автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Повышение устойчивости синхронных генераторов в системе внутризаводского электроснабжения с помощью быстродействующего статического компенсатора реактивной мощности

На правах-рукописи

МУРЗИКОВ Антон Александрович

ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ В СИСТЕМЕ ВНУТРИЗАВОДСКОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО СТАТИЧЕСКОГО КОМПЕНСАТОРА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

4856552

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск - 2011

4856552

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент ХРАМШИН Тимур Рифхатович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор РАДИОНОВ Андрей Александрович

кандидат технических наук МАКОЛОВ Владимир Николаевич

Ведущая организация:

«Московский энергетический институт (Технический университет)»

Защита состоится // марта 2011 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.111.04 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, Челябинская обл., г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, ауд. 227.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «МГТУ». Автореферат размещен на сайте http://www.magtu.ru.

Автореферат разосланО^Ь. февраля 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.111.04 канд. техн. наук, доцент

К.Э. Одинцов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Крупные металлургические предприятия для обеспечения надёжности системы электроснабжения особо ответственных потребителей в своем составе содержат собственные электростанции с генераторами относительно небольшой мощности 4-30 МВт. Они работают на вторичных энергоносителях и являются источниками бесперебойного электроснабжения в аварийных режимах. Наиболее тяжёлыми и опасными режимами являются удалённые трёхфазные короткие замыкания (КЗ), сопровождаемые глубокими провалами напряжения и заканчивающиеся, как правило, потерей устойчивости и отключением генераторов.

Одним из важнейших требований, предъявляемых к системе внутризаводского электроснабжения, является обеспечение устойчивой работы входящих в неё синхронных генераторов. Исследования в этом направлении являются безусловно актуальными и практически значимыми.

Автоматическое регулирование возбуждения (АРВ) синхронных машин является одним из известных и традиционных способов обеспечения устойчивости работы системы электроснабжения. Российскими учёными накоплен большой теоретический и практический опыт в этом направлении, в частности, за счёт регуляторов сильного действия. Однако ввиду большой постоянной времени обмотки возбуждения и ограниченной кратности форсировки напряжения применение существующих систем АРВ для обеспечения устойчивости генераторов собственных электростанций оказывается недостаточно эффективным.

Бурное развитие силовой и информационной электроники, наблюдаемое в последние десятилетия, привело к появлению нового класса быстродействующих статических компенсирующих устройств (СТАТКОМов) выполненных на базе полностью управляемых полупроводниковых ключей. Их применение позволяет существенно повысить устойчивость и надёжность систем электроснабжения, в том числе и синхронных генераторов.

До настоящего времени не обнаружено исследований совместной работы подобных компенсаторов с генераторами малой мощности в системах внутризаводского электроснабжения, не рассмотрены возможности и резервы СТАТКОМов в качестве устройств, повышающих устойчивость генераторов, отсутствуют достаточно чёткие аргументированные обоснования при выборе силовой части и системы управления компенсаторов в обозначенных режимах, отсутствует технико-экономическая оценка перспектив использования СТАТКОМов на металлургических предприятиях.

Краткое описание объекта исследования. Объектом исследования является подстанции №87 ОАО «ММК». Данная подстанция питает вспомогательные механизмы электросталеплавильного цеха, которые относятся к потребителям особой категории надёжности, поэтому кроме двух вводов дополнительно установлены генераторы мощностью 30 и 12 МВт.

Целью диссертационной работы является разработка и исследование научно-обоснованных технических решений, обеспечивающих повышение устойчивости и более полное использование установленной мощности синхронных генераторов системы внутризаводского электроснабжения с помощью быстродействующего компенсатора реактивной мощности типа СТАТКОМ.

Для достижения этой цели в работе поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Выполнить комплексный анализ эффективности использования известных способов повышения устойчивости синхронных генераторов в системах внутризаводского электроснабжения.

2. Обосновать целесообразность использования быстродействующего статического компенсатора для повышения устойчивости и наиболее полного использования установленной мощности собственных генераторов.

3. Разработать математическую модель исследуемого комплекса в составе синхронного генератора с АРВ, статического компенсатора с системой векторного управления.

4. Провести теоретические и экспериментальные исследования способов повышения устойчивости синхронных генераторов, работающих совместно со статическим компенсатором.

5. Выполнить комплексную оценку эффективности использования быстродействующего статического компенсатора в системе внутризаводского электроснабжения с учётом повышения устойчивости работы синхронного генератора и наиболее полного использования его установленной мощности.

Поставленная цель достигается благодаря применению быстродействующего статического компенсатора реактивной мощности и тормозного резистора, обеспечивающих эффективное демпфирование колебаний ротора синхронного генератора при больших возмущениях.

Методы научных исследований. В работе использованы базовые положения теории автоматического регулирования, электромеханических переходных процессов, методов синтеза регуляторов многосвязанных систем. Решения отдельных задач получены с применением аппарата передаточных функций и математического моделирования в среде Matlab - Simulink. Экспериментальные исследования проводились на лабораторной установке и действующем оборудовании путем осциллографирования с использованием пакета Drive ES Starter.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработан новый способ повышения устойчивости синхронных генераторов с помощью быстродействующего статического компенсатора реактивной мощности.

2. Разработана математическая модель статического компенсатора типа СТАТКОМ, отличающаяся учётом дискретного характера переключения си-

ловых ключей и позволяющая анализировать работу устройства в статических и динамических режимах с учётом высших гармоник.

3. Создана имитационная модель электротехнического комплекса в составе синхронного генератора и статического компенсатора. Отличительные особенности модели заключаются в следующем: механическая часть генератора представлена в виде трехмассовой системы, учитываются регулятор скорости турбины, а также система регулирования возбуждения генератора и векторная система управления компенсатором. Модель позволяет исследовать переходные процессы при коротких замыканиях, резких изменениях нагрузки и колебаниях напряжения сети.

4. В результате теоретических и экспериментальных исследований подтверждена работоспособность и высокая технико-экономическая эффективность предложенного способа повышения устойчивости синхронных генераторов в системе внутризаводского электроснабжения.

Практическая значимость работы:

1. Разработанные способы повышения устойчивости синхронных генераторов рекомендуется использовать для собственных электростанций металлургических предприятий.

2. Определены параметры регуляторов системы управления статическим компенсатором реактивной мощности, обеспечивающие повышение устойчивости узла нагрузки.

3. Дана сравнительная оценка показателей качества электроэнергии при применении известных и предлагаемого способа повышения устойчивости синхронных генераторов.

4. Заложенные принципы повышения устойчивости синхронных генераторов найдут применение при расширении и реконструкции металлургических предприятий.

5. Разработанную математическую модель в составе синхронного генератора и статического компенсатора рекомендуется использовать для углубленного изучения переходных процессов при подготовке специалистов электроэнергетических специальностей.

Материалы диссертационной работы рекомендованы к внедрению в практику проектирования систем электроснабжения строящихся объектов в условиях ОАО «ММК». Разработанные математические модели используются на кафедре электроснабжения промышленных предприятий МГТУ им. Г.И. Носова при чтении специального курса «Переходные процессы в системах электроснабжения».

Экономический эффект внедрения результатов работы обеспечивает повышение на 10% выработки электроэнергии генераторами собственных электростанций, и составляет в денежном выражении более 40 млн. руб. в год.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается научно-обоснованной постановкой задачи и корректным применением современных методов математического моделирования в управляе-

мых электротехнических системах и подтверждается результатами выполненных расчётов, а также достаточно малым расхождением результатов моделирования с результатами экспериментальных исследований на действующем оборудовании.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Обоснование использования СТАТКОМа в системе внутризаводского электроснабжения как наиболее эффективного средства повышения устойчивости синхронных генераторов.

2. Математическая модель статического компенсатора, представленная в матричной форме, и позволяющая проводить исследования статических и динамических режимов при различных изменениях питающего напряжения (отклонения, колебания, несимметрия).

3. Имитационная модель электротехнического комплекса, состоящего из синхронного генератора с системой АРВ и статического компенсатора с векторной системой управления. Модель позволяет проводить полномасштабные исследования переходных процессов при различных настройках АРВ, с учётом корректирующих перекрестных связей системы управления компенсатором.

4. Результаты экспериментальных исследований синхронного генератора и статического компенсатора, подтверждающие адекватность разработанных математических моделей физическому объекту.

5. Теоретические исследования эффективности управления переходными процессами в системе внутризаводского электроснабжения с применением быстродействующего статического компенсирующего устройства и тормозного резистора.

6. Технико-экономическое обоснование внедрения предлагаемых компенсирующих устройств, позволяющих повысить устойчивость узла нагрузки и обеспечить наиболее полное использование установленной мощности синхронных генераторов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: 68-ой межрегиональной научно-технической конференции (г. Магнитогорск, 2010 г.); I международной научно-практической конференции «Интехмет - 2008» (г. Санкт-Петербург, 2008 г.); II Международной научно-технической конференции по созданию и внедрению корпоративных информационных систем (КИС) на промышленных предприятиях Российской Федерации (г. Магнитогорск, 2007 г.), VI Международной (XVII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу (г. Тула, 2010 г.).

Диссертационная работа рекомендована к защите расширенным заседанием кафедры электротехники и электротехнических систем энергетического факультета ГОУ ВПО «Магнитогорский ГТУ им. Г.И. Носова» (январь 2011).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 10 печатных трудах, в том числе 3 статьи в изданиях, входящих в перечень, рекомендованный ВАК и защищено патентом РФ на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 104 наименований. Работа изложена на 173 страницах, содержит 108 рисунков, 11 таблиц и 1 приложение.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и основные задачи исследований.

В первой главе показана необходимость развития собственной энергетической базы крупных металлургических предприятий. Проведены теоретические исследования динамической устойчивости синхронных генераторов при КЗ. Проанализированы известные способы и устройства, повышающие устойчивость синхронных генераторов. Обоснована целесообразность использования СТАТКОМов для повышения устойчивости и производительности собственных генераторов.

Показано, что наличие собственных источников электроэнергии повышает надёжность электроснабжения при сбоях в энергосистеме, и обеспечивает максимальную утилизацию вторичных энергетических ресурсов, выделяемых на металлургических предприятиях в результате их основной деятельности. Так, на промышленной площадке ОАО "ММК" успешно используют доменный и коксовый газ.

Наиболее тяжёлые последствия в системах внутризаводского электроснабжения вызывают удалённые трёхфазные КЗ, на которые приходится более половины всех аварий на стороне 6-10 кВ. Трёхфазное короткое замыкание в большинстве случаев приводит к значительному ухудшению качества напряжения, вызывает снижение выдаваемой мощности и отключение генератора от параллельной работы.

Активная мощность, поступающая от синхронного генератора в приемную сеть (рис. 1,а), определяется как:

Р = 3ErUc ■ sin 5/ х . где хре, = хр + хт + xj] - результирующее сопротивление генератора, трансформатора ТР и линии 77; <5 — угол между вектором ЭДС генератора и вектором напряжения сети; Uc - напряжение сети С; Ер-ЭДС генератора.

При КЗ в электрической сети (на рис. 1,а показана точка К) вследствие глубокого снижения напряжения происходит внезапное и резкое уменьшение электрической мощности синхронного генератора СГ. В нормальных условиях режим передаваемой мощности определяется точкой 1 на синусоиде I (рис. 1,6) и характеризуется углом д0■ В момент короткого замыкания происходит сброс электрической мощности и рабочая точка переместится в точку 2 на кривой II.

При возникновении КЗ мощность, развиваемая турбиной Т, остается практически неизменной из-за значительной инерционности. В результате нарушения равновесия между Рэ, и Рт возникает избыточная мощность турбины АРТ, под воздействием которой происходит ускорение ротора агрегата

и 'Г \.

хс~0

и увеличение угла <5. За время до отключения КЗ угол д успевает увеличиться до значения, равного ¿1 (рис. 1,6), а ротор - накопить кинетическую энергию, величина которой пропорциональна площадке Бу, называемой площадкой ускорения.

В момент отключения КЗ (точка 3) электрическая мощность возрастает и становится больше мощности турбины, на диаграмме рис. 1,6 точка 4. С этого момента начинается процесс торможения ротора, который продолжается до тех пор, пока не будет полностью израсходована запасенная ротором Рис. 1. Схема электропередачи (а) и кинетическая энергия. Этот про-характеристики Рэп =/(д) для нормального цесс характеризуется площадкой и аварийного режимов (6) 8Т, которая называется площадкой

торможения. Если кинетическая энергия ротора будет израсходована при углах 3, при которых Рэ, > Рт, т. е. до точки 5 и угла д2 на рис. 1,6, то генератор останется в синхронизме и динамическая устойчивость будет сохранена. Условием сохранения динамической устойчивости является Бт > 8У. При невыполнении этого условия генератор выйдет из синхронизма. Для повышения устойчивости необходимо либо увеличить площадь торможения, либо уменьшить площадь ускорения. Уменьшение площади ускорения возможно за счёт увеличения ЭДС генератора, увеличения напряжения во время КЗ и с помощью электрического торможения.

Для поддержания напряжения с требуемой точностью и повышения устойчивости широко используются АРВ. Известны способы регулирования возбуждения за счет введения дополнительных сигналов: производной напряжения генератора сЛУ/УЛ, изменения частоты сети Лf (изменения скорости роторами), первой производной угла 5 ¿8/3.1, изменения ускоряющей мощности АР. Показано, что значительная инерционность контура возбуждения и ограниченный запас по напряжению тиристорного возбудителя не позволяют добиться положительных результатов в существующих системах внутризаводского электроснабжения.

Другим средством повышения устойчивости синхронных генераторов является применение дополнительных устройств: конденсаторных батарей с тиристорными ключами (рис. 2,а), тормозных резисторов (рис. 2,6). Подключение конденсаторной батареи или тормозного резистора происходит при

¿бМ > 0. Для реализации этого алгоритма управления необходимо определять производную угла сдвига ротора синхронного генератора, что связанно с известными трудностями.

Т СГ ТР К у

Ер, хг

хт

Л

П^Виг

С КБ

X,,

■Ьэ

ис хс = 0

1 СГ ТР К у

л

Ег, хг хт

б)

1

Вэт Кэт

ис хс = 0

Рис. 2. Схемы подключения конденсаторной батареи (а) и тормозного

резистора (б)

Способ основанный на подключении конденсаторных батарей малоэффективен при значительных просадках напряжения, так как при этом реактивная мощность конденсаторных батарей уменьшается пропорционально квадрату напряжения (С>к5 = и2).

Электрическое торможение с помощью дополнительных резисторов, подключаемых к шинам электростанций, является достаточно простым способом повышения устойчивости синхронных генераторов. В известных способах электрическое торможение происходит после КЗ, что не достаточно эффективно, так как запас кинетической энергии происходит на выбеге ротора генератора именно в момент короткого замыкания. В работе сделан вывод, что тормозной резистор необходимо подключать непосредственно на шины генератора и в момент возникновения КЗ, что уменьшает выбег ротора и повышается демпфируемость колебаний.

Показано, что дополнительные устройства и технические решения не могут обеспечить достаточной надёжности собственных генераторов при КЗ в системе внутризаводского электроснабжения. В таких условиях быстродействующий статический компенсатор является радикальным средством, позволяющим решить все вышеперечисленные проблемы в комплексе, а именно: повысить устойчивость синхронных генераторов собственных станций; обеспечить приемлемое качество электроэнергии в точке присоединения; повысить выработку активной мощности синхронных генераторов за счёт повышения коэффициента мощности.

Вторая глава посвящена описанию принципа работы и разработке математической модели СТАТКОМа с системой векторного управления.

Статический компенсатор реактивной мощности представляет собой быстродействующий автономный инвертор напряжения с накопительным конденсатором С в звене постоянного тока, присоединенный через трёхфазный реактор L к сети переменного тока (рис. 3,а). Принцип работы рассматриваемого устройства подобен синхронному компенсатору и может быть объяснён с помощью векторных диаграмм, приведенных на рис. 3,6 и рис. 3,в. Пусть напряжения Ucem, и Ucmam имеют одинаковую фазу, индуктивность L идеальна и не имеет активного сопротивления R, а потерями в автономном инверторе пренебрегаем. Если изменять соотношения между величинами напряжений Ucem„ и Ucmam, то автономный инвертор может быть либо потребителем, либо ИСТОЧНИКОМ реактивной МОЩНОСТИ. При Uсепп^Устат (рис. 3,6) ток 1стат отстаёт по фазе от напряжения Ucemu, поэтому автономный инвертор потребляет реактивную мощность из сети. При Ucemll<Ucmam (рис. 3,в) ток 1стат опережает по фазе напряжение Ucemu, поэтому автономный инвертор отдаёт реактивную мощность в сеть. Перевод автономного инвертора из режима потребления реактивной мощности в режим генерирования осуществляется изменением напряжения Ucmam путём широтно-импульсной модуляции. Амплитуда основной гармоники регулируется за счёт изменения длительности импульсов напряжения звена постоянного тока, которое в данном способе поддерживается на заданном уровне.

Разработана трёхфазная математическая модель СТАТКОМа, учитывающая дискретный характер переключения силовых ключей и процессы заряда/разряда конденсатора в звене постоянного тока. Модель представлена в матричной форме и позволяет рассчитывать переходные процессы в компенсаторе, характер которых максимально приближен к реальному физическому объекту. Адекватность разработанной модели подтверждена сопоставлением результатов, полученных на модели, с результатами экспериментальных исследований, выполненных на активном модуле питания Sinamics S120 мощностью 900 кВт.

Методом непрерывной аппроксимации указанная модель была преобразована к виду удобному для дальнейшего анализа и синтеза регуляторов системы векторного управления. Структурная схема непрерывной модели СТАТКОМа в системе координат dq представлена на рис. 4.

В результате анализа систем управления статическим компенсатором была выбрана система векторного управления, функциональная схема которой приведена на рис. 5. Система управления реализована в синхронной ортогональной системе координат dq, ориентированной по вектору напряжения сети, что позволяет раздельно управлять активной id и реактивной iq составляющими вектора входного тока статического компенсатора /. В цепи обратной связи по току предусмотрен преобразователь координат abc —* dq вектора сетевых фазных токов, измеряемых датчиками тока ДТа и ДТ4.

Сигналы рассогласований между заданными и фактическими значениями преобразованных токов обрабатываются регуляторами токов РТ и после

дополнения сигналами блока компенсации перекрёстных связей БКПС и ограничения БО поступают на входы преобразователя координат dq —* abc. В результате обратного преобразования координат формируются управляющие воздействия ика 3, uKbj и икс 3 на информационном входе автономного инвертора.

и«

^сети ^ста m

— Uсети " Uсто m л Icmam Icmam

ли = £/„.„ - а„

а)

6)

в)

Рис. 3. Принципиальная схема и векторные диаграммы, объясняющие принцип работы статического компенсатора СТАТКОМ

1 /Л.

Тр +1

X

¿р ■4,- X со„

Lp - X ч-

Гр + 1

xJ

Г

С„ср

Udc

Рис. 4. Структурная схема непрерывной модели СТАТКОМа

Для компенсации мультипликативного действия управляющих сигналов "ко* икь_з и икс, предусмотрена компенсирующая связь по выпрямленному напряжению воздействующая на дополнительный вход векторного модулятора. Для управления преобразователями координат и обеспечения требуемой помехозащищенности системы, предусмотрен блок ориентации, выполняющий вычисление параметров напряжения сети (У, а>к, вк по результатам измерения мгновенных значений напряжения в фазах сети.

Внутренняя САР активного тока подчинена внешнему контуру регулирования напряжения в звене постоянного тока с регулятором напряжения

РН и¿с. Контур регулирования реактивного тока ц подчинен внешнему контуру регулирования напряжения переменного тока с регулятором РН ис. Сигналы обратных связей поступают на входы регуляторов напряжения с датчика напряжения на конденсаторе и датчиков напряжения сети, после обработки в блоке ориентации.

Рис. 5. Функциональная схема системы векторного управления СТАТКОМом

Синтез регуляторов тока и напряжения выполнен на основе принципов подчиненного регулирования с учётом внутренних перекрёстных связей объекта регулирования. Оценка влияния этих связей показала, что при достаточном быстродействии контура тока порядка 1500 с'1, их действием можно пренебречь.

Проведён анализ силовых схем статических компенсаторов большой мощности (более 1 МВА): двухуровневых, трёхуровневых. Установлено, что рациональным схемным решением для компенсатора мощностью 9 МВА является параллельное соединение трёх двухуровневых инверторов мощностью 3 МВА каждый. Для повышения качества напряжения и уменьшения содержания высших гармоник в кривой тока компенсатора предложено использовать сдвижку опорных пилообразных напряжений на 60°.

Третья глава посвящена разработке математической модели электротехнического комплекса, включающего синхронный генератор, паровую турбину, статический компенсатор, нагрузку и сеть бесконечной мощности.

Моделирование синхронного генератора осуществляется по нелинейным дифференциальным уравнениям Парка - Горева. Структурная схема, реализующая эти уравнения в системе координат ротора dq, представлена на рис. 6.

Разработана математическая модель паровой турбины отличительной особенностью которой является представление турбины трёхмассовой систе-

мой с системой регулирования скорости. Структурная схема математической модели паротурбинной установки приведена на рис. 7.

Рис. 6. Структурная схема математической модели синхронного генератора

С,. БН

Б01 И Б02 РО

Рис. 7. Структурная схема математической модели паротурбинной установки

Математическая модель статического компенсатора выполнена на основе математического описания, приведенного во второй главе. Вышеописанные модели отдельных элементов рассматриваемого электротехнического комплекса реализованы в виде имитационной модели в среде МАТЬАВ с применением пакета БтпЛтк.

В четвёртой главе представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований переходных процессов в синхронном генераторе совместно с быстродействующим статическим компенсатором. Оценивалась эффективность применения СТАТКОМа в системе внутризаводского электроснабжения для повышения устойчивости синхронных генераторов. Дано технико-экономическое обоснование внедрения предлагаемого компенсирующего устройства.

Экспериментальные исследования переходных процессов в синхронном генераторе при трёхфазном КЗ проводились на лабораторной установке, представляющей собой физический макет системы электроснабжения- Осциллограммы тока синхронного генератора 1СГ, напряжения 11сг и частоты вращения псг показаны на рис. 8. Анализ осциллограмм и результатов моделирования позволяет сделать вывод об адекватности модели синхронного генератора.

1,08-

0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4

Рис. 8. Экспериментальные осциллограммы переходных процессов синхронного генератора при трёхфазном коротком замыкании

Исследование динамики регулирования статического компенсатора производилось на активном модуле питания Зшагшсз 8120. Показано, что статический компенсатор обладает высокой динамикой регулирования реак-

тивного тока, время установления заданного тока не превышает 5-7 мс. При этом напряжение звена постоянного тока поддерживается на заданном уровне с динамической ошибкой около 1%. Экспериментально доказана способность генерирования и потребления реактивного тока статическим компенсатором.

Исследование эффективности применения статического компенсатора СТАТКОМ для повышения устойчивости синхронного генератора было проведено на примере системы электроснабжения подстанции №87 ОАО «ММК» (рис. 9). Статический компенсатор СК через согласующий трансформатор ТЗ подключен на напряжение 10 кВ совместно с турбогенератором ТГ-1. Требуемая установленная мощность компенсатора, как показали предварительные расчеты, составляет 9 МВА для синхронного генератора мощностью 30 МВт при соз<р = 0,8. Генератор ТГ-1 снабжён регулятором напряжения, а возбудитель имеет коэффициент форсировки равный 2,5 и постоянную времени 5 мс.

Возмущающим воздействием является удалённое КЗ в точке К на шинах 110 кВ. Как показали исследования устойчивость синхронного генератора без СТАТКОМа нарушается при длительности КЗ более 0,25 с, поэтому в дальнейшем продолжительность короткого замыкания принята 0,3 с.

Рис. 9. Схема электроснабжения подстанции №87 ОАО «ММК» с подключенным статическим компенсатором к генератору ТГ-1

Результаты моделирования приведены на рис. 10, где указаны: угол д между ЭДС генератора ТГ-1 и напряжением сети (а); напряжение питающей

сети Uс (б); реактивная составляющая тока статического компенсатора 1Ч (в); активная составляющая тока Id (г); скорость ротора генератора со (д); мощность генератора Per (е). На осциллограммах все величины, кроме внутреннего угла, приведены в относительных единицах. За базовые значения приняты: напряжение сети Uc = 10,5 кВ; мощность генератора Scr = 37,5 МВА; частота вращения ротора сор = 314 1/с; ток статического компенсатора Iqk ~ 525 А.

напряжения и статическим компенсатором

Как видно из приведённых осциллограмм, включение статического компенсатора приводит к повышению напряжения и увеличению мощности генератора во время КЗ. Статический компенсатор работает при этом как стабилизатор напряжения питающей сети. В послеаварийном режиме происходит достаточно эффективное торможение ротора, и после двух качаний восстанавливается нормальный режим работы.

Быстрому затуханию качаний ротора после устранения короткого замыкания способствует электрическое торможение синхронного генератора. Реализация такого режима осуществляется за счет ключа и тормозного резистора на стороне постоянного тока статического компенсатора. Для этого в системе управления на входе регулятора активного тока формируют корректирующий сигнал, пропорциональный ускоряющей мощности.

В момент возникновения короткого замыкания появляется дополнительная составляющая в задании активного тока, в результате чего статический компенсатор начинает потреблять из сети активную мощность, которая рассеивается на тормозном резисторе.

Для исследования эффективности применения статического компенсатора с тормозным резистором было проведено математическое моделирование. При этом ограничение активного и реактивного тока СТАТКОМа выбиралось, исходя из максимально допустимой мощности компенсатора.

Результаты моделирования приведены на рис. 11 и в таблице, где указаны основные показатели качества переходных процессов. Оценивались остаточное напряжение при КЗ 1/ост, максимальная скорость ротора сотах, максимальный угол между ЭДС генератора ТГ-1 и напряжением сети 8тах, время переходного процесса

Наличие тормозного резистора позволяет достаточно эффективно демпфировать колебания ротора синхронного генератора. Наибольший эффект даёт применение электрического торможения во время короткого замыкания, так как при этом уменьшается запас кинетической энергии при выбеге ротора генератора.

Рис. 11. Переходные процессы генератора со статическим компенсатором, осуществляющим электрическое торможение во время КЗ

Таблица

Показатели качества переходных процессов_

Номер осциллограммы Показатели качества переходных процессов

иост, о.е. СОтса, О.е. дта» град. ¿пы С

Рис. 10 0,47 1,033 160 0,8

Рис. 11 0,41 1,026 121 0,7

Как отмечалось ранее, в нормальном режиме статический компенсатор генерирует реактивный ток, разгружая генератор от реактивной мощности, что позволяет при том же токе статора увеличить выработку активной мощности и работать с сояр = 0,92-0,96. Ожидаемый технико-экономический эффект за счёт повышения выработки электрической энергии составляет около 40 млн. руб./год. Срок окупаемости предложенных мероприятий около одного года.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. В работе проведён анализ использования известных способов повышения устойчивости синхронных генераторов. Показана их недостаточная эффективность при современных условиях интенсификации производства и увеличения единичных мощностей агрегатов.

2. Доказана техническая целесообразность и экономическая эффективность использования быстродействующего статического компенсатора для повышения устойчивости и наиболее полного использования установленной мощности синхронных генераторов системы внутризаводского электроснабжения.

3. Разработана математическая модель для углубленного анализа переходных процессов сложного электротехнического комплекса, состоящего из синхронного генератора с АРВ и статического компенсатора с системой векторного управления.

4. Обосновано применение векторной системы управления статическим компенсатором реактивной мощности. Определены параметры регуляторов, обеспечивающие повышение устойчивости узла нагрузки. Выполнена оценка влияния компенсации перекрёстных связей на качество переходных процессов при типовых возмущениях.

5. Исследован способ улучшения гармонического состава тока, потребляемого из сети, за счет выбора угла сдвига опорных напряжений силовых модулей, входящих в состав компенсатора реактивной мощности.

6. Экономический эффект от внедрения результатов работы определяется снижением аварийных последствий при работе синхронного генератора и увеличением производства электроэнергии. Срок окупаемости от внедрения быстродействующего статического компенсатора составляет менее одного года.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований переданы для внедрения в Центральную электротехническую лабораторию ОАО «ММК».

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

В изданиях по списку ВАК:

1. Способ повышения устойчивости генератора в системе электроснабжения крупного промышленного предприятия / A.A. Мурзиков, Т.Р. Храм-шин, Г.П. Корнилов и др. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3: в 5 ч. Изд-во ТулГУ, 2010. Ч. 4. С. 121-125.

2. Исследование частотно-регулируемых асинхронных электроприводов в лабораторных условиях / A.A. Мурзиков, Т.Р. Храмшин, Г.П. Корнилов и др. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3: в 5 ч. Изд-во ТулГУ, 2010. Ч. З.С. 196-202.

3. Современные способы компенсации реактивной мощности мощных металлургических приводов / A.A. Мурзиков, Г.П. Корнилов, Т.Р. Храмщин и др. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2009. №1. С. 28-31.

В прочих изданиях:

4. Перспективы внедрения статкомов для мощных тиристорных преобразователей прокатных станов / A.A. Мурзиков, Т.Р. Храмшин, Г.П. Корнилов и др. // Первая международная научно-практическая конференция «Ин-техмет - 2008». / СПб, 2008. С. 162-165.

5. Адаптация преобразователя Simoreg для возбуждения мощных синхронных двигателей / A.A. Мурзиков, Г.П. Корнилов, Т.Р. Храмшин и др. // Электротехнические системы и комплексы.: Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 14 / Магнитогорск ГОУ ВПО "МГТУ", 2007. С. 108-113.

6. Исследование компенсирующей способности синхронных двигателей с учетом питающей сети / A.A. Мурзиков, Ю.П. Журавлёв, Е.А. Семёнов и др. // Электротехнические системы и комплексы.: Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 14 / Магнитогорск ГОУ ВПО "МГТУ", 2007. С. 192197.

7. Быстродействующая система автоматического регулирования возбуждения синхронного двигателя в функции активной составляющей тока статора / A.A. Мурзиков, Ю.П. Журавлёв, Е.А. Семёнов и др. // Электротехнические системы и комплексы.: Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 14 / Магнитогорск ГОУ ВПО "МГТУ", 2007. С. 243-2477.

8. Модель управления реактивной мощностью в системах электроснабжения с вентильными преобразователями прокатных станов / A.A. Мурзиков, Г.П. Корнилов, Т.Р. Храмшин и др. // Вторая международная научно-технической конференция по созданию и внедрению корпоративных информационных систем (КИС) на промышленных предприятиях Российской Федерации - 2007.

9. Мурзиков A.A., Корнилов Г.П., Храмшин Т.Р. Повышение устойчивости синхронных генераторов в системе электроснабжения крупных промышленных предприятий // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: материалы 68-й межрегиональной научно-технической конференции. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2010. Т.2. С. 70-73.

10. Патент РФ на полезную модель. RU 84646 Ul. Н02Р 9/14. Устройство автоматического регулирования возбуждения синхронного двигателя прокатного стана / A.A. Мурзиков, Г.П. Корнилов, Т.Р. Храмшин и др. Опубликован в БИПМ, 2009. №19.

Личный вклад автора: Все основные положения диссертации разработаны автором лично. В работах, написанных в соавторстве, автору принадлежат разработка математических моделей [1, 8, 9], расчётная часть [3, 4, 6, 10] и обработка результатов исследования [2, 5, 7].

Подписано в печать 3.02.2011. Формат 60x84 1/16. Бумагатип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 103.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

ВВЕДЕНИЕ.

1. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ ВНУТРИЗАВОДСКОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.

1.1. О необходимости развития собственной энергетической базы крупных металлургических предприятий.

1.2. Понятие об устойчивости параллельной работы

1.2.1. Статическая устойчивость синхронного генератора.

1.2.2. Динамическая устойчивость синхронного генератора.

1.2.3. Асинхронный режим синхронного генератора.

1.3. Переходные процессы в синхронном генераторе при трёхфазном коротком замыкании

1.4. Повышение устойчивости синхронных генераторов за счёт автоматических регуляторов возбуждения.

1.4.1. Обзор публикаций по повышению устойчивости синхронных генераторов за счёт автоматических регуляторов возбуждения

1.4.2. Исследование эффективности применения АРВ для повышения устойчивости синхронных генераторов

1.5. Повышение устойчивости синхронных генераторов с применением дополнительных устройств

1.5.1. Повышение устойчивости синхронных генераторов с помощью устройств противоаварийной автоматики

1.5.2. Повышение устойчивости синхронных генераторов с помощью конденсаторных батарей, коммутируемых тиристорными ключами

1.5.3. Повышение устойчивости синхронных генераторов с помощью электрического торможения подключением тормозного резистора.

1.5.4. Повышение устойчивости синхронных генераторов с помощью статического компенсатора типа СТАТКОМ.

1.6. Выводы

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СТАТИЧЕСКОГО КОМПЕНСАТОРА.

2.1. Принцип работы статического компенсатора

2.2. Построение силовой части статического компенсатора

2.3. Математическое описание статического компенсатора.

2.4. Преобразование координат.

2.5. Непрерывная модель статического компенсатора.

2.6. Система векторного управления статическим компенсатором.

2.7. Увеличение мощности статического компенсатора

2.8. Выводы.

3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИССЛЕДУЕМОГО ОБЪЕКТА.

3.1. Математическая модель синхронного генератора.

3.2. Математическая модель паровой турбины.

3.3. Математическая модель статического компенсатора.

3.4. Выводы.

4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ СТАТИЧЕСКОГО КОМПЕНСАТОРА И СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

4.1. Исследование переходных процессов синхронного генератора при трёхфазном коротком замыкании на экспериментальной установке

4.2. Исследование динамики регулирования статического компенсатора на математической модели.

4.3. Исследование динамики регулирования статического компенсатора на экспериментальной установке.

4.4. Повышение устойчивости синхронных генераторов с помощью статического компенсатора реактивной мощности

4.5. Выводы.

Крупные металлургические предприятий для обеспечения надёжности системы электроснабжения особо ответственных потребителей в своем составе содержат собственные электростанции с турбогенераторами относительно небольшой мощности 4-30 МВт. Они работают на вторичных энергоносителях и являются источниками бесперебойного питания в аварийных режимах [1-4]. Наиболее тяжёлыми и опасными среди них являются удалённые трёхфазные короткие замыкания, сопровождаемые глубокими провалами напряжения и заканчивающиеся, как правило, потерей устойчивости и отключением генераторов [5-10].

Вопросы повышения управляемости электроэнергетических систем всегда были актуальны как в нашей стране, так и за рубежом. В современных условиях развития электроэнергетики России при высоком уровне износа и недостаточно высоких темпах модернизации оборудования этот вопрос стоит ещё более остро.

Для нормальной работы системы внутризаводского электроснабжения, одним из важнейших требований, является обеспечение устойчивости параллельной работы входящих в неё синхронных генераторов [11-14]. Поэтому исследования в этом направлении являются безусловно актуальными и практически значимыми.

Автоматическое регулирование возбуждения (АРВ) синхронных машин является одним из известных и традиционных способов обеспечения устойчивости работы системы электроснабжения. Российскими учёными накоплен большой теоретический и практический опыт в этом направлении, в частности, за счёт регуляторов сильного действия (АРВ СД). Их внедрение совпало с появлением мощных тиристоров и обеспечило, в частности, значительное повышение устойчивости энергосистемы Европейской части при вводе в эксплуатацию каскада Волжских электростанций [15].

Позже принципы сильного регулирования возбуждения генераторов были обобщены при разработке микропроцессорных систем АРВ СД. Наибольший вклад в АРВ СД внесли учёные Москвы (МЭИ, ВЭИ, ВНИИЭ) и Санкт

Петербурга (ЛЭТИ, НИПТ) - это Веников В.А., Горев A.A., Лебедев С.А., Жданов С.А. [16-20].

Однако, многообразие возможных параметров и режимов даже в отдельно взятой системе электроснабжения создают значительные препятствия на пути разработки оптимальных средств обеспечения устойчивости. Кроме того, ввиду большой постоянной времени обмотки возбуждения и ограниченной кратности форсировки напряжения, данные системы являются достаточно инерционными. Поэтому, применение существующих систем АРВ для обеспечения устойчивости генераторов собственных электростанций оказывается недостаточно эффективными.

Бурное развитие силовой и информационной электроники, наблюдаемые в последние десятилетия, привело к появлению нового класса быстродействующих компенсирующих устройств — источников реактивной мощности (СТАТКОМов) на базе полностью управляемых полупроводниковых ключей, применение которых позволяет существенно повысить устойчивость и надёжность систем электроснабжения, в том числе и синхронных генераторов [21,22].

До настоящего времени не обнаружено исследований совместной работы СТАТКОМов с генераторами малой мощности в системах внутризаводского электроснабжения, не рассмотрены возможности и резервы СТАТКОМов в качестве устройств повышающих устойчивость генераторов, отсутствуют достаточно чёткие аргументированные обоснования при выборе силовой части и системы управления СТАТКОМов в обозначенных режимах, отсутствуют технико-экономическая оценка перспектив использования СТАТКОМов на металлургических предприятиях. Решению поставленных проблем посвящены исследования, обозначенные в диссертационной работе.

Целью диссертационной работы является разработка научно-обоснованных технических решений, обеспечивающих повышение устойчивости и наиболее полного использования установленной мощности собственных турбогенераторов системы электроснабжения крупного металлургического предприятия с помощью СТАТКОМа.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

1. Выполнить комплексный анализ эффективности использования существующих и перспективных способов повышения устойчивости синхронных генераторов в системах внутризаводского электроснабжения.

2. Обосновать целесообразность использования СТАТКОМов для повышения устойчивости и наиболее полного использования установленной мощности собственных генераторов.

3. Адаприровать методы матричных преобразований для описания СТАТКОМа, разработать на его основе математическую модель исследуемого электротехнического комплекса в составе синхронного генератора с АРВ, статического компенсатора с системой векторного управления.

4. Провести теоретические и экспериментальные исследования способов повышения устойчивости синхронного генератора, работающего совместно со статическим компенсатором.

5. Выполнить комплексную оценку эффективности использования быстродействующего статического компенсатора в системе внутризаводского электроснабжения с учётом повышения устойчивости работы синхронного генератора и увеличения производства вырабатываемой электроэнергии.

Поставленная цель достигается благодаря применению быстродействующего статического компенсатора реактивной мощности и тормозного резистора, обеспечивающего эффективное демпфирование колебаний ротора синхронного турбогенератора при больших возмущениях.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использованы основные положения теории электромеханических переходных, методы математического моделирования, теории оптимального управления и синтеза регуляторов сложных систем.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработан новый способ повышения устойчивости синхронных турбогенераторов в системе внутризаводского электроснабжения за счёт быстродействующих статических компенсирующих устройств.

2. Разработан математический аппарат для описания СТАТКОМа в статических и динамических режимах. Создана математическая имитационная модель для проведения полномасштабных теоретических исследований электротехпических комплексов в составе синхронного генератора и СТАТКОМа с системой векторного управления.

3.Выполнено экспериментальное исследование СТАТКОМа и дана комплексная оценка эффективности его использования в системе внутризаводского электроснабжения на реальном объекте.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается научно-обоснованной постановкой задачи и применением современных методов исследования переходных процессов в управляемых электромеханических системах и подтверждается результатами выполненных расчётов, а также сопоставлением процессов, получаемых без учёта и с учётом разработанных алгоритмов управления.

Практическая значимость работы.

1. Разработанные способы повышения устойчивости синхронных генераторов рекомендуется использовать для собственных электростанций металлургических предприятий.

2. Разработанные математические модели в составе синхронных генераторов и статического компенсатора рекомендуется использовать для углубленного изучения переходных процессов при подготовке специалистов электроэнергетических специальностей.

3. Заложенные принципы повышения устойчивости синхронных генераторов найдут применение при расширении и реконструкции металлургических предприятий.

Материалы диссертационной работы рекомендованы к внедрению в практику проектирования системы электроснабжения строящихся объектов в условиях ОАО «ММК». Материалы диссертационной работы используются на кафедре электроснабжения промышленных предприятий МГТУ им. Г.И. Носова при чтении специального курса «Переходные процессы в электроэнергетических системах».

При внедрении результатов работы в ОАО «ММК» экономический эффект определяется снижением аварийных последствий при работе синхронных генераторов и увеличением производства электрической энергии. Дополнительное производство электроэнергии составляет порядка 40 млн. кВт ч/год, а срок окупаемости предложенных мероприятий не превышает одного года.

Результаты работы рекомендованы для крупных металлургических предприятий, имеющих в своём составе собственные электростанции.

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, приложения и списка литературы.

4.5. Выводы

1. Экспериментальные исследования на лабораторном стенде подтвердили, что удаленное трехфазное короткое замыкание, сопровождаемое провалом напряжения, приводит к снижению мощности выдаваемой генератором и увеличением скорости ротора.

2. В ходе исследований, проведённых на действующем объекте, установлено, что статический компенсатор обладает высокой динамикой регулирования реактивного тока, время установления заданного значения не превышает 5-7 мс. При этом напряжение звена постоянного тока поддерживается на заданном уровне с динамической ошибкой около 1%. Доказана возможность работы статического компенсатора в режиме генерирования и потребления реактивной мощности.

3. Наиболее действенным способом повышения устойчивости синхронных генераторов и увеличения их производительности является применение быстродействующего статического компенсатора. Для синхронного генератора мощностью S = 37,5 MBA, Р = 30 МВт, Q = 22,5 МВАр выбран статический компенсатор с мощностью 9 МВА (мощность тормозного резистора 0,75 МВт), который позволяет выполнить поставленные задачи: а) обеспечить устойчивость при удалённых коротких замыканиях длительностью не более 0,3с и глубиной провала напряжения 0,4 o.e.; б) повысить выработку активной мощности с 28 до 33 МВт за счёт увеличения коэффициента мощности генератора с 0,8 до 0,95.

4. Показано, что наличие тормозного резистора позволяет достаточно эффективно демпфировать колебания ротора синхронного генератора. Наибольший эффект даёт применение электрического торможения во время короткого замыкания, так как при этом уменьшается запас кинетической энергии при выбеге ротора генератора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В работе проведён анализ использования известных способов повышения устойчивости синхронных генераторов. Показана их недостаточная эффективность при современных условиях интенсификации производства и увеличения единичных мощностей агрегатов.

2. Доказана техническая целесообразность и экономическая эффективность использования быстродействующего статического компенсатора для повышения устойчивости и наиболее полного использования установленной мощности синхронных генераторов системы внутризаводского электроснабжения.

3. Разработана математическая модель для углубленного анализа переходных процессов сложного электротехнического комплекса, состоящего из синхронного генератора с АРВ и статического компенсатора с системой векторного управления.

4. Обосновано применение векторной системы управления статическим компенсатором реактивной мощности. Определены параметры регуляторов, обеспечивающие повышение устойчивости узла нагрузки. Выполнена оценка влияния компенсации перекрёстных связей на качество переходных процессов при типовых возмущениях.

5. Исследован способ улучшения гармонического состава тока, потребляемого из сети, за счет выбора угла сдвига опорных напряжений силовых модулей, входящих в состав компенсатора реактивной мощности.

6. Экономический эффект от внедрения результатов работы определяется снижением аварийных последствий при работе синхронного генератора и увеличением производства электроэнергии. Срок окупаемости от внедрения быстродействующего статического компенсатора составляет менее одного года.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований переданы для внедрения в Центральную электротехническую лабораторию ОАО «ММК».

1. Танкович Т.И., Шевченко В.В. Резервирование как одно из свойств повышения надежности // Оптимизация режимов работы электротехнических систем. Межвузовский сборник научных трудов - Красноярск: СФУ. - 2008. -С.280-283.

2. Гуревич Ю.Е., Файбисович Д.Л., Хвощинская З.Г. О бесперебойности электроснабжения промышленных потребителей // Электричество, 1995. -№8. - С.2-9.

3. Прокопчик В.В., Головач Ю.Д. Заводские ТЭЦ как независимые источники питания предприятий // Электрификация металлургических предприятий Сибири. Томск: Изд-во Томского ун-та. - 2001, - вып. 10. - С.38-47.

4. Схемотехнические решения для снижения влияния кратковременных нарушений электроснабжения на работу металлургических цехов / А.Р. Адамович, А.Ю. Коваленко, H.A. Николаев и др. // Электрика. 2004. - №1.

5. Фишман В.В. Провалы напряжения в сетях промпредприятий. Причины и влияние на электрооборудование // Новости электротехники. 2004. -№5.-С. 40-45.

6. Карташев И.И., Плакида A.B., Хромышев Н.К. Анализ провалов напряжения в электрических сетях 110-220 кВ // Электричество, 2005. - 34, -С.2-8.

7. Неклепаев Б.Н., Востросаблин A.A. Вероятностные характеристики коротких замыканий в энергосистемах // Электричество, 1999. - №8. - С.15-23.

8. Карташов И.И., Плакида A.B., Хромышев Н.К. Анализ провалов напряжения в электрических сетях 110-220 кВ //Электричество. 2007. - № 12. -С. 20-23

9. Гамазин СИ., Цырук А., Наумов O.A. Исследование провалов напряжения в электрических сетях до 1000 В, вызванных короткими замыка-ниями в сетях высокого и среднего напряжения //Промышленная энергетика.-1995.-№ 11.-12-20.

10. Вагин Г.Я. К вопросу о нормировании провалов напряжения //Промышленная энергетика. 1995, № 6. - 35-39.

11. Прокопчик В.В. Повышение качества электроснабжения и эффективности работы электрооборудования предприятий с непрерывными технологическими процессами. Гомель: ГГТУ им. П.О. Сухого, 2002. - 283 с.

12. Прокопчик В.В., Головач Ю.Д., Приходько А.Н. К проблеме независимости источников питания для предприятий с непрерывными технологическими процессами // Электрика. 2006. - № 8.- 29-34.

13. Гамазин С.И., Пупин В.М., Марков Ю.В. Обеспечения надежности электроснабжения и качества электроэнергии //Промышленная энергетика. -2006.-№ П . С . 52-57.

14. Гамазин С.И., Пупин В.М., Зелепугин Р.В., Сабитов А.Р. Современные и способы повышения надежности электроснабжения потребителей напряжением 10, 6 и 0,4 кВ //Промышленная энергетика. 2008. - № 8. - 20-24.

15. Лебедев С.А., Жданов П.С. Устойчивость параллельной работы электрических систем. М.-Л.:, ГЭИ, 1934.

16. Лебедев С.А. Анализ искусственной устойчивости генераторов./ Электричество, 1938, №4.

17. Горев A.A. Избранные труды по вопросам устойчивости электрических систем. М.: ГЭИ, 1960.

18. Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических систем. Под ред. Л.А. Жданова. -М.: Энергия, 1979.

19. Веников В.А., Строев В.А. Обеспечение устойчивости электрических систем, содержащих мощные синхронные генераторы // Электричество, 1971, №12.

20. Мурзиков A.A., Корнилов Г.П., Храмшин Т.Р., Дубина И.А. Способы повышения устойчивости генератора в системе электроснабжения крупногопромышленного предприятия // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3: в 5 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. С. 121-125.

21. Корнилов Г.П., Храмшин Т.Р., Шеметов А.Н., Журавлёв Ю.П., Мур-зиков A.A. Современные способы компенсации реактивной мощности мощных металлургических приводов // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2009. №1. С. 28-31.

22. Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий. -М.: Энергия, 1973.-584 с.

23. Иделъчик В.И. Электрические системы и сети. М.: Энергоатомиздат, 1989.

24. Правила устройства электроустановок. Действующие разделы 6 и 7 изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 1 февраля 2008. -М.: Изд-во КноРус, 2008. 488с.

25. Электроснабжение промышленных предприятий. Нормы технологического проектирования /ВНИПИ ТПЭП. М., 1994.

26. Указания по проектированию электрохозяйства металлургических заводов. М.: Гипромез, 1986 г.

27. Справочник по проектированию электроснабжения / Под. ред. В. И. Круповича, Ю. Г. Барыбина. М.: Энергоатомиздат, 1990.

28. Фишман B.C. Влияние генерирующей мощности мини-ТЭЦ на формирование структуры и оптимизацию режимов работы системы электроснабжения промышленного предприятия. Научно-технический журнал "Энергоэффективность: опыт, проблемы, решения". Выпуск 1. 1999

29. Проектирование электрометаллургических цехов /М.И. Гасик, В. А. Гладких, B.C. Игнатьев, В.М. Шифрин Киев-Донецк: Вища школа, 1987. -144 с.

30. Основы автоматики энергосистем/ М.А. Беркович, А.Н. Комаров, В.А. Семёнов.-М.: Энергоиздат, 1981.

31. Кислицин A.JI. Синхронные машины: Учебное пособие по курсу «Электромаханика». Ульяновск: УлГТУ, 2000.

32. Костенко М.П., Пиотровский J1.M. Электрические машины: 4.2. — М.-Л.: Энергия, 1965.

33. Осин И.Л., Шакарян Ю.Г. Электрические машины: Синхронные машины: Учеб. пособие для вузов по спец. «Электромеханика». — М.: Высшая школа, 1990.

34. Литкенс И.В. Оценка эффективности АРВ сильного действия и синтеза законов регулирования по условию демпфирования больших качаний синхронной машины. // Изв. АН ССР. Энергетика и транспорт, 1970, №6.

35. Сильное регулирование возбуждения/ 3. А. Венников, Л. Е. Герцен-берг, С.А. Совалов, Н.И. Соколов. М. -Л.: Госэнергоиздат, 1963.

36. Юрганов А. А., Кожевников В. А. Регулирование возбуждения синхронных генераторов. — СПб.: Наука, 1996.

37. Портной М.Г., Рабинович P.C. Управление энергосистемами для обеспечения устойчивости. -М.: Энергоатомиздат, 1990.

38. Михневич Г.В. О свойствах систем АРВ синхронных генераторов в функции производных углов смещения векторов напряжений. / Изв. АН СССР, ОГН «Энергетика и автоматика». 1961, №5.

39. Anderson Р. М. and Fouad A. A., Power System Control and Stability, IEEE Press, 1994.

40. Литкенс И.В., Пуго В.И. Колебательные свойства электрических систем. М.: Энергоатомиздат, 1988.

41. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах: Учеб. Для электроэнергет. Спец. Вузов. — 4-е изд., пере-раб. и доп. — М.: Высш. шк., 1985.

42. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы. М.: Энергия, 1970.

43. Low frequency oscillations in power systems: A physical account and adaptive stabilizers. / Gupta, D/P/ Sen; Sen/ Intrancel//Sadhana.-1993.-T.18,№ 5.

44. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Изд-во стандартов, 1998. 24 с.

45. Андерсон П., Фуад А. Управление энергосистемами и устойчивость/ Под. ред. Я. Н. Лугинского М.: Энергия, 1980.

46. Olwegard A., Ahlgren L., Frank H. Theristor-Controlled Shunt Capacitors for improving system stability. CIGRE. Int. Conf. Large High Voltage Elec. Syst., Paris., aug. 25-sept. 2 1976.

47. Дьяков А.Ф., Никонец JI.A. Статические компенсаторы реактивной мощности прямого регулирования и их режимы. М.: Изд-во МЭИ, 1990.

48. Кочкин В.И Управляемые статические устройства компенсации реактивной мощности для линий электропередачи // Электричество. 2000. № 9.

49. Статические компенсаторы реактивной мощности в электрических системах: Пер. тематического сборника рабочей группы Исследовательского Комитета № 38 СИГРЭ/ Под ред. И.И. Карташова. М.: Энергоатомиздат, 1990.

50. Давыдов И. С, Кочкин В.И., Никитин O.A. Тиристорные компенсаторы в электроэнергетических системах // Изв. АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт. 1986. № 5.

51. Жермон А., Саженков A.B., Строев В.А. Анализ установившихся режимов и пропускной способности электропередачи с управляемой поперечной компенсацией // Электричество. 2006. № 2.

52. Мисриханов М.Ш., Рябченко В.Н., Ситников В.Ф. Демпфирование колебаний перетоков мощности с помощью устройств FACTS с управляющими системами на основе модального синтеза // Вестник ИГЭУ. 2001 -Вып. 3, с. 43-47.

53. Мисриханов М.Ш., Ситников В.Ф., Шаров Ю.В. Синтез оптималь-ныхрегуляторов для устройств FACTS с целью повышения управляемости и устойчивости ЭЭС // Вестник ИГЭУ. -2002 -Вып. 5, с. 131-136.

54. Солодухо Я.Ю. Статические компенсаторы реактивной мощности ведущих зарубежных фирм и отечественных предприятий. Состояние и перспективы внедрения в электропривод статических компенсаторов реактивной мощности. М.: Информэлектро,1982.

55. Кочкин В.И. Новые технологии повышения пропускной способности ЛЭП // Новости Электротехники, -2007. -№ 3(45). С.2-6.

56. Ковалев В.Д., Ивакин В.Н., Фотин В.П. Новые технологии и перспективы развития электроэнергетики // Электричество, 2006. № 9.

57. Кочкин В.И, Нечаев О.П. Применение статических компенсаторов реактивной мощности в электрических сетях энергосистем и предприятий. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2000.

58. Виноградов А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока / ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». Иваново, 2008.

59. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. Екатеринбург: УРО РАН, 2000.

60. Зиновьев Г. Основы силовой электроники. Ч. 1. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999.

61. Ковалев Ф.И., Мосткова Г.И., Иванов В.А., Толкачев А.И. Стабилизированные автономные инверторы с синусоидальным выходным напряжением. М.: Энергия, 1977.

62. Воронин П. А. Силовые полупроводниковые ключи. М.: Изд-во «До-дэка-ХХ-1», 2001.

63. Грехов В.И. Силовая электроника на основе карбида кремния (SiC) //Изв. РАН. Энергетика, 2003, № 2.

64. Гуревич М.К., Козлова М.А., Лобанов A.B., Репин A.B., Шершнев Ю.А. Исследование комбинированного вентиля на основе запираемых тиристоров и биполярных транзисторов с изолированным затвором // Известия НИИ постоянного тока, 2006. № 61.

65. Запираемые тиристоры, быстродействующие диоды; СправочникАВВ "Semiconductor AG", 1997.

66. Шрейнер Р.Т., Дмитренко Ю.А. Оптимальное частотное управление асинхронными электроприводами. Кишинёв: Штиинца, 1982. 234 с.

67. Шрейнер Р.Т. Вопросы математического моделирования инвертор-ных асинхронных электроприводов / Автоматизация и прогрессивные технологии: Материалы межотраслевого семинара — выставки (27-31 мая 1996 г.). Новоуральск, МИФИ-2, 1996. С. 110-113.

68. Шрейнер P.T., Ефимов A.A. Активный фильтр как новый элемент энергосберегающих систем электропривода // Электричество, 2000. № 3. С. 46-54.

69. Певзнер Л.Д. Теория системы управления. — М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2002.

70. Зайцев Г.Ф. Теория автоматического управления и регулирования. — 2-е изд., перераб. и доп. К.: Выща шк. Головное изд-во, 1989. - 431 с.

71. Теория автоматического управления: Учеб. Для вузов. В 2 ч. / Под ред. A.A. Воронова. -М.: Высшая школа, 1989.

72. Теория автоматического управления: Учеб. Для вузов. В 2 ч. / Под ред. A.B. Нетушила. -М.: Высшая школа, 1976.

73. Ройтенберг Я.Н. Автоматическое управление. — М.: Наука, 1982.

74. Теория автоматического управления. 4.1. Теория линейных систем автоматического управления. /Под ред. А.А.Воронова. — М.: Высшая школа, 1986.-367 с.

75. Зайцев В.А. Теория автоматического управления. М. Высшая школа, 1975.-424 с.

76. Кэррол Э., Линдер III., Блидберг И., Чекмарев А. Силовые полупроводники в сфере передачи и распределения энергии // Электротехника, 2007. №10.

77. Линдер Ш. Силовые полупроводниковые приборы. Обзор и сравнительная оценка // Электротехника, 2007. № 10.

78. Розанов Ю.К. Основные этапы развития и современное состояние силовой электроники // Электричество. 2005. № 7 .

79. Ситников В.Ф. Силовая электроника в системах электроснабжения переменного тока// Электричество.-2008, №2, 33-38.

80. Ситников В.Ф., Рябчицкий М.В., Смирнов М.И. Выбор силовых электронных ключей для преобразователей в электроэнергетике// Электротехника.- 2007, №4, с. 35-40.

81. Ситников В.Ф., Рябчицкий М.В., Смирнов М.И. Схемы полупроводниковых преобразователей для систем электропередачи// Электрические станции, 2007. № 4, с. 40-44.

82. Muhammad Н. Rashid (editor-in-chief) "Power Electronics Handbook" Second Edition, San Diego: Academic Press, 2007. 1192 p. ISBN-10: 0120884798

83. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока. — Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980.

84. Важнов А.И. Основы теории переходных процессов синхронной машины. -М.: Москва, 1960.

85. Оглоблин А .Я., Сыромятников В.Я. Структурные схемы двигателей переменного тока: Учеб. пособие. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 2003.

86. Вейнгер A.M. Регулируемый синхронный электропривод. М.: Энергоатомиздат, 1985.

87. Harley R.G., Limebeer D.J.N, and Chirricozzi E. «Comparative Study of Saturation Methods in Synchronous Machine Models», IEE Proc. Vol. 127, Part B, №1, January 1980, pp. 1-6.

88. Slemon G.R. «Analytical Models for Saturated Synchronous Machines», IEEE Trans. On Power Apparatus and Systems. Vol. 2, March / April 1971, pp. 409-417.

89. Альбитский Ф.Ф. Наладка и настройка систем регулирования паровых турбин. — М.: Энергоатомиздат, 1978.

90. Кириллов И.И. Паровые турбины и паротурбинные установки. М.: Машиностроение, 1978.

91. Занин А.И. Паровые турбины. -М.: В.Ш., 1988.

92. Буеивч В.В. Регуляторы возбуждения, частоты вращения и мощности гидрогенераторов и турбогенераторов. Обзорная информация. М.: Информэ-лектро, 1976.

93. Чиликин М.Г. и др. Основы автоматизированного электропривода. -М.: Энергия, 1974.

94. Чиликин М.Г. и др. Теория автоматизированного электропривода: Учеб. пособие для вузов. — М.: Энергия, 1979.

95. Электродинамическое моделирование энергетических систем/ Под ред. акад. М.П. Костенко. М.-Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1959. 406 с.

96. Лабораторный комплекс «Модель электрической системы». Техническое описание. Челябинск, 2009.

97. БШАМГСЗ 8120 «Силовая часть формата шасси». Руководство пользователя. 2004.102. 8ШАМ1С8 8 «Списки параметров и функциональные схемы». Руководство пользователя. 2005.

98. Жуков Л. А., Стеблев В. А., Строев В. А. Исследование статической устойчивости электропередач со статическим ИРМ на генераторном конце // Электричество, — 1976, — №9, — с.14-18.

99. Системы возбуждения и регулирования синхронных машин и мощные статические преобразователи: Сборник статей. Под ред. И.А.Глебова.-М.-Л.: Наука, 1967.-214 с.