû'n pamv.a,vn PC с учетом ошибок кзмеро-Hî-'i будег повторять раоскотроюшН раке о адгориги. .'.

. Слсдуздак основкпи требованном, предъявляема.! к система оптимального управления дичитчесьт: ре.чк^ами PC явчяется обеспечение стабильности. Согласно тепелшолопш Петрова ИЛи песта-бмльналп называется cuctoí.iii, тзряааде уста1чяьость при сколь ■ угодао малом отклонении делстштелышх параметров от расчотшв:. Причем потеря усто^чигосл! связана с говшекпем отепенг. характера стдчеоко го полинома система п появлекпm ттж горне", с ноле.-: йлтальпо;'! вачествепко!' ч£ ;тьо. Вводу того, что !>а нрагаико всегда происходят сдаюьешл параметров улра&енодои система шш регулятора относительно расчетных значений, то обеспечение стабильности систе: ,¡ окьпвалошю еВ работоспособности.

При анализе стабклькоеги сметами будем рассматривать различные варианты синтеза от-шашшх регуляторов при f О . Для каждого слу\ая будем полагать, что исходная сксгока (объект управления) юоьгруотся, а регулятор номинален. ¡ли обусловлю» тон, что здесь вакгш лшь отчосгаелькис изыг-пепня параметров объекта унр ,атсш)Я_и регулятора.

Пусть к, "Л, д - nan'pratî, соответст^цио варьироганнки значениям параметров объекта управления в отличие от матриц Л, В, Д соответствую* ¡гг расчетным значениям параметров.

Тогда опстегл у^агнеш-Й (2.С), (2.10), ооопютотвтвдая варьировании-.! значеншш паргметров при ' будет теть вид

A J+В V / (з.-з) V'JbX.

Уравнение многосызиодх» рогулягора, построенного при растг-

них значениях пара-.'.слров, для р злнчних вариантов синтеза оптимального упраглеш« моглю поедстав^гь в виде

l/f/>) - m fp,/¡, з. S)) УГР). (3.29)

Об-чеццшш (3.23), (З.йО), полупил уравнение замкнуто« спето; .ш • ' '

. tpyffi)- Лур) V В Щ Гр* А А »)2)*{/>)• (3.30)

Анотаз'соопшисшня (3.3Q) покапывает, что. обеспечивая не. посг0дстре»'я?п реалкаувкдоть сштга'ачъного ретулятог ки гараатв-руем условкь стабгмпькйст11 системы.

1И оелбйэш? -ьтлгза сгстек :<rnrne»m:í ('¿,9), (2.TG),(j.?y)

' .. ~ .... .. :.....' ' ¿5

разрас-отаи алгоритм опрвпслогам ср'адиих квадратов оетигойеявй

нгшряаангл в узлах РС п /.яги'остл упрялляядпх воздействии. Полутени соот::саеш'л дот определения множителя Ладраюза Х- . ъ .критерии качества уттраглйнуя (0.5).' .

Лкалка лногоморноГ; сястеш упрапденш дкпаотлвснпмя рвжкма-••ми РС проведем с исподьзбэадаем гатшатгчвмкШ модата б надо сиси' теш К япЛюрепиглйыт уравнентй. л- -го порядга. В этом случае в качестве пэремошпк будут присутствовать реальные ий- ■ додпне коор~;лтты-иадряг:еи;:я-.талоз-л воз^ггацне воздействия -токи нагрузки. На осковаяяп катрнчных передаточных йункгсй (2.3)

составила спсгега уравнения й гаже '

* * ** * ■ +» • «» * « '

Вводя эквкзаггитна© ттргводеанце возг^цаздне воздействия в' узлах распределительной сети

указанная скстечтуравнет:;; примет вяд ■ . '

> (3.31)

Прп этом сншстралыше ллотлостя мощности эквивалетсних боз-мудондИ разни н

Дополняя (3.31) иатркчпым уравнением оптзаальйого регулятора 1//о)*\\/7{р) УСр), получки ураглюпгл замкнутой етстеш .уцравле-»гл допамиадвкаог рвзпг.яюг РС» на осаоваяш .которых определяется ©ради:» квадрата отклонений узяовах вмфшююй я вдностя уп-. ■ рамяглях воздействий. ■ . '••-..

. Произведена ошзнка офЪвхтивтсте' многомерной оаетегяг он- • ткг.-ачьгогэ управления режпяатя РС та срапаогста о. традяпдошчая • сл'ствиани регулшоишад яапряг;ояпя я реактивной' ттаости узло« сети. Для этого срашквадпсь оавяешзстй ервднеквадратглнкх отклонена.*! иавргсхонпй в Оувкож йощноетв ухграваяадах юздвйствяй • для мтмашюС е кеотшшльной'. спстем уттравгентя. Проведения;*, анализ показал» что дпенорегл отклонения напряжений в оптятгалв-ш.З снстеш унраадеияя штьт в 1,5 - 2 раза по сравнен?® о неопттч-зльно;!.

рассмотрена работа ипоп»»ряой спстет управления ревя-' маю$ РС при отклонениях параметров корреляцзопккх функций, спок-

трапышх кощгаетой колебаний тока иагрузгз: в узла:? от расч&лчшх. ," Эуи отююаенкя выавазы'.Езгявеняси с .течеякеи .вреиоп» • харагяера нагрузи: б углах сегв, а тач яз -приблкгеышы ■ определенно« корре-.. ляезюйшис йугаавй по ' шазршешг&шпц даккш. Апалкз работ* -сис|-те*ш производится с использованием аппарата фукедй ;чувстытгсяь-носгс. Проведен анатшз чувствительности ауши^юналаг.ачества уп-равлзкдяк изыонвквли парамогров. и ^ спектральигк -плотностей лющпостк кодебаняД -гокоз дагрузк; в узлах ГС-• .

Ъ-Щ"'ТЁС* <5.33)

Б "V"у *

. Чпслеы'Ыи акалчз, проведении" по (3.33), показал,

- что прл улютчгя параметров уС ,к ^ в два .раза •относкггдгьно расчетных ут-елгченке крптеряя качества отиэсптслъчо :квшзалш>хо . да&чанпя рронсходст лл:ъ пз 3 сяддвтеяь&гвувт. о техн:*чес-

• :со.ч грубости сястаз1фуе»д>2 опт.'кальнои шута упраздзивя к взне-' кениа паракетро® схатнетзгееских х&рн-ст ариетта: вочмущятй. ..

В результате анализа сооткоаеш? (о.13), (3.30), бадо уста--крвш.0, ч:о при измерении только одно!: /''оордг.гата системы (пап-ряаеагя в узле) -порядок оп?п;лалъног.о регулятора равен Я ~1 . .'При.'больаой количестве узлов расхфсделктолькон соте л велико, и следовательно, реализация .сптдглаль.чих регуляторов будет требовать экачктелышх затрат средств эломсптов управлешл, а глав- . ' нов усложняется пастроДка регуляторов. Поэтому провзденз оценка.. -использования рехуддторов иокьаай размерности, полученных .в результате. ."усечения" ватп:»!.10Е чпсяисодя и зкауенателя онтильнах рег/лятороя. УменшонЕо ■ степени .укпзан'-шх полным»? . юйна .та::-; ко производить л результат с. -и сглатяво) п'яи в существенной области

• чисто? хара«ерпотгл-ош,ш.,.?лыа;х реаудатороь.-. • ■,...'"

.' Проведешь анализ показат, .что в «гам случав устойчивость' '*-•• сгстэт«-. сотфаняется к огркка 'бредштх .йадрнтов отглоиэня:'! пая-

ч узлах РО-«яяиФмтми'от.'4Я*шжльецх не более, че-". на 4%. .;.; • Кал ранеечлшчадпсь оптклгиг&яи!! редулятор в аде (3.13). .. (3.23), качестве глоднбй .'ееремзкной' попользует только' иадр&~е-нга&уэаёК!. Б нтаоторпх уэлй£..РО наряду с напряяеняед вояк» " КЗМОрЯТЬ.. 'ТОДН В ПРЕСООДЯПОЕКЙХ ДДОЯХ. Зная tOE.fi линиях п кч соьрог1тзлов?я, лешд'.краем «ои^рогафовать потерн кавряг.о-

■тл й пск»;'%л& ярк заданной йзьшраемон шпрякешш в утле, ножиг. ч^йпедо.^ь наарлаеипя в сос)эд!газ: .'уздах/ Произведена оценка »^ек-ткввостп азиерпндя дополгг-'.тильных координат вря оптга'атыю!^ рх-

равленгл реглнша PC... В атом случае уравнение ' регулятора в * -м узло будет клеть вгд ^ • .

= - КМРЩ-1Vi.HfpM-t-v/i.i+trp)

1'Це W^U/fp) - передаточные йугашли исрокрестних ка-

яшюп регулирований. .. '

Оценивал ерздиио квадраты отклонений наирягени'!, шдяоеть.., упраглжг,его возденете^ и значения ..критерия качества гдахио сделать гнвод о той, тго измерение. дополгаггелькьтх координат (токов личиЛ ) повипобт аХтастлвностьуправления рга:тп:амк ?С.

При сичгезе и исследования скстоги отжальиого управления ■-днп&\инеок:"лг. р&яшаш PC пероуодшме яропессгг оппсявадксь лпгавЗ-j;o:î спсге.'х:; уравнений, что сираео.чяи13о при шлих отклонениях иаярженкЯ в г/злах. .

Натаз отклонения напряжаниЛ характера: для работн система управления при атлггиЬш: колебаниях токов нагрузки относительно среднего значения. Ta^oii реет* работы PU является пормглышм. Одначо, при аварнДичх рещгчл величина отклонения ваяряжоягилю-» нет бить значительной, что цргподет к янход;опт.т/альпи:-: регуляторов и зону наепценкя, "па упоои", Йто шяевает иообходге-юста рассмотрения лорэходноэт процесса "в болитам" и в аерпу» очередь гсзнгкаст задала исследования абсояотноЦ устойчивости соложянпк равновесия сгстеы: управления.

Посведон аиахзг абсолютна'» устойчиетст мнотемервоЗ тиявт (3.31) замкнутой оптг-гальшпл регулятором Wii(P) о зогой наон-щсиия.

Псслйдоьапго абсолэтяо!: усто^чпяостя ожяеш управления про- . ведено с шшьэоглрзег.: частая» л> кргморкк B.?î. Попова.'

При олучплних колебаниях того в нагрузки узлов ГС wtàser оказаться, что. .па полотерах этрезгл- «ро'-пзпа реалязаккг тс-эгдасйй! будот наиболее сильно сказываться на отияоксял* •. -tmnpœseintîr.' Поэтому необходимо оценивать з^яхстюеяэсть оподшшЯ система управления не только по значения среднеквадратнчних отклоненпд яйгфлкеняя, шчямемшх на бесконечном яитбрвала, ко и по вслячя- • не каксимльанх от^сиеип" в наиболее неблагоприятных огтуатсях. При этом путно определить, какие • реализации колебании токов нагрузки являй?ся наиболее неблагоприятны:.«. Показано, что. .наиболее опаснин.и дач яовнееякя отклонения напряжения будут ягаяться гармонические колебания гонов нагрузки на определениях частотах.

¿s

Б ЧЗШЗРТОМ РЛ?Л5Ги. разоаЗотапи способа и-принципа построс- • идя слеш: рсгу;пф0ьакйя напрялшпя PC.

PaocMCïpôitK-iii. метод оитхэшзпохч) стохастическое управлонгл ретамшк PC определяет ' направление разработки но^пх способов и пршадтпев построения сгсте:: рогухпроваппя •падркг.одлл. В частном случае ( У(р)*У.. - соотпоиопке (2.2),-} разработап;иЛ..ы; год позволяет решать зедачи оагаяльпото упрай~о:иа: ржпи'Л'Ш эдезтгрпчес-д:пс сото,;; з соотвглсть'п; с цедтонпал (сугоч;к:.Л1, цвсятгьцд, го-дога: л) ' чгя'руз-.эт, -D это:.; случае будут учгтлгаться но

д:а;&.\;::чгсш:е, а статпчсотес харпктсА.'Стп"! узлов нахруз/.п к.роакм элсгяричсстоЛ сет:-', будет огаотаться в 'ссотт.стслзяг- с чоррс.ляпд-оцгbji.7i Лу;(г.дгд1л: ио.дашяк лзмсяогшл tûïcob нагрузки.

Разработана ряд погл.к способов регул;;ро:.ак?л калр,г;&!ПИ, загтепыо авторехгин снсдетапьстгаг.':». Рассьютронп ак^оргтал и способа регулирования напрягши в центре пптаппл PC. йот метод регулирования наиряг.сния иааол саког nrpor.oe раепрпстранегае в PC. При этом основным сропеггеы ретудпрогапия начргазпля шляется. пр-.-дгпсяде транс >ор;.;атороп с ?ГП. Ввгду того, что в настоят,оо гремя используется в оспожом roina.",ïUiis ?!"'*; с 'врехскем нерорлйдегпя, хшеряегдвд .в шшутах, то одюяьаокапге тачпх WI! в л,;п;г.:."-;ческ.их режимах ялляотся невазгеан::::. Одшлсо :;о;:;по поставить залачу определения. осскдопышх шрсхсхдД в центре патанах Г.С с учетом как средних установиться отклонения, так :; срадпеявалратпчнпх от-i-iohghiî;, обусловленных случаГщцыи ко-лсбашис-ж токов нагрузки в узла:: сети отпоегтолкю сродного значения. Б ото;.: случае для определения .оптн;.;гдь:;л:с нецгжсокгй в центре пгташя сети необходим рэш:ть задачу па одстрецу-м с параметрам;;.

Покапано, что ситмадьшЗ закон хзискенпл напрякенгл в центре нптапЕЯ j.;oKor бц^ь'реализован в виде полнпокно;;, фушас-опаль-ho'.î сьязг. по топу нагрузки голодного участка.

Однако подперзаике оптимального напрглонЕЯ в центре плтандя при различных воз;.гд:-(г:п'лх сети требует большого количества сра-бауиваг.гЛ ус?со«ств ?ПН,..чТО еппсает кадехпоств система разу.та-рованпя каирядаппя. С цолыо погааегая надедности снстеш .цолосо-осразно врожголктх. переключат! устройства ?ПН в тем случае, котла.ото переключение приводит к значительное сплхенга ущерба от некачественной алектроонерют. - при возмещении в сети. Оценка велячлки снижения ущерба осуществляется по значению чувствхтеИ)-йссти У • п?ргой врокзк»дко!» ущерба по отклонению иаярк&е-ш'л в центре питачкя. ■

Для реализации данного способа походная система аэтоматичео-:ото. .регулирования напряжения в центре питания РС дополнена блоком для определения Ч. '

Для погашения эфективг.остп регулирования яаярянспия п центра питания .о учетом разнородных нотребптаяоЛ сети целесообразно из*' мерять. дсйствителыше напряжения в узлах, ^ормщюЕать Функциональную зависимость ущерба от некачестпенгон электроэнергии, а затем -в автоматическом редпме его ппат-зировать., Поиск оптпматышх значении напряяеНг:! в центре питания производится с по;.:ог!ыо экстремальных регуляторов. ...

Рассмотренное способк регулирования напряжения в центре питания работает в соответствии с медлоцпш,!: изменением тока йа:*» рузки. При наличии в центра питания РС быстродействующих рогуля-торов напряжения и реактивной мощности мо.'шо решать задачу регулирования напрягшг/л при случайных колебания:« тока ти* относительно ею медленного изменения. .Для этой дали необходимо дополнить .экстремальную сг-отетлу оптт/альнш регулятором для /управления динамическим рзглмом РС. Тогда экстремальней регулятор будет устанавливать оптимальное напряжение э центре питания при заданном среднем тоне нгдруз.ки, а онпт'апнй регулятор будет компенсировать отклонения напряжения, шзгапниз голзбашгом тока наг- • руз)'л относительно его среднего значения. ..

Синтез оптимального регулятора ароизвздеи по методике, лзло-г.:еЕН011 в третьем раздело.

Рассмотрели способа регулирования напряжения з центре питания, которие наряду с обеспечением требуемых доказателеЯ качества, управления в узлах РС положительно влияет на реаим аитаицей алект-рпческоЛ спстеш. .. . -

Разработан способ регулирования напряжения узла нагрузки обеспспважгл повшшге устойчивости пктапцеД сксте?м. .. . ..

Суть его состоит в том, чтобы такое регулирование создавало демп^ируащи"; момент (мощность) при голобании роторов е:::;гронни:с генераторов иитаздой' система.

Улучшение режима питающей спстеш при регулирован!:!: напряжения в центрах питания тоюз состоит в том, чтобы татчзз регулирование создавало ыепьпле нолебангл ютшостя. Умспьгенге колебаний мощности при регулировании напряг-еяг-л могато достичь тем, что переключение' ответвлений трансЪрулиород центров питания га погашение капр;а:е1!1'Я производилось не одпогретлекпо, а со .едппгом по зрекени. Причем полпчг.га сдвига равна г-рексЕП п^реходке:^ псоцес-сс. измсеоигя !Ш.кос?У при отгионоии; :!ап;\т;г;;:*я в узле •

¿к

Разработаны способ:.! автоматического регулирования напряжения узлов PC. Идея дончнх способов состо1.-': в использован:'.;: регулирован';:: нсщ>я.'.:е;а".л оптимальнш: стохастических оцопиватедз;: состояния динамическою р&гпг.а сети. Синтез одтимальинх пабязда-толеН - .уячыгров Кощша поо1!.звод::'сся по методике, раср^ботапвей в третьем . разделе. Рассмотрен» адаптивные алгоритма вдснт»1жка-ц$ш. Претодятся схем;: устройств, для регултгэоБаипя напряжения, реаялзукцма способы.

Проведена практическая реализация и .аксперплонтальиис исследования систэш оптимального управления /лианглсскгзлг рожкшли PC. ■

Кг,;; било показано в третьем разделе оптимальнее регуляторы

напряжениягзлов PC iüK'.ot вид

z/fp) а/лР^а^./Р + о wz(p)« у??)~... ^ ? .......

'Там ке была показана возшяиость зтлзньюепкА порядка рогуяя-' торов, которое не приводит к существенному увеличения критерия качества,..но упрощает структуру регуляторов.

Используя теороеу раалокения, рогулягорч могут й.чть предотаг лели 1ак..параплблзше соединения уеитиельногойлорподичссг.пх и кольбатетьних звеньев

Ц "ЖГ р * л>у

—/ £ —т^з—--i h? .

" о/ T{p*i pr 7j- р +<2€j7)р-t/ к°

Недостатком такого . способа реализации оитпсальпих регуляторов является то обстоятельство, что жоЗДздюшс усиленгя звенье! могут С1Ж.ПО изменяться. при малых вариациях параметров сасгит .

Поэтому лучае моделировать решение линовкою да^черопциадь-■ ного уравнения на микропроцессорах или игтеграчьншс схемах. Прг -том целесообразно использовать иятегрир-ущие и инвертирующие ■ звенья, что делает регулятор аеирацегшим к помехам к обеспечивает универсальнооть реализации регуляторов произвольного порядка..-

Рассмотрена.схем«, реализующие оптнмальпда закона управле-. иия деиашласкши режима'« PC на базе сивхронних двигателей и управляеиих источников реактивной га ¡поет и..

Основной целью эксаюршентадьншс исследогдч^л являлись проверил работоепособнйста, получеплах прп синтезе структур* отладка блоков Ойствма управявшл в их взаимосвязи и подтверждении пйлопепк»'! предыдущих разделов.

Анализ окопергиенталыщх данник свидетельствует об селективности разработангол методики сл'теза оптлального управления».

3 ПЯГ0.-1 РАН^СЫ разработан Л14орыа'$;о:-;по-1'1ГП1й11»яоль1,аН коп-плекс, баш; данник лот упрапяонгег рк;"?лшт п автоматпзярояанкого проек'лгхклшш ояттгт=>?шх регуляторов РС ь-Ю кТ!. ф-'ектизяое родонпе задач в части управления релппаш: РС осноглно на ислоль* зованш едгноЯ ив'^р'-акяв о схемах соодкченяя, дашшх об устаиор-локион олектроеборудогакпл, нагрузках к т.д. Систематизация. я .. накапливание -это"' ниЗоршцгш вознэшш яр;: организации упорядоченного хранения поэбхояплнх данхпх в соотвотствузшй архтаах бавка. даннгх, которяэ содормлт постоянную часть, ко изиеяяюпулся в процессе .¿ушшдопгрогакия архива :т перегеггауп часть - данные о схеглх РС, зависящие от их ркг.птого состояния.

Ргсшатрлвабш! банк данинх подразделяется на: базу иорматкгло-спразочно:; кн'эорглцп'н (ПСИ)?

- базу .спецкализпрогакной вифзрь'сши. .

ПС!! содоржпт парамотри основных типов проводов и кабелей, параметров траис'оргаторов, двигателей, реакторов, батареИ. .конденсаторов, твпошо реализации графиков кагрузкк Потребителей.

. Спецпа'пхзпроваипая нн1«рмацяя о сети содвртхт обмте сведения по листу схема , сведения по источникам питания, походную тпор-матрпо по узлам и ветвям схеш. ..

Снста'а управления балка дэтнтых электрических сетеч пред-ияэшг'сла для геперапдо, редеагя и управления гш'юрглктнпей база. Здзсь ре'::;г:тся слодужцю за:',ачи:.

- геперат.т/Я банка - подготовка данге;х па экране длсалея л запись гасскеов гаг>ршпрп на иогакгяуп ленту я дкек;

- выдача справок о состоянии банка - распечатка я вывод экране содорзллого банка;

- Г.ОрреТЩИЛ го-^орглдкн; .

- диагностика огпбок при заведения банка.

. Контроль неходких данкчх состояния состоят й определении втглонопИ'. от гшаччшй НСП, пределов язи.тнешш ссответег^тпих пг.гш.1- тров, п .такме соответствии одляа;юшх параметров в .различных формах зход'псс параметров банка. Проке того производится логзпеокрг проверки па .связанность и .ааьткнутоегь сэ?еш,- упггнвзл, что гсэ взтвк в с:-:е\:е даттии бить моаду «¡обо»! связана, тггппгл нагрузок, долило про;;:згодиться по .разомкнуто;., схеме - ся одного ¡гсточпкка шташи. Использование дашЫ протъеез'и поз&млзт ко-, яучкть спрчвту об омгбтах банка дапнкх в вяя<з то?.отэт»Я кэторка-

5t

дог. с пояснительным гексгон.

. Катепатичес-оз обеспечение автоматизированного банка данных в дедом выполняет еяед^жиш //нг.тши:

- ввод, обработка к контроль запросов на тслшиотю работ, под хсоторкт понимается . рогламеиткроваиииь деле гая банка дашпп: , по заэоденг.о, r-онтрота к корромзш noccowoioi и пера:еано" части в«ч>р1ад:ош:оГ. datai» а такао дьлств:ш по кшолиошю техночога-неекпх расчетов;

- вызов а соорка програмдннх модула;: ддя выполнения коикратноЛ работы;

- виполнзшю необходимых расчетов п выдача документов.

. Описанные йункцни банка данных реашэует.ся с помада управляющей програчш п библиотека нрограшнах ¿.»дулей.

Унравляодйя программа состоит из следующих основных частей -ыою.гора, диспетчера, интерпретатора к блока предварительного контроля запроса.. • .. ... ч'£'!'

В .состав библиотеки включены nporpauuauo подула, псобхс^и-шз для ыодедироваагя и управления pe:::;i.'a:.ut PC: определение подогни схемы; расчет соцроткьлош£ лкя.г." н траноХортторов; раелф*. характеристик нагрузки; расчет дгайашчесй'.и ::йрактерпсткк узлхв; расчет устаповавлогосд реавст сети; иод&Кьроваыче дннгиппвефт релга.-.а сети; юсссаиошсиио вектора состояния сети; расчет нпх квадратов, координат систеш; es л тез оптп альных регуляторов; расчет оптимальных значения Напряяеиай в центре, питании ц4зт^т-вдениХ раоародоллпголъшп: транейориаторов, разведении когаснои^у*)-щих устройств. .. .'*',

,, Слог, упорядоченного построения "".рева охег.ш основан нап^ ï.'>Re услоашх потенциалов, .. •• ' ■ ч"'

И?, осдаштап mowpvmix данных лттЛ я трано}ор;,:агоров [цюг спдщтастся солроткьдонзш, Геалкзащт графиков нагрузки пгл-*' дятся в дискретные моменты вр зени, па основании которых численный методом определяются корр&шеюнщю функции.

. Расчет дккачнчеекпх характерхстш: узла нагрузки производите* исходя на состава установленного та^трсоборудовання v их пас-; .. •портных дайнах. -При .згой берутся упроченные ыатадагячео aie шдед) для описания переходных про^ссзов в синхронны;: н асдихропнюг двигателях,

Ело:; расчета устанопахлюгсся режима сети, относитзлыю которого рассштрпраатся пронесен, реализован на основании метода простой ятерядег- для рачемкнтм: аюкгрнлеских сетей.

С учетам блогл упоря^очсни-ото г.остсоенгл дорев>1 сг.бгл п дпналнчес:;.".;; харшстсвдстгк отдельных узлов производится построение дгигляпясчой [.эдедк ?С„. .. ., i

Г? счет среднг: кеодратов г.оордяпйт скотами производятся на осяованяп опродбжктола" Гург.ггд.

Ирогр&м: rao блоки для -синтеза оптаальшх регуляторов овяза-H!t с рогсшгет! faTpjrTiaa алгебраических уравнений Ртскати. Для ■ решения w:ix уравненп:! баз использован .иетод Ншгона к стандартное :.;ато:'лткчоское обеспеченно, рс-аяизукхяее метод Гаусса.

йспользузотся стандартнно процедуры для перешюкония lavrpnn, вичнсле-нпя обратной ^атргга;, вичкслензя корней иолкиогд. Гсполь-зовона процедура дгл репония .алгобраичес/лго уравнения Лялунога, алцорнт;! решения которого основан на методе бесконечных рядов, п процедур» пергллтешл поянмипалышх здтриц и вычисления обратной матрас.! с поиощь» мзтода Ловерье-Фадцеева.

Произведен расчет по схемам РС.

3 А К Л 33 Т U II И Е

V' ->33 настоящей работе репэна научная проблема оптимального.. ••

стоЗ'Ясп чесг.ох'о управления динампчеслсшп рекгелами распределительных' Ьлсктричсскг.х .сотой путем регулирования напряжения в реактив-» Ы.Г üO'j.nocTü-в отдельных: узлах сети, Это. позволяет повысить качество :\-1гл'.троснаб.дсигл, уменьшить отклонения к колебания напря-.йзхптя у амг:тропр::е?.чжов epit случайних бзмсиошях нагрузки, унизить уадрби от некачественной апектрооноргил у потребителей й потеря в сети, улучкнть а;У}октшзиость г1^шавюпщ}ования..олоктро-оперготпчоенлх спотш. При этом полужии слодуяглие .результат:

1. Разработана динамическая модель узла распределитель;^! злодтрпес:-о!1 соти при героятиостпом характере нагрузхя» Полу-чепи перопаточтта »5уикцгп комплексного узла нагрузки апектрй^осшй сет:!. Определены иптергали изменения параметров корреляш'.онннХ Оунингл и споктральннх плотностей мощности К-олебаниЛ токов иагруз" ип распределительных сетей.

2. Произведено иатокатячосиюв оашшео здвпвдомзшючевяпг. процессов в узле нагрузки адектрпчесхой сети, содержащего миогоянп-гателышй электропривод линий непрерывной обработки материала» При »гон была поставлена и . репейа новая .ас&»ча иата«атачееко8 физики. Показало, что «в уз.Ю нагрузки будут провсхояитг, кодеба-нпл иалпгп*тея, тшвам-ае рогулгэдтипм эффектом нагрузка. Раэра-

ботан способ коррекции динамических характеристик ташго узла.

3, Показано, что £ даюшпеских роналах распределительная. алевграчеекай сеть представляет codoíi циогоздргшй объект оптимального стохастического управления, Получены матрглнпа переда--точние йуьки/ш г. частотше характериетшск по унрашаедш и ноз-иуцащш воздеЦсш-лм распределительно;! сети, В результате ana-, лиаа средних квадратов отхдсиошЁ узловая напряжений репеиа задача уксиБалоитгровташ сети. Получена уравнения . распределитель ной сети в пространстве состояний, возводящие сделать к:под об управляемости и иаблвдаеюети дпшических pev.:i: :оп.

' 4. Обоснован впбор критерия качества. упраипеш:я динамическими рвзшагш распределительных сете!; при случайшв: изменениях ' нагрузки. По'лзано, что б качестве ьуккционача качества работы . t,moiócwisao3 система управления может быть вэят обобщенный, .сра иеквадратичний иоптергл, {»ста«?1»шши которого яодвдгоя средние двадратц отклонений напряжения в узлах соти и модности управляю

цих ьсздё'лстбий.

5, На основании заданного критерия качества разработан t.i ;тод синтеза векторного епткмалыгаго управления динамическими регсыами сети при случа.чних изменениях нагрузки. Пето-. дш;а синтеза..оптимального уиршмошея обеспечивает комплекс требован®! предъявляемых к .системе, основными из которых является непосредственная, без "¡деальпих" дк&'ерсшшруадсс звеньев, реализуемость регуляторов, сохранение устойчивости при гариащ-ял • параметров .п стабильность спстеш.. Получени ляпа'гсенгя для-опро-делеи:м пер^даточн:« и'ункщ'Л овткдалыщхллиопоенязинх регуляторов в зависимости, от математической модели сети в пространстве., состояний и корреллы.охших Фушщпй колебаний т^даз нагрузки узле

6. С..использованием аппарата сатричннх передаточных ¿упкцш и споктральних хардаеристи; разработана методик анализа многс связинх систем управлеиш рь...:ш£ми соти при.-вариациях параметров объекта и надппейности характеристик регуляторов. Показано, что оптимальная система управления является технически грубой

и абсолютно'устойчивой, Доказана сХоглчшкость оптимальной -ckcté . ми управления по сравнению с традвдюииши способами рагуллровЕ йВД иаяря^м-мя и реактивной мэдпостк'вети. Измерение дополнительных коорданат . вистеац (то;дав иагрузкк отходящих прпсосдшк нпЛ узлов) пр'лмдит к yMoitbwei:»ao яначовия критерия качества управления. Лрсиааедена оценка ¡.¡аксимальиых отклонений напряжения ft уэлах раеиредвллггышхш сети.

?. Разработана способы и .прилепа построен: я систем регулирования напряжения распраделптсльпнх саге.'., новизна которах за-цггцопа родом .авторских свидетельств. Определена принизят нострое-экстремалынс: . систем регулирования папряг-онля в центре пи~ гаг.тл распределительно:! сети, обесяэчдвгмляо пашепшед потребление некачественно.-! а~ечтроэнергии и учптиваггда.-надеккост1> устройств РПН трансляторов центра питания. Пр«ти»асна способа регулирования мвлряжияя в центра питания, косорае наряду с збосяичеагв!! .требуе!лп показателе:-! качества управления в узлах распределительной сети иоло.'глггольио вл:уст на рейта пчта'рме-: зязкарпческоц система. Показала »»екткваость построения систем ... регулирования иапрягмнпя:. узлов электрически сети с лепользова-;::ем отадолик мэделеЛ-идситиТтисаторов и полосовых фильтров, ва-нелжцчх собстзепнне колебания система. .. • ..

• 0.. Разработан шСюрманглипо-вичислительна'! комплекс - банк доншх для управления реташ п автоматизированного проектирования оптимальных регуляторов распределительных сато":. Определена структура И1и1(ормацг;о:то:г база л система управления'банкам, пред-тзначенпал для генералу;, ведения и управления базами дангше. .

данкгх со стоит из база шршт;шкочтр'ХочноЛ.ш;1ч>ршцни, со>-• еряаде!! параметра осноешс: типов проводов п табелей, транспорт- . горов, двигателе!:, реакторов, батарей конденсаторов, типовае реа-шзацил графиков наруу.зип и база спецгатизпрованпоЛ информант о юти .в злде общих сведешь? по листу схем::, источника« лягания, 'сходную н:Оориащзо ио узлам л ветвям.. Разработало, спайпатазпрован-'ое математическое обеспеченно башеа данных». .позволяющее тделнро-зать рквзл распределительной ссти и производить синтез опткмаль- . • И1Х регуляторов капря^лния и реактивно!; ковкости сигти. Информацией {о-вачиелгаельпл!: комплекс реализован на вычислительпах системах 5С, кпкро да "Здсктвонш-а ДЗ-28", ДЗК-Ж1, ТАПг=34»..

9. ЛвтоматкзкроЕПпнпД банк данных расиредачителинах ояеГстрп-геских сете'; к! внедрен на предприятиях гаектричееккх сетей 'ЗУ Хупбаиовэнерго, Саратовж-рго, Томскзнорго, Татокерга» сетях ¡е^тепромаслов. Су ¡.тарой эковонячесгай з>?<эет от внедрения сос-.'ааляет около I мдп,. .рублей.

Результата мотодлчеекзх разработок использована в учебном тродвссе при подготовке кикеиеров электротехнических 'бпецкаль-юстеЛ.

Основное содерг.иие диссертации onjC;::KOtrHO г е."ед;, otr.iix * Ftfnsx:

1. A.C. 140>3?19 (СССР) Способ автоматического регулирования пап: ряженая узла атоктрпчоскоп сети /¿.II. Рассказов, O.í». Каряки-i«a Ц £юл, изобр. - IC39. - 23.

2. A.C. I46C530 ..(СССР) Способ автоматического регулирования яапрякишя узла электрнчоско!! сот г Д>.]'.. Рассказов, В.Р. Гольдагевйи, Ц.Л, Штсксов. // Qwu изобр. « iscs - ." 12.

3. А*0. 1370303 (СССР) Устройства для регулировать напряжения узла нагрузки злектптесной саги /я.Ц. Рассказов, В.Т. Папин,

М.А. Шяпкоз // Ем. изобр. - lft33 - У' 4. ■

4. A.C. I3305S9 (СССР). Устройство для автоматического регулирования иалряздйия узла злектричоскоп сети / 3.51. Рассказов, Н.Я. Галиков, U.A. Висков // Бюл.. изобр. - 1087 - Z SO. ..

С. A.C. I3I237G (СССР).-Устройство для атао;латкюсг.ого рахулиро-вааия' напряжения узла электрической сети /Ф.Н. Рассказов, С,II. Гнила // Бол. изобр. - K-fi?..- 1!¡ IS. ..

5. A.C. II71101 (СССР) 'Тстройстбо для автоматического регулирования наяглл&иия узла элеютргяоскоЕ сети / v.ü. Рассказов,

. . К.В. Киревв // Бол, изобр. - IS85..- !' 29.

7. A.C. 493306 (СССР) Ци)рокол регулятор соотношения споро от ei ' ведущею и пр:шодного двигателя /i.u. Рассказов, Ц.И. Козпг . // Бюл. изобр. - I57C - I.

• D. A.C. 733733 (СССР) lUtjporon рэхудятор соотюпоигя екоросте: •. ведущего и приводного двигателе:; /S.U. Рассказов, М.п. Козк В.И. Котенев, Е.А. Романов, В.¿i. Сеглавил // Бал. изобр. -19Э - í¿ 44.

9. Рассказов Ф.Н. Информационно-вычислительная система распределительных сетей 6-10 кй //Теаиса докладов межвузовской конфе-ренцпу "САПР электротехнических <н:стгм".-КуИбилев, 19!?5.

¿0. Рассказов З.Ц., Козин к.П. Аяачиэ динамических свойств мнот . диктат«льдого электропривода с упрут:!; зиеиьями // Сгорят

. ¡днзацая и 'автоматизации техчологичотис процессов и промшие пых установок. %1]бшлчв, 1074. - С. 97-104. Козин íi.II., Рассказов á.Ii. Ци;роанадоговая система автошин ; Koii. стасклизяилп удлинения полосу // ¿лгтарог е vin леская яре мщдеяпость, серия "<1л<пстроцривод" 5, 1975. - С. 1-4.

ХЙ, Коганео Б.Г.., Рассказов &.Н., Сардинский П.ц. Электрота*яичЕ кие прсдосса при вытягивании отяигаоиой ыет«д.тчческ0й полой И Тезиеа докладов межотраслевой научно-технической конфе-

ронцпп "Автоматизация тсхнолотачес;:;1х процессов в' разлйчиих отраслях народного хозяйства". - Ку.^шет, 1975. - С.. 13-16.

13. Рассказов у.Н. Аьгалатаздфогпдос! иногбдвлгателышй электро-.) прдиод установки непрерывного отлнга и правки полосы // Алго-р;ттг.:;'.заи:.'л я автоматизация •гохполотчгсгскгл процессов и про-.'.пюлепшн усто:-.о«ок, Г.уйб.чиов 1077. - С,. 3-12. - -

14. Рассказов 0.1!., Благонодогши В.!1..р ГольпштеАи 3 Г.,. Кубарь-ков л).П. Лвтоттазкровамгкл бани даншх распределительных олок?рцчос;ах с&тс".// КуЛбипевсзжй ыгглтрасловоа тсррггори-атаныЛ центр коуч?:о-?ехюгчео:«>» тГюркацпк и пропаганд;:. -Л.Л. 140-34, 1Г24. •

15. Рассказов 'I1.!'., Сашои Э.А., Кхтков 1.1.Л., Дсргна .Т.О. Автоматическое рм^лнрованпе нагтагг.енгд узлов нагрузки энергосистем // Тоздсн докладов Бсосол&пого нау*>но-техпг.чес*ого лодоцавпи ."Ьтгвг.волонтпроваппо ачектро энергетически: систем для управления их рс.лимиш", - Вагу, 1937. - С» 57-53.

16. Рассказов О.Н. Исследованг.& скстсш- автоматического--управления процоссо'й ватягавания полоса вря огсшго с учетом варгацпп

параметров объекта // Адгорктмкзацкя л автоматизация' тохно-лоп:чес;спх процессов и промшшешйдс установок. - КуГ;бшзев , 1573. - С. 93-ЮС. ...

17. Рассказов -¿,'1. Дкпаглическло (одели к регулирование иайрязизипя распределитель;-::^ алсктрпческих сетей. // Известия АН УСС? Злектронноо гюдолдрооанко. - 1?90, 3. - С.73-76.

13. Рассказов £.11. Оптплалыюо стохастическое регулирование ная-рядонга узлов распределительных электрических сетей. // Известия Вузов, Энергетика. -1990, 3. - С. СО-бЗ. ••

19. ЕвлызствДн З.Г., Рассказов <2.И., Саягов З.Л. Формализация задач принятия рекой; я 1г эксплуатации и проектирования эле:«-, рпчеекпх систем к сотей. // Тезпси докладов XI сессия Бсссоюз-1 но го научного семинара "Кибернетика электрически систсм" -Абамш, 1932. - С. 131-132. .. ... . ■•

20. Рассказов Ф.Н. Оптимальное стохастическое управление Дипаки-чаекпш: роякммлп распределительных электрических сетей. // Кдспигрпкапгя л опгчккзадая упрааяиешзс технологических процессов. - Ху,;бцкев, 1939. - С. 113-112,

21. Рассказов Ф.Н. О синтезе ошч ¡талый« стохастических систем управления нпогокорнс/л объектами. // Алгоритмизация п авто-матпзавря технолопгчееккх процессов п технических скстсш. -ХуЯбыяев, 1030. - С,'>7-5У.

'22, ГолздогееВн В.Г., Рассказов 0.11.;' Шкгсов U.A. Оптимальное управление дгашшчесюлщ рагшаын распределительных алектрк- * .чоеанх сетей при • случаг.них полебанглх 1шрузкк // Тезисы ( ■ докладов Л сессии Всесоюзного научного сэыпнара "Кибернетика элемркчесхих систем" - Абакан, 1933. - С. 133.

23. Рассказов 5.Н. Цкздак£»а«ац;:л процесса натягивания полоса при отжго. //Тезисы доклздоп паучио-техинчесзюл. конференции "иатсгдатичеснло моделирование и гибридная вычислительная техника", - КуЛбшев, 1Э75. - С. 04-53.

24. Рассказов Ф.Н. Оптимальное стохастическое управление рашлами распределительных электрических oeteií. // Деп. в Hniopuanepro, J5 3193 от IS.05.I990 реферат оптблшсопан в БУ 'ВИНИТИ "Депонированные рукописи", ЮРО, .'"'9.

25. Рассказов Ф.П, уйектй^нкатл и регулирование спряжения узлов энергосистем с гагогодвнгательио;; нагрузкой, // Деп. в ¡¡нТюрк-анерто, j.! 3195 от IS.C5.I990. РеТ«рат опубликован в ЕУ

' ВШЯЛ "Депонировании« рукописи", IODO, ü 9.

26. ГольдитсИн В.Г., Рассказов Ф..Н. Метод опктеза оптшапьного стохастического управления дина.шческлг.и pexiwaut распредели тельних сет ел, // Темней докладов Всесоюзного сегаглара "Ккбер-

■ нетнка атектроинер гегч сче с хпх систем", - Челябинск 1990. - С.9.

•• 27* Рассказов 5,Н,, Шипхон iá.A. Алгоритма к способы апгсматичес-кого регулирования напряг. он:и узлов нагрузки знергосистем.

. . // Экономичность и управляемость релашов энергосистем. -Баку, 1980,- С. 127-134.

1!сдн;;оано к печати 5.10.ЭС . •¿ор:,ат' 60 х 84 I/I6 ;3лказ 350 тар. 100 зкэ. бесплатно. 110-3 "Леиуприздвта"