автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Разработка алгоритмических и аппаратных средств исследования, реализации и настройки цифровой многофункциональной системы автоматического управления радиально-осевой гидротурбиной

На правах рукописи

Волков Дамир Раильевич

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМИЧЕСКИХ И АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ ИССЛЕДОВАНИЯ, РЕАЛИЗАЦИИ И НАСТРОЙКИ ЦИФРОВОЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАДИАЛЬНО-ОСЕВОЙ ГИДРОТУРБИНОЙ

Специальность 05.13.05 — Элементы и устройства средств вычислительной

техники и систем управлений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ульяновск — 2006

Работа выполнена в Ульяновском государственном техническом университете на кафедре "Измерительно-вычислительные комплексы".

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Киселев Сергей Константинович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Смирнов Виталий Иванович, кандидат технических наук, доцент Быстрицкий Владимир Евгеньевич.

Ведущая организация: ОАО «НПО ЦКТИ», г. Санкт-Петербург

Защита состоится " 20 " декабря 2006 г. в }5,00 часов на заседании диссертационного совета Д212.277.01 при Ульяновском государственном техническом университете по адресу: 432700, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32, ауд. 211 главного корпуса.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Ульяновского государственного технического университета.

Автореферат разослан "//" МОЯ^Я 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, / \

д.т.н., профессор ¿У /) / М.К. Казаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время на гидроэлектростанциях России и за рубежом наблюдается рост потребности в многофункциональных системах автоматического управления {САУ) гидроагрегатами, обеспечивающих регулирование не только основных параметров энергосистемы: частоты и мощности, но также уровня воды в водохранилище н расхода воды через гидротурбину, что позволяет более рационально использовать водные ресурсы, соответствовать экологическим требованиям и учитывать экономические интересы других хозяйствующих субъектов, занимающихся сельским хозяйством, рыболовством, предоставлением услуг в сфере отдыха и т.п. Кроме этого, создаются САУ каскадами ГЭС, обеспечивающие рациональную работу каждого гидроагрегата (ГА) в рамках всей системы. Мировые лидеры в области разработок и производства гидроэнергетического оборудования, например, VA Tech (Австрия), Voith Siemens Hydro (Германия), TOSHIBA (Япония), ALSTOM (Франция) и другие активно проводят свои разработки в данном направлении.

Для обеспечения выполнения весьма жестких требований к качеству и срокам изготовления и ввода оборудования САУ в эксплуатацию, диктуемых сильной конкуренцией на мировом рынке, необходимо проведение наиболее полных испытаний и предварительной настройки оборудования на стенде предприятия-изготовителя в условиях максимально приближенных к реальным. Это позволит повысить качество выпускаемого оборудования, а также сократить сроки проведения пуско-наладочных работ и приемо-сдаточных испытаний САУ на ГЭС, что в результате позволит уменьшить простой оборудования, издержки на мероприятия по проведению испытаний и увеличить выработку электроэнергии. Готовых рекомендаций и методик по предварительной настройке многофункциональной САУ радиально-осевой гидротурбиной (РОГ) не существует, в связи с этим, задача разработки алгоритмических и аппаратных средств исследования, реализации и настройки цифровой САУ является актуальной.

Целью диссертационной работы является обеспечение более рационального использования гидроэнергетических ресурсов и сокращение периода проведения пуско-наладочных работ и приемо-сдаточных испытаний системы управления гидротурбиной на ГЭС путем разработки алгоритмических н аппаратных средств исследования, реализации и настройки цифровой многофункциональной САУ РОГ.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи.

1. Провести анализ объекта управления и разработать математическую модель ГА и САУ РОГ для исследования ее характеристик и предварительной настройки в условиях, приближенных к реальным, а также проверить адекватность полученных математических моделей.

2. Определить основные технические требования к элементам САУ РОГ и процессам управления.

■ 3. Разработать структурную схему и алгоритмы управления многофункциональной САУ РОГ в различных режимах работы.

4. Разработать стенд для настройки и отладки алгоритмических и аппаратных составляющих САУ РОГ.

5. Провести стендовые испытания САУ РОГ и выбрать наиболее оптимальные алгоритмы управления ГА.

6. Провести натурные испытания САУ РОГ на работоспособность и эффективность.

Методы исследования. Диссертационная работа выполнена с применением методов и аппарата современной теории автоматического управления, математического моделирования, электротехники и гидродинамики.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработаны математические модели ГА, обеспечивающие проведение исследований режимов работы РОГ при пуске, на холостом ходу, изолированную нагрузку, энергосеть, а также при изменениях нагрузки.

2. Разработаны математическая модель и алгоритмы управления многофункциональной САУ РОГ, обеспечивающие, кроме известных режимов регулирования частоты и активной мощности генератора, также регулирование расхода воды через гидротурбину и уровня воды в верхнем бьефе водохранилища.

. . 3. Предложен новый алгоритм сокращения времени пуска ГА и выхода на холостой ход за счет введения двухступенчатой функции открытия направляющего аппарата и подключения регулятора РОГ с обнуленным интегратором в момент достижения номинальной частоты вращения.

4. Предложен новый алгоритм повышения точности схемы стабилизации текущего открытия направляющего аппарата гидротурбины, отличающийся введением в схему управления сервоприводом корректирующего звена, обеспечивающего увеличение коэффициента усиления в зоне малых возмущений.

Практическая ценность работы представлена следующими результатами.

1. Разработан и реализован стенд для исследований, предварительной настройки и отладки алгоритмических и аппаратных составляющих САУ РОГ.

2. Разработана структурная схема цифровой многофункциональной системы автоматического управления ГА.

3. Проведена проверка работоспособности САУ РОГ иа стенде и ее предварительная динамическая настройка на всех режимах эксплуатации при пуске и разгоне РОГ, работе на холостом ходу, изолированную нагрузку и в энергосеть.

4. Доработаны по результатам натурных испытаний главные золотники направляющего аппарата на двух ГА Гунибской ГЭС.

5. Проведены успешные испытания и передано в промышленную эксплуатацию оборудование САУ на трех ГА. Гунибской ГЭС.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при выполнении ОАО "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" разработок в рамках 7 хоздоговоров: №555-98 "Разработка САУ малых ГЭС", №11-01 "Разработка, изготовление и внедрение САУ 23 гидроагрегатом Волжской ГЭС", №222-02 "Разработка, изготовление и поставка комплекта оборудования для САУ гидротурбиной Р075-В-140 на Гунибскую ГЭС", №634-05 "Разработка комплекта оборудования для САУ гидроагрегатом №2 Белореченской ГЭС", №670-05 "Разработка комплекта оборудования для САУ

гидроагрегатами Гельбахской ГЭС и поставка опытных образцов", №708-06 "Разработка комплекта оборудования для САУ малых ГЭС и поставка опытных образцов", №806-06 «Разработка комплекта оборудования для САУ малой ГЭС в г. Ульяновске и поставка опытных образцов».

Результаты работы в виде программного и аппаратного обеспечения внедрены на ОАО "УКБГГ* и используются как стендовая база для наладки, предварительной настройки и сдачи ОТК оборудования САУ РОГ, а также для обучения персонала ГЭС навыкам управления и обслуживания современного оборудования.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на международных, всероссийских и региональных конференциях, в том числе на Всероссийской молодежной научпо-практической конференции "Инновации в науке, технике, образовании и социальной сфере" (Казань, 2003 г.), Международной заочной научно-технической конференции "Актуальные вопросы промышленности и прикладных наук" (Ульяновск, 2004 г.), техническом семинаре "Вопросы эксплуатации, реконструкции и модернизации гидроэнергетического оборудования ГЭС", проводимом филиалом ОАО "Инженерный центр ЕЭС" - "Фирма ОРГРЭС" (Москва, 2005 г.), конференции "Вузовская наука в современных условиях" (Ульяновск, 2006 г.).

На защиту выносятся следующие положения.

1. Математическая модель САУ РОГ позволяет проводить исследование ее характеристик и предварительную настройку параметров системы управления.

2. Алгоритмы управления многофункциональной САУ РОГ обеспечивают работу ГА в режимах регулирования частоты генерируемого электрического тока, активной мощности генератора, расхода воды через гидротурбину и уровня воды в верхнем бьефе водохранилища.

3. Стенд позволяет проводить настройку и отладку алгоритмических и аппаратных составляющих САУ РОГ.

4. Результаты модельных исследований работы САУ РОГ в различных режимах позволяют провести ее предварительную настройку и сократить период пуско-наладочных работ на ГЭС.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано И печатных работ, в том числе патент на изобретение РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка использованной литературы, включающего 102 наименования, 3 приложений. Работа изложена на 191 странице машинописного текста, содержит 71 рисунок и 39 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и основные задачи диссертационной работы, приводится краткое содержание глав диссертации, показана научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе диссертации приводится анализ РОГ как объекта управления, алгоритмов и законов управления, а также современных требований к алгоритмическим и аппаратным средствам реализации САУ.

Структурная схема ГЛ с РОГ представлена на рис. 1. В состав гидромеханического оборудования ГА входит: гидротурбина, генератор, затвор, байпас, система подводящих и отводящих водоводов и сервомотор направляющего аппарата (НА). В состав системы управления ГА входит: цифровое устройство обработки информации, шкаф коммутации, маслонанорная установка, блок золотников и комплект датчиков (датчик текущего положения направляющего аппарата, датчик частоты вращения гидротурбины, датчик активной мощности генератора, датчик уровня воды в верхнем бьефе и датчик расхода воды через гидротурбину).

Запасенная

Рис. 1. Структурная схема гидроагрегата с радиально-осевой гидротурбиной

Анализ законов управления по каждому регулируемому параметру гидротурбины показал, что наиболее приемлемым законом управления для решения задачи регулирования частоты вращения является ПИД-закон, обеспечивающий наилучшие динамические показатели при больших изменениях нагрузки и высокую точность регулирования параметра в установившимся режиме. Для регулирования остальных параметров РОГ, таких как активная мощность генератора, расход воды через гидротурбину и уровень воды в верхнем бьефе, учитывая низкую динамику их изменения наиболее целесообразно использовать ПН-регулятор, отличающийся простотой реализации и высокой точностью регулирования параметра. Для регулирования каждого из выбранных параметров целесообразно использовать индивидуальные настройки регулятора.

Успешное осуществление процесса разработки САУ, удовлетворяющей поставленным требованиям, как правило, затрудняется необходимостью принятия проектных решений при наличии дефицита априорной информации, т.е. в условиях неопределенности. К основным причинам (источникам)

неопределенностей, фигурирующих в задачах разработки систем управления ГТ, следует отнести:

1) особенности объекта управления, которые находят свое отражение в возможности непредсказуемых заранее отклонений тех или иных реальных параметров процесса как от характеристик модели, так и от принятых во внимание проектировщиком;

2) способность системы и ее отдельных подсистем находится как в базовом (работоспособном с номинальными значениями характеристик или неработоспособном состояниях), так и в других, работоспособных, но нештатных состояниях; при этом переходы от одного состояния к другому, вызванные главным образом отказами функциональных узлов (датчиков, исполнительных органов), аппаратного и (или) программного обеспечения системы, априори непредсказуемы.

Таким образом, наличие неопределенности в математической модели ГА вызвано следующими объективными обстоятельствами:

- изменением расхода гидротурбины вследствие варьирования внешних условий (напора Н и скорости вращения п), которое не всегда поддается детерминированному описанию;

- изменением режимов работы гидротурбины, что по разному сказывается на параметрах процесса при различных сочетаниях внешних факторов;

- нестабильностью динамических характеристик гидромеханических и электрогидравлических исполнительных механизмов.

В настоящее время актуальными являются следующие задачи повышения качества САУ РОГ.

1. Сокращение времени пуска ГА и работы на холостом ходу, что позволяет уменьшить износ гидромеханического оборудования и сэкономить водные ресурсы.

2. Расширение функций регулятора РОГ и добавление к традиционным функциям (регулирование частоты, активной мощности и открытия НА) функций регулирования уровня воды в верхнем бьефе и расхода воды через гидротурбину, что позволит управлять уровнем воды в водохранилище в соответствии с экологическими требованиями (например, в период нереста рыб) или регулировать сток воды в орошаемых районах ниже по течению реки.

3. Сокращение периода проведения пуско-наладочных работ и приемосдаточных испытаний САУ РОГ на ГЭС при вводе ее в эксплуатацию, а также после проведения ремонтов основного оборудования, что позволит уменьшить простой оборудования, издержки на мероприятия по проведению испытаний и увеличить выработку электроэнергии.

Для решения первой задачи предложено включить в схему регулятора модуль управления, который при пуске ГА обеспечивает первоначальное (пусковое) открытие регулирующего органа РОГ, значительно большее величины открытия холостого хода. Затем после интенсивного разгона ГА и достижения частоты вращения 90% от номинальной величины, происходит включение возбудителя и закрытие регулирующего органа до положения холостого хода возбужденного гидрогенератора, рассчитанного как функция действующего напора. При достижении номинальной частоты вращения подключается ПИД-

регулятор с обнуленной интегральной составляющей и поминальной уставкой частоты вращения.

Графики переходных процессов при управлении гидротурбиной (ГТ) на этапах пуска, работы на холостом ходу, под нагрузкой и в период остановки представлены на рис. 2.

Пуск ГТ Стоп ГТ

Включить возбудитель Открытие пусковое Открытие»; Открытие НА ГТ Частота вращения 0,9*Fhoni

Частота вращения ГТ Включить PID

Г8 включен Выход PIO

ГТ Oy« ГТ Холостой Работа под Нормальный ГТ

остановлена ход нагрузкой огганм ГТ осганм/чн«

Рис. 2. Графики переходных процессов

Вторая глава посвящена разработке структуры и алгоритмов управления цифровой многофункциональной САУ РОГ и стенда для ее отладки и предварительной настройки в заводских условиях.

Структурная схема алгоритма управления многофункциональной цифровой САУ РОГ приведена на рис, 3. Алгоритм управления цифровой САУ РОГ разделен на этапы. На этапе "Покой" обеспечивается управление остановленной гидротурбиной и формирование условий готовности к пуску, на этане "Пуск ГА" обеспечивается открытие регулирующего органа и разгон гидротурбины до номинальной частоты вращения, на этапе "Холостой ход" происходит стабилизация частоты вращения гидротурбины и синхронизация, в случае подключения к энергосистеме, па этапе "Работа под нагрузкой" обеспечивается регулирование одного из основных параметров ГА в соответствии с выбранным режимом. Остановка ГА происходит на этапе "Нормальный останов" с помощью главного золотника НА гидротурбины или аварийным золотником на этапе "Аварийный останов".

При работе ГА под нагрузкой многофункциональная САУ РОГ обеспечивает управление в следующих режимах: режим "Частота" (регулирование частоты вращения), режим "Сеть" (регулирование активной мощности), режим "Уровень ВБ" (регулирование уровня верхнего бьефа), режим "Водоток" (регулирование расхода воды через гидротурбину) и режим "Синхронный компенсатор" (компенсация реактивной мощности). Режим "Частота" обеспечивает работу ГА на изолированную нагрузку, остальные режимы обеспечивают работу в энергосистеме.

Рис. 3, Структурная схема алгоритма управления многофункциональной САУ РОГ

Определены четыре основных режима работы регулятора под нагрузкой:

- установившийся режим, когда все параметры объекта регулирования постоянны (нагрузка, напор и сигнал управления);

- динамический режим с малой амплитудой, когда параметры объекта регулирования подвергаются небольшим изменениям (нагрузки и т.п.);

- динамический режим с большой амплитудой, когда амплитуда изменений нагрузки или сигнала управления становится достаточной для ограничения действия регулятора нелинейностью или насыщением;

- режим блокировки системы регулирования, в котором исполнительный механизм гидротурбины блокируется в определенном положении и ГА выдает предварительно определенную активную мощность.

В результате анализа аппаратуры, установленной на ГА Волжской ГЭС (г. Волжский), Гунибской ГЭС (ОАО "Дагэнерго"), Белореченской ГЭС (ОАО "Кубаньэнерго") и требований нормативных документов филиала ОАО «Инженерный центр ЕЭС - Фирма ОРГРЭС» определен перечень основных средств измерений, используемых для управления РОГ. Общее количество сигналов, поступающих в систему управления от средств измерения составляет 59, из них 17 - аналоговых и 42 — дискретных сигналов. В работе определены основные технические требования к цифровой САУ РОГ и на их основе

разработана структурная схема стойки управления гидроагрегатом, представленная на рис. 4.

Для экспериментальной проверки реализации цифровой САУ ТОГ разработан стенд, обеспечивающий выполнение следующих функций:

проверку входов и выходов САУ в части правильности функционирования аппаратно-программного обеспечения, точности измерения параметров и формирования выходных управляющих сигналов;

- проверку правильности реализации алгоритмов управления РОГ и вспомогательным оборудованием на всех режимах работы;

- предварительную настройку контуров регулятора, оптимизированную под конкретный тип ГА.

Структурная схема стенда проверки САУ РОГ представлена на рис. 5.

и

Слонд продери САУ

Af X7-SA

zSU

Cmmttí»

УУдйщ^У tPSStt ¿&ISSÍ~UAOO

m

m

Ж

owurf отгт m ¿a* ttsnn-m

ИМИ» ypjg О/ *

Mwta «M (M«t m

^MBMua

Ш7 « кем»

A ИУ7 M «к>

(MMi SHJ31 <t ml

<bwtnp tlfùtw m mi

в W

Они) -

JE

«Mo» £027 O? r^

nm $«гг a? «M

mnmiîlUî

ттЫЙПЛ)»!!

itwpcwraío управления гидроагрегат»

m

Рис. 5. Структурная схема стенда проверка САУ РОГ.

В состав стенда включены .2 процессора с модулями ввода-вывода информации. Первый процессор CPU 318 реализует модель ГА, второй - модели вспомогательного оборудования и технологической автоматики. Управление моделями и отображение информации обеспечивается на станции оператора, программирование контроллеров стенда и устройства управления ГА производится с программатора по цифровой сети MPI. Проверка САУ РОГ на заводском стенде в статических и динамических режимах позволяет повысить качество САУ, а также существенно сократить период проведения пуско-наладочных работ и приемо-сдаточных испытаний системы на ГЭС. Программное обеспечение стенда реализует математические модели ГА, гидравлических золотников, автоматического синхронизатора и вспомогательного оборудования.

В третьей главе разработана математическая модель замкнутой САУ, включающая в себя: модели гидротурбины Р075-В-140, направляющего аппарата и регулятора, проведено математическое моделирование в среде МаП,аЬ и исследованы основные характеристики САУ РОГ. Структурная схема модели замкнутой САУ РОГ представлен на рис. 6.

Рис, б. Структурная схема модели замкнутой САУ РОГ (w - частота вращення ГТ, N - активная мощность, Кна и аО - положение сервомотора и открытие НА соответственно, etap - текущий этан работы регулятора, Кр, Ki, Kd, Кр 1 - коэффициенты ПИД-регулятора ГТ, Dzêta - величина приращения напора перед ГТ, Ьвкл perW, ¿.вкл perN - команды управления регулятором, DI1_01 — состояние генераторного выключателя)

Модель САУ РОГ включает в себя б блоков. Блок "Этапы и режимы" формирует текущий этап работы системы управления и обеспечивает переключение между режимами регулятора РОГ. Блок "Уставка; dw; dN" формирует обратную связь регулятора гидротурбины по регулируемому параметру в зависимости от режима работы. Блок "Коэфф" формирует текущие коэффициенты регулятора РОГ и сервопривода направляющего аппарата. Блок "Регулятор" реализует функции регулятора РОГ и обеспечивает формирование управляющего воздействия, направленного на стабилизацию регулируемого параметра. Блоки "Упр СП НА" и "Гидроагрегат" моделирует состояние сервопривода и ГЛ соответственно. Реализованный в модели алгоритм управления ГА полностью соответствует, разработанному во 2 главе.

Адекватность разработанной математической модели подтверждена сравнением расчетных и -экспериментальных данных динамических характеристик сервопривода и гидротурбины Р075-В-140 Гунибской ГЭС. Графики переходных процессов сервопривода направляющего аппарата при скачкообразном изменении управляющего сигнала представлены на рис. 7.

Согласно полученным данным время полного открытия сервопривода направляющего аппарата составило — 8 с, а время полного закрытия - 9 с, что

соответствует требованиям гарантий регулирования гидротурбины, а также результатам натурных испытаний, проведенных па трех ГА Гупибской ГЭС.

Т | 130

^ Г «о

1Ф 15 20 М Эй Э£

43 50 Время, сек

..а.-.:. 1....1.::.т

"7

а» К 90 05 10О 1И 110

Рис. 7. Графики переходных процессов при испытаниях математической модели сервопривода

Проверка адекватности математической модели ГА проводилась в режимах работы на холостом ходу и на изолированную нагрузку путем задания линейно изменяющегося управляющего воздействия (открытия направляющего аппарата * а<>) и сравнения установившегося значения частоты вращения РОГ с разгонными характеристиками, полученными расчетным путем на основании универсальной и разгонной характеристик модельной гидротурбины Р075/3123-В-47,435 №2080, разработанной Харьковским турбинным заводом. Проведенные проверки математической модели ГА доказывают ее адекватность, поскольку значения выходных величин моделей, с погрешностью не превышающей 5%, совпадают с расчетными и экспериментальными данными в установившихся режимах работы действующего гидроагрегата.

На рис. 8 приведены графики переходных процессов выходных параметров ГА при сбросе внешней нагрузки М„.

управляющем воздействии ао»160,0 мм (ар — открытие направляющего аппарата, со (щ') -частота вращения, 4 - величина гидроудара, М, - момент гидротурбины, Мв- момент нагрузки)

В ходе математического моделирования цифровой САУ РОГ при работе на холостом ходу, изолированную нагрузку и в энергосеть определены ее основные характеристики и проведена предварительная настройка контуров регулирования с приемлемым качеством и устойчивостью. Результаты моделирования на режиме

холостого хода для минимального, расчетного и максимального напоров приведены в табл. 1.

Определение величины открытия НА холостого хода_Табя. 1

Действующий напор II, ы Минимальное открытие НА (положение штока) 8, мм Открытие НА на холостом ходе (положение пггока) 8, мм

47,2 15,0 14,7

48,5 14,5 14,4

50,5 13,5 13,3

Как видно из табл. 1, необходимое минимальное открытие направляющего аппарата мало зависит от величины действующего напора, поэтому процедура расчета открытия исключена и определено необходимое минимальное открытие на уровне 14 мм. При задании начального открытия НА, равного минимальному значению, время достижения номинальной частоты вращения РОГ составляет более 30 с. В связи с этим с целью сокращения времени пуска ГА проведено моделирование процесса разгона РОГ и принят следующий алгоритм: скачала НА с максимальной скоростью открывается до величины, в два раза превышающей минимальное открытие, затем при достижении частоты вращения турбины значения 90% от номинального, закрывается до величины открытия холостого хода и тем самым обеспечивается более плавное нарастание частоты вращения и минимальное перерегулирование, не превышающее 1%. Результаты моделирования САУ РОГ на холостом ходу приведены в табл. 2.

Результаты моделирования на холостом ходу_ Табл. 2

Нечувстви- Коэффициенты регулятора Ошибка регулирования, % от Амшш- туда колебан ий ш, %

Напор, м тельность по частоте вращения, от ™н интегратор И, 1/С дифференциатор К(3, с пропорциональный Кр Период колебаний, с

0.07 0.1 0.2 - ±0.2 12

0.05 0.1 0.2 ±0.2 12

0.03 0.1 0.2 - ±0.15 25

1 0.1 0.2 колебания - -

0.07 0.1 0.5 - ±0.15 5

48.5 0.07 0.3 0.2 - ±0.2 15

±0.01 0.07 0.5 0,2 - ±0.2 15

0.1 0.5 1 - ±5 4

0.03 0.5 1 • ±4 4

0.03 0.1 1 - ±8 6

0.03 1 1 - ±3 3

47.2 0.05 0.1 0.2 0.02 - -

53.5 0.05 0.1 0.2 - ±0.2 34.

48.5 ±0.1 0.05 0.1 0.2 0.1 - -

48.5 ±0.1 0.03 0.1 0,2 0,02 - - .■

Установлены следующие значения коэффициентов ПИД-регулятора для работы на режиме холостого хода: пропорциональный коэффициент регулятора Кр - от 0,15 до 0,3; коэффициент интегратора регулятора Ю - от 0,02 до 0,05 (1/с);

коэффициент дифференциатора регулятора Кс1 - от 0,1 до 0,5 с; коэффициент усиления СМ НА Кр_па-от ШдоЗО.

На рис. 9 приведены графики переходных процессов при выбранных параметрах и коэффициентах регулятора при работе на изолированную нагрузку. В переходных процессах величина гидроудара 4 составляет порядка ±0,2 при допустимом £мах = 0,3-Ю,5 при напорах от 40 до 100 м. При сбросе полной нагрузки частота вращения РОГ достигает 140% от номинальной, при ее превышении сработает вторая ступень аварийной защиты и ГА перейдет в режим аварийной остановки. В целом по результатам моделирования обеспечиваются заданные гарантии регулирования гидротурбины при выбранных параметрах и коэффициентах системы.

Л» 140

г

120

|1110 " ^чос £

в

5

XX

; Хх ЦНЪ

11:: 1

; |

1 -

\

Рис, 9. Моделирование САУ РОГ при ра5оте на изолированную нагрузку

Проведены исследования процессов синхронизации генератора в энергосеть при постоянной и изменяющейся частоте сети. График процесса синхронизации к сети с изменяющейся частотой приведен на рис. 10.

И'

ц

1

'Ж е - >1... ^—1 1 ! > | ! : 1 г р «-- 1 i : ■ ■ ?м' • Е ; Г 1 '. ■ ■__^ л ! У

* ■егггг.^___1___1___- -I— <1 ___,1:-J ' {....«. . 1 : г [ , \ ; ] 1 1 ! 1 .

9 ' $ ■ 0 — црТ-г-З 1 1 ' 1 ; ; Г—Р«1—Ч ,/Ое-

:_гп пп_го_лгы" _1-1.. 1-1 J-1_1-1__1-¡— .1-1 --1 -.4-1-1- ¿1

IX 134 1*0 1Я 111 1» 1Н 14 Ж 111 ЭЛ 31* М

Рис, 10. Синхронизация при переменной частоте сети (£г - частота генератора, 1с — чзстота сети, Д - скольжение, А и В - зона включения автоматического синхронизатора, С - зона рабочей частоты синхронизатора)

В результате испытаний установлено успешное завершение процесса синхронизации как при постоянной, так и при изменяющейся по линейному закону частоте сети. Длительность сигнала "синхронизация выполнена" составляет несколько секунд, что вполне достаточно для нормального включения ГА на параллельную нагрузку.

В четвертой главе приведены результаты стендовых испытаний и натурных испытаний САУ РОГ на Гунибской ГЭС. Результаты стендовых испытаний СЛУ РОГ при пуске гидроагрегата, работе на холостом ходу и на изолированную нагрузку представлены на рис. П., при работе в мощную энергосистему на рис. 12.

1£1«Й 13-«1ЭФЩ Ни» О С< »С -.) Э4ХХ> 1,40 0* Ч 1. "О ТГ*: 1ГЧ М 1)1»*? 4НН 1)424»

Рис. 11. Графики переходных процессов при цуске ГА, работе на холостом ходу и на

изолированную нагрузку

I-пятвши* нд а. мм *** —

Рис, 12. Графики переходных процессов при работе ГА в мощную энергосистему при скачкообразном изменении уставки отдаваемой мощности

Как видно из полученных данных процесс регулирования частоты и активной мощности ГА при выходе на новый режим носит апериодический характер, перерегулирование по положению штока НА незначительное.

Натурные испытания САУ РОГ проводились в два этапа: в период с 16.03,2005 г. по 08.05.2005 г. на трех ГА Гунибской ГЭС (ОАО "Дагэнерго", республика Дагестан). В ходе испытаний проведено сравнение требуемых расходных характеристик гидрораспределителей с реально полученными, определено качество регулирования для трех гидроагрегатов, проведено сравнение полученных результатов испытаний с результатами моделирования на стенде.

После предварительной проверки были установлены завышенные расходы гидрораспределителей на трех ГА, в связи с чем, для настройки требуемого времени открытия и закрытия направляющего аппарата были установлены дроссели, ограничивающие расход золотников до необходимой величины. Результаты определения расходной характеристики гпдрораспределитсля на первом ГА приведены рис. 13.

9 14

_ Ток управления .1. мА__

-Закрытое, сдростелем —■—Открытие, с дросселем -Закрытие -«-Открытие

Рис, 13. Расходная характеристика парораспределителя 1 ГА

По результатам испытаний было выявлено несоответствие зоны нечувствительности гидрораспределителей первого и второго ГА, которая превышала величину 5%, требуемую по технической документации. После проведенной доработки двух гидрораспределителей в условиях завода-изготовителя все характеристики были приведены в соответствие.

Натурные испытания на холостом ходу проводились с целью исследования процесса автоматического запуска ГА, определения величины пускового открытия направляющего аппарата и введении установленного значения в настройки регулятора холостого хода для обеспечения его оптимальной работы. Результаты натурных испытаний приведены в табл. 3 и 4.

Открытие направляющего аппарата при работе на холостом ходу Табл. 3

Открытие направляющего аппарата гидротурбины на холостом ходу Бхх, мм Результаты математического моделирования (при Н=48,5 м)

ГА-1 ГА-2 ГА-3 Бхх, мм

20,6 19,6 28,5 14,7

Отличие реально полученных значений открытия направляющего аппарата при работе на холостом ходу от математической модели объясняется следующими причинами:

1. несоответствие реального напора расчетному 48,5 м (математическое моделирование проводилось при действии расчетного напора);

2. неточно определена моментная характеристика ГТ в области малых открытий при матемапгческом моделировании (отсутствие данных);

3. неточно определена нагрузка холостого хода при математическом моделировании, которая принималось равной 10% от номинальной.

Автоматический запуск ГЛ и работа на холостом ходу Табл. 4

Параметры испытаний ГА-1 ГА-2 ГА-3 Математическая модель

Время разгона гидротурбины, с 29 29 20 15-18

Перерегулирование, % 3,9 3,5 3,8 2,2

Время пуска гидроагрегата (вхождение в трубку ±0,1 %), с »1 91 65 30+35

Ошибка регулирования, % 0,15 0,15 0,11 0,15

Период колебаний частоты, с 27 32 35 15-25

Отличие во временах разгона гидротурбины и достижения номинальной частоты вращения следует из-за разницы в открытиях направляющего аппарата, полученных при испытаниях и по результатам математического моделирования. Погрешность регулирования ±0,1%, полученная при испытаниях удовлетворяет требованиям нормативных документов.

Ввиду отсутствия технической возможности проведения на Гунибской ГЭС испытаний САУ РОГ в режиме работы на изолированную нагрузку во всем диапазоне рабочих мощностей, согласно принятой программы испытаний, были проведены испытания только при подключении нагрузки собственных нужд (приблизительно 10% от мощности ГА). Испытания проводились последовательно для каждого ГА и на рис. 14 приведены графики переходных процессов по частоте вращения гидротурбины при набросе нагрузки.

Процесс регулирования частоты при выходе на новый режим носит колебательный затухающий характер. Уменьшение частоты вращения составляет менее 10 об/мин, время регулирования не превышает 65 с.

На рис. 15 приведены графики переходных процессов при сбросах нагрузки различной величины на первом ГА путем отключения генераторного

выключателя. Максимальное увеличение частоты вращения, равное 139,6%, было достигнуто при сбросе полной нагрузки на первом ГА, что соответствует гарантиям регулирования.

о<5 'мпн

140 _

130 _ ГЦ4,6 МВт

120 - 1 \\ 3.9 МВт 1А И г>6 МВт

110 . мвт

100 О

90

Рис, 15, Испытания первого ГА при сбросах нагрузки.

Проведенные испытания подтвердили работоспособность САУ РОГ и адекватность стенда, на котором проводились предварительные испытания и настройка САУ, что позволило в кратчайшие сроки провести отладку оборудования Гунибской ГЭС в соответствин с требованиями гарантий регулирования и достичь высоких показателей качества регулирования частоты и активной мощности. Разработанная стендовая база позволяет имитировать поведение ГА в условиях, приближенных к реальным, что обеспечивает полную проверку и возможность совершенствования алгоритмов управления.

В заключении сформулированы основные научные и практические результаты работы.

Приложения к диссертации содержат материалы, подтверждающие внедрение и использование результатов исследований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В соответствии с целями и задачами представленной диссертационной работы были получены следующие результаты.

1. Разработана структура и алгоритмы многофункциональной САУ РОГ, обеспечивающие работу ГА на изолированную нагрузку в режиме регулирования частоты вращения и в энергосеть в режимах регулирования активной мощности генератора, расхода воды через гидротурбину и уровня воды в верхнем бьефе.

2. Разработаны математические модели ГА и САУ РОГ, обеспечивающие исследование ее характеристик и предварительную настройку.

3. Разработан стснд для настройки и отладки алгоритмических и аппаратных составляющих САУ РОГ, проведены испытания и предварительная настройка системы управления.

4. Предложен новый алгоритм разгона гидротурбины, позволяющий практически в 2 раза сократить время пуска и выхода на холостой ход.

5. Предложен новый алгоритм коррекции сигнала управления гидрораспределителем направляющего аппарата гидротурбины, который

позволяет адаптировать CAV для работы с гидравлическими золотниками, имеющими нелинейную или ассиметричную характеристику.

6. Проведена настройка и полный комплекс натурных испытаний, опытная эксплуатация С АУ РОГ на трех ГА Гунибской ГЭС и сдача системы управления в промышленную эксплуатацию в течение 1,5 месяцев.

7. Проведены экспериментальные исследования и доработки серийных гидрораспределителей на двух ГА Гунибской ГЭС, что позволило добиться требуемого качества регулирования частоты вращения в пределах 0,2 % от номинального значения.

Содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Волков, Д.Р. Результаты испытаний регулятора гидротурбины на стенде полунатуриого моделирования ОАО "УКБП" / Д.Р. Волков, С.К. Киселев // Вестник УлГТУ. 2006. - №2. - С. 49-51.

2. Волков, ДР. Математическая модель гидроагрегата Гунибской ГЭС / Д.Р.Волков // Вестник УлГТУ. 2006. - №2. - С. 59-60.

3. Регулятор частоты вращения гидротурбины: пат. 51680 Рос. Федерация: МПК F03B 15/04, РОЗ В 15/00 / Волков Д.Р., Давыдова Л.С., Кудрявцев Л.С. и др.; заявитель и патентообладатель. Ульян, констр. бюро приборостроения. -№2005131477/22; заявл. 10.10.05; опубл. 27.02.06, Бюл. №6. - 15 с: ил.

4. Волков, Д.Р. Стенд полунатурного моделирования для испытаний и настройки цифровых систем управления и регулирования гидроагрегатов / Д.Р.Волков // Вузовская наука в современных условиях: сборник докладов XI научно-технической конференции / Ульяновск: УГТУ, 2006. - С. 69.

5. Волков, Д.Р. Комплексная цифровая стойка управления гидроагрегатом / Д.Р.Волков // Вопросы эксплуатации, реконструкции и модернизации гидроэнергетического оборудования ГЭС: сборник докладов технического семинара / Москва: ЦПТИиТО ОРГРЭС. 2005. - С. 62-65.

6. Волков, Д.Р. Повышение надежности функционирования цифрового регулятора гидротурбины / Д.Р. Волков // Актуальные вопросы промышленности и прикладных наук: сборник статей международной заочной научно-технической конференции / Ульяновск: УлГТУ, 2004. - С. 11-14.

7. Волков, Д.Р. Групповой регулятор частоты и активной мощности ГЭС / Д.Р.Волков // Вестник УлГТУ. 2004. - №4. - С. 37-39.

8. Волков, Д.Р. Современный цифровой регулятор для управления турбиной Френсиса / Д.Р. Волков // Научно-технический калейдоскоп. 2004. - №2. -С. 26-31.

9. Волков, Д.Р. Цифровой адаптивный регулятор для управления радиально-осевой гидротурбиной / Д.Р. Волков // Инновации в науке, технике, образовании и социальной сфере: сборник статей всероссийской молодежной научно-практической конференции / Казань: Изд-во Экоцекгр. 2003. - С. 93.

10. Волков, Д.Р. Энергосберегающая система с использованием малой ГЭС /ДР.Волков, С.А. Гудошников//Энергосбережение. 2001, - №4. -С.61-62.

П.Волков, Д.Р. Система автоматического управления гидроагрегатом малой ГЭС САУГ с регулятором ШАУ-1 разработки ОАО "УКБП" / Д.Р. Волков, О.П. Гринкевич, В.В. Каленов и др. // Энергосбережение. 1999. - №4. - С. 63-65.

ВОЛКОВ ДЛМИР РАИЛЬЕБИЧ РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМИЧЕСКИХ И АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ ИССЛЕДОВАНИЯ, РЕАЛИЗАЦИИ И НАСТРОЙКИ ЦИФРОВОЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАДИАЛЬНО-ОСЕВОЙ ГИДРОТУРБИНОЙ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 10.11.2006г. Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. неч. л. 1,40, Тираж 100 экз. Заказ №

Типография УлГТУ, 432027, Ульяновск, ул. Северный Венец, 32

Введение.

Глава 1. Анализ радиально-осевой гидротурбины, объекта управления и определение основных требований к многофункциональной системе автоматического управления гидроагрегатом.

1.1 Анализ объекта управления (радиально-осевой гидротурбины) и определение необходимых параметров регулирования.

1.2 Выбор и обоснование законов управления по каждому из параметров регулирования гидротурбины.

1.3 Анализ требований к алгоритмическим и аппаратным средствам реализации САУ.

1.4 Результаты и выводы.

Глава 2. Разработка алгоритмов функционирования и структуры САУ.

2.1 Разработка алгоритмов функционирования САУ РОГ в различных режимах работы.).

2.2 Синтез полной структуры САУ РОГ.

2.3 Определение технических требований к основным элементам САУ РОГ (быстродействие, разрядность и т.п.).

2.4 Состав стенда для отладки цифровой САУ РОГ.

2.5 Результаты и выводы.

Глава 3. Математическое моделирование цифровой САУ РОГ.

3.1 Разработка математической модели цифровой САУ РОГ.

3.2 Проверка адекватности модели цифровой САУ РОГ.

3.3 Математическое моделирование цифровой САУ РОГ с целью предварительного определения ее характеристик и настройки.

3.4 Результаты и выводы.

Глава 4. Стендовое исследование и натурные испытания цифровой САУ

4.1 Исследование САУ РОГ на стенде при работе на изолированную нагрузку

4.2 Исследование САУ РОГ на стенде при работе на мощную энергосеть.

4.3 Натурные испытания цифровой САУ РОГ.

4.4 Результаты и выводы.

Актуальность темы. В настоящее время для решения задачи управления радиально-осевой гидротурбиной используются алгоритмы, реализующие различные законы управления частотой и активной мощностью гидроагрегата. Полная динамическая проверка и настройка замкнутой системы управления гидроагрегатом проводится на ГЭС в период проведения пуско-наладочных работ и приемо-сдаточных испытаний. Иногда этого достаточно для эффективного функционирования гидроагрегата и системы автоматического управления гидроагрегатом. Но повышение требований к режимам работы гидроагрегата, к снижению негативного влияния на экологическую среду, сокращению сроков проведения шеф-монтажных и пуско-наладочных работ и издержек на производство систем управления, делает актуальной задачу разработки алгоритмов управления, обладающих более сложной структурой и полной проверки системы управления в динамических режимах на стенде изготовителя в условиях, максимально приближенных к реальным и предварительную настройку системы регулирования.

Оценку эффективности и работоспособности как действующих, так и разрабатываемых алгоритмов управления, а также оптимизацию настроек системы регулирования целесообразнее проводить с использованием методов математического моделирования, что позволит повысить уровень информационной насыщенности об объекте управления и, тем самым, увеличить качественные показатели продукции и эффективность управления энергетическим объектом. В связи с этим, задача разработки алгоритмических и аппаратных средств исследования, реализации и настройки системы управления гидроагрегатом является актуальной.

Целью работы является разработка алгоритмических и аппаратных средств исследования, реализации и настройки цифровой многофункциональной системы автоматического управления радиально-осевой гидротурбиной, позволяющих проводить предварительную настройку САУ на предприятии-изготовителе, сокращать время пуско-наладочных работ и приемо-сдаточных испытаний системы на ГЭС.

Методы исследования. Диссертационная работа выполнена с применением методов и аппарата современной теории автоматического управления и математического моделирования.

Научная новизна. Научную новизну представляют следующие, представленные в диссертации, результаты исследований:

1. Математические модели гидроагрегата с радиально-осевой гидротурбиной для режимов работы на холостом ходе, изолированную нагрузку и в энергосеть;

2. Математическая модель и алгоритмы управления САУ РОГ;

3. Алгоритм сокращения времени пуска ГА и выхода на холостой ход за счет введения двухступенчатой функции открытия НА и подключения регулятора с обнуленным интегратором в момент достижения ГТ номинальной частоты;

4. Алгоритм повышения точности схемы стабилизации открытия НА ГТ, отличающийся введением в блок управления сервоприводом корректирующего звена, обеспечивающего компенсацию зоны нечувствительности золотника, корректировку расходной характеристики и увеличение коэффициента усиления в зоне малых возмущений;

5. Результаты исследований САУ РОГ на стенде и ее предварительная динамическая настройка на всех режимах эксплуатации при пуске и разгоне ГТ, работе на холостом ходе, работе на изолированную нагрузку и в энергосеть.

Реализация результатов и практическая ценность работы. Результаты работы использованы при выполнении ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения» разработок в рамках 7 хоздоговоров: №555-98 «Разработка САУГ малых ГЭС», №11-01 «Разработка, изготовление и внедрение САУ гидроагрегатом №23 Волжской ГЭС», №222-02 «Разработка, изготовление и поставка комплекта оборудования для САУГ с радиально-осевой турбиной Р075-В-140 на Гунибскую ГЭС», №634-05 «Разработка комплекта оборудования для САУ гидроагрегатом №2 Белореченской ГЭС», №670-05 «Разработка комплекта оборудования для САУГ Гельбахской ГЭС и поставка опытных образцов», №70806 «Разработка комплекта оборудования для САУГ малых ГЭС и поставка опытных образцов» и №806-06 «Разработка комплекта оборудования для САУГ малой ГЭС в г. Ульяновске и поставка опытных образцов». Результаты работы в виде программного и аппаратного обеспечения внедрены на ОАО «УКБП» и используются как стендовая база для наладки, предварительной настройки и сдачи ОТК оборудования систем управления гидроагрегатами, а также для обучения персонала Заказчика навыкам управления и обслуживания современного оборудования.

Наибольшую практическую ценность представляют следующие результаты исследования:

1. Стенд для исследований и предварительной настройки и отладки алгоритмических и аппаратных составляющих САУ РОГ;

2. Программное обеспечение стенда и стойки управления ГА с РОГ;

3. Структурная схема многофункциональной САУ РОГ;

4. Доработанные по результатам натурных испытаний главные золотники направляющего аппарата на двух ГА Гунибской ГЭС;

5. Переданное в промышленную эксплуатацию оборудование САУГ на трех ГА Гунибской ГЭС.

Апробация работы. По теме диссертации опубликованы 11 работ и сделаны доклады на следующих семинарах и конференциях:

1) Всероссийская молодежная научно-практическая конференция «Инновации в науке, технике, образовании и социальной сфере», Казань, 2003 г.;

2) Международная заочная научно-техническая конференция «Актуальные вопросы промышленности и прикладных наук», Ульяновск, 2004 г.;

3) Технический семинар «Вопросы эксплуатации, реконструкции и модернизации гидроэнергетического оборудования ГЭС», Москва, 2005 г.;

4) Всероссийская межвузовская конференция «Вузовская наука в современных условиях», Ульяновск, 2006 г.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и трех приложений, содержащих функциональную схему регулятора ГТ, акты внедрения и использования результатов работы. Библиографический список использованной литературы содержит 102 наименования.

Заключение

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований в диссертационной работе получены следующие результаты:

1. Проведен анализ объекта управления и существующих структурных схем управления гидротурбиной на основе логарифмических амплитудно- и фазо-частотных характеристик, на основании которого разработана структура многофункциональной цифровой системы автоматического управления радиально-осевой гидротурбиной, отличающаяся введением дополнительных режимов работы в энергосети, позволяющих обеспечить регулирование водотока и уровня воды в верхнем бьефе водохранилища ГЭС.

2. Определены основные режимы работы и сформулированы технические требования к цифровым регуляторам гидротурбины, касающиеся качества регулирования электроэнергии, аппаратного и программного обеспечения системы управления. Проведен расчет основных узлов САУ РОГ, разработаны алгоритмы управления гидротурбиной на следующих основных этапах: а. Проверка условий готовности оборудования ГА к пуску; б. Автоматический пуск ГТ; в. Управление ГТ при работе на холостом ходу и синхронизации с энергосетью; г. Управление ГТ при работе под нагрузкой; д. Управление ГТ при нормальной и аварийной остановке ГА.

3. Разработана структура стенда для проверки и наладки САУ РОГ.

4. Разработана математическая модель замкнутой САУ РОГ, включающая в себя модели гидроагрегата, модель сервопривода и модель регулятора гидротурбины, проведена проверка математических моделей в режимах работы гидроагрегат на холостом ходу и под нагрузкой на соответствие расчетным и экспериментальным данным гидротурбины Р075-В-140 и подтверждена ее адекватность.

5. Проведены стендовые испытания цифровой САУ РОГ при работе на холостом ходу, изолированную нагрузку и энергосеть, определены ее основные характеристики и проведена предварительная настройка контуров регулирования с приемлемым качеством и устойчивостью.

6. Разработан алгоритм разгона гидротурбины, позволяющий практически вдвое сократить время пуска гидроагрегата и выхода на холостой ход при допустимой величине перерегулирования по частоте вращения. Получено положительное решение о выдаче патента РФ по заявке на изобретение № 2005117902/06 от 09.06.2005.

7. Разработан алгоритм повышения точности стабилизации текущего открытия НА ГТ, обеспечивающий коррекцию сигнала управления, поступающего на вход электрогидравлического преобразователя и его усиление в зоне малых возмущений (малых расходов рабочей жидкости). Получен патент РФ №51680 (опубл. 27.02.06, Бюл. №6).

8. Проведены экспериментальные исследования и доработки серийных гидрораспределителей на двух гидроагрегатах Гунибской ГЭС, что позволило добиться требуемого качества регулирования частоты вращения в пределах 0,15% от номинального значения.

9. Проведена настройка и полный комплекс натурных испытаний, включая опытную эксплуатацию, САУ РОГ на трех гидроагрегатах Гунибской ГЭС и сдача системы управления в промышленную эксплуатацию в течение 1,5 месяцев, что позволило сократить период наладки и испытаний аналогичных систем практически на 30.50%.

1. Пивоваров, В.А. Результаты испытаний регуляторов скорости гидротурбин при работе на выделенный район / В.А. Пивоваров, В.Н. Федоров // Автоматизация управления электрическими системами и объектами. JL: «Наука», 1958. С. 224-231.

2. Пивоваров, В.А. Проектирование и расчет систем регулирования гидротурбин / В.А. Пивоваров. JL: «Машиностроение», 1973. - 215 с.

3. Кучкин, М.Д. Автоматизация гидроэлектрических станций / М.Д. Кучкин, H.A. Спицын. M.-JL: Госэнергоиздат, 1957. - 350 с.

4. Москалев, А.Г. Автоматическое регулирование режима энергетических систем по частоте и активной мощности / А.Г. Москалев. M.-JL: Госэнергоиздат, 1960.-235 с.

5. Альтерман, Д.З. Системы авторегулирования гидроэлектростанций с корректорами активной мощности / Д.З. Альтерман. М.: Госэнергоиздат, 1959. -185 с.

6. Эпштейн, P.M. Система регулирования гидроагрегатов / P.M. Эпштейн, Б.Е. Митрофанов, М.Я. Руденский. М.: «Энергия», 1968. - 192 с.

7. Мозгалевский, A.B. Техническая диагностика. / A.B. Мозгалевский, Д.В. Гаскаров. М.: Высшая школа, 1975. - 207 с.

8. Волик, Б.Г. Методы анализа и синтеза структур управляющих систем / Б.Г. Волик. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 279 с.

9. Цыкунов, A.M. Адаптивное регулирование объектами с последствием /

10. A.M. Цыкунов. М.: Наука, 1984. - 241 с.

11. Налимов, В.В. Теория эксперимента / В.В. Налимов. М.: Наука, 1971.-207 с.

12. П.Абрамов, О.В. Параметрическая коррекция систем управления / О.В. Абрамов, О.И. Бернацкий, В.В. Здор. М.: Энергоатомиздат, 1982. - 176 с.

13. Абрамов, О.В. Допуски и номиналы систем управления / О.В. Абрамов,

14. B.В. Здор, A.A. Супоня. М.: Наука, 1976. - 160 с.

15. Овчаренко, Н.И. Автоматика электрических станций и электроэнергетических систем / Н.И. Овчаренко. М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2000.-504 с.

16. Киселев, Г.С. Системы группового регулирования мощности гидроэлектростанций / Г.С. Киселев, М.Я. Руденский, P.M. Эпштейн. М.: Энергия, 1974.- 137 с.

17. Общие требования к программно-техническим комплексам для автоматизированных систем управления гидроэлектростанций: РД 153-34.2.35.520-99. М.: СПО ОРГРЭС, 1999. - 57 с.

18. Иващенко, H.H. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем / H.H. Иващенко М.: Машиностроение, 1978. - 157 с.

19. Математическая модель сервопривода системы САУГ с гидротурбиной РО 230-Г-50. Технический отчет №3184. Ульяновск: ОАО «УКБП». - 2004 - 65с.

20. Киселев, Г.С. Опыт применения серийных микроконтроллеров для автоматизации гидроагрегатов ГЭС / Г.С. Киселев, Е.Л. Жирнов // Энергетик. 1998,-№4.-С. 37-45.

21. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. РД 34.20-501-95. М.: СПО ОРГРЭС, 1996. - 24 с.

22. Расчет основных технических характеристик сервопривода направляющего аппарата гидроагрегата Гунибской ГЭС. Математическая модель СП НА. Технический отчет №3427. Ульяновск : ОАО «УКБП».- 2003.-46 с.

23. Математическая модель гидроагрегата с турбиной Р075-В-140. Технический отчет №3426. Ульяновск: ОАО «УКБП». - 2003. - 36 с.

24. Система автоматического управления гидроагрегата Гунибской ГЭС. Техническое задание. 4.2 Программа функционирования. Ульяновск: ОАО «УКБП». 2004.-27 с.

25. Морозов, A.A. Турбинное оборудование гидроэлектростанций. Руководство для проектирования / A.A. Морозов. Государственное энергетическое издательство, 1958.-210 с.

26. Гидротурбины реактивные средние и малые. // Министерство машиностроения СССР. Ведомственная нормаль. - 1956. - С. 27-35.

27. Аносов, Ф. В. Модельные исследования гидротурбин / Ф.В. Аносов, A.B. Белобородое, М.В. Гущин и др. -М.: Машиностроение, 1971.-237 с.

28. Гаркави, Ю. Е. Регулирование гидротурбин / Ю.Е. Гаркави, М.И. Смирнов. M.-JL: Машгиз, 1954. - 246 с.

29. Математическая модель системы автоматического управления гидроагрегата №23 Волжской ГЭС и гидроагрегата при работе на изолированную и параллельную нагрузки. Технический отчет №3384. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2003.-36 с.

30. Гальперин, М.И. Определение гидравлических моментов направляющего аппарата гидротурбины / М.И. Гальперин // Энергомашиностроение. 1967. - №7. - С. 5-12.

31. Герман, А.Н. Электрогидравлические регуляторы гидротурбин / А.Н. Герман // Энергомашиностроение. 1966. - №6. - С. 15-68.

32. Ковалев, H.H. Теоретические и экспериментальные исследования ЦКТИ по созданию мощных гидротурбин / H.H. Ковалев // Котлотурбостроение: сб. трудов ЦКТИ. Л.: 1967. №81. С.43-59.

33. Кривченко, Г.И. Динамические регулировочные характеристики агрегатов ГЭС / Г.И. Кривченко // Электрические станции. 1967.- №7. -С. 12-17.

34. Шриро, И.Н. Радиально-осевые гидротурбины Бухтарминской ГЭС / И.Н. Шриро// Энергомашиностроение. 1967. -№12.-С. 5-17.

35. Ривлин, М.И. Выбор рациональных параметров привода направляющего аппарата гидротурбин / М.И. Ривлин // Энергомашиностроение. 1967.-№7.-С. 34-41.

36. Стойка управления гидроагрегатом СУГ-РО. АИРЦ.00539-01.12.01. Специальное программное обеспечение. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2005. -С. 27.

37. Компоненты комплексной автоматизации / Каталог БГМАТЮ 8Т-70.2003.-С. 12-75.

38. Регулятор мощности гидроагрегата с прямым управлением главным золотником / Техническое описание. Санкт-Петербург: ЗАО «ПромАвтоматика»,2004.-С.12.

39. Система автоматического управления гидроагрегата Гунибской ГЭС / Техническое задание. Ч. 1. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2004. - С. 32.

40. Тесты математических моделей гидрораспределителя направляющего аппарата и гидроагрегата Гунибской ГЭС. Технический отчет №3434. -Ульяновск: ОАО «УКБП», 2003. С. 32.

41. Математическая модель системы автоматического управления гидроагрегата Гунибской ГЭС при работе на изолированную и параллельную нагрузки. Технический отчет №3433. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2003. - С. 37.

42. Система автоматического управления гидроагрегатами Гунибской ГЭС. Программа и методика испытаний. -Ульяновск: ОАО «УКБП», 2003.- С.28.

43. Моделирование замкнутой системы СУГ-РО и гидроагрегата Гунибской ГЭС в рабочих режимах. Технический отчет №3476. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2004.-С. 31.

44. Результаты испытаний регулятора частоты вращения и активной мощности СУГ-РО на полунатурном стенде. Технический отчет №3479. -Ульяновск: ОАО «УКБП», 2004. С. 23.

45. Результаты предварительных испытаний СУГ-РО по управлению работой гидроагрегатов Гунибской ГЭС. Технический отчет №3576. Ульяновск: ОАО «УКБП», 2005.-С. 32.

46. Турбины гидравлические для гидроэлектростанций: ОСТ 108.023.15-82 / Ленинград, 1984 Чертежи 47,48.

47. Абрамян, Ш.Г. Автоматическое регулирование режима ГЭС по частоте и активной мощности с ограничением межсистемных перетоков / Ш.Г. Абрамян, Г.Я. Голубчик, А.О. Малый / Электрические станции. 1969. - №1. - С.34-38.

48. Регулирование частоты и активной мощности на Волжской ГЭС им.

49. B.И. Ленина / A.B. Богословский и др. // Комплексная автоматизация гидроэлектростанций. Куйбышев, 1962. -С.48-64.

50. Горнштейн, В.М. Наивыгоднейшие режимы работы гидроэлектростанций в энергетических системах /В.М. Горнштейн. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1959.-С. 89.

51. Городецкий, А.Е. Исследование различных систем группового регулирования активной мощности гидроэлектростанций / А.Е. Городецкий и др.// Труды Ленгидропроекта, 1970. №12. - С. 25-32.

52. Долгополов, В.М. Опыт эксплуатации схемы регулирования частоты иактивной мощности / В.М. Долгополов и др. // сб. материалов по обмену опытом эксплуатации энергетических установок. Пермь, 1970. - С. 13-24.

53. Копылов, И.Б. Системы автоматического управления режимом работы электростанций по частоте / И.Б. Копылов и др. // Труды ВНИИЭ, 1967, вып. 31.1. C. 21-35.

54. Кучкин, М.Д. Автоматическое управление и контроль режима работы гидроэлектростанций / М.Д. Кучкин М.: «Энергия», 1967. - С. 36-47.

55. Левков, Е.Ф. Опыт внедрения на действующих ГЭС системы группового регулирования частоты и активной мощности с центральным регулятором / Е.Ф. Левков и др. // БТИ ОРГРЭС, 1963. - С. 25-33.

56. Михайлова, И.П. Система регулирования мощности Горьковской ГЭС / И.П. Михайлова и др. // Средства управления в энергетике. 1973. - №2. - С. 5-12.

57. Полушкин, Н.П. Автоматическое регулирование гидротурбин / Н.П. Полушкин. JL: Энергия, 1967. - С. 154.

58. Степанов, В.П. Повышение надежности работы ЭГР в аварийных режимах / В.П. Степанов // Электрические станции. 1970. - №10. - С. 24-29.

59. Аганичев, Е.С. Автоматический микропроцессорный синхронизатор «Спринт» мощного синхронного генератора / Е.С. Аганичев и др. // Электрические станции. 1999. - №8.

60. Соловьев, И.И. Автоматические регуляторы синхронных генераторов / И.И. Соловьев. -М.: Энергоиздат, 1981.

61. Васильев, Ю.С. Гидротехническое и вспомогательное оборудование гидроэлектростанций: справочное пособие / Ю.С. Васильев и др. М.: Энергоатомиздат, 1988.

62. Карпов, В.А. Принципы построения АСУ ТП общестанционного уровня ГЭС (ГАЭС) / В.А. Карпов // Автоматическое регулирование и управление в энергосистемах-М.: Энергоатомиздат, 1983.

63. Беркович, М.А. Автоматизация регулирования частоты и активной мощности в Единой энергетической системе СССР / М.А. Беркович и др. // Электричество. 1971. - №8.

64. Совалов С.А. Экспериментальная цифровая система автоматического регулирования частоты и активной мощности ЕЭС СССР / С.А. Совалов и др. // Электричество. 1979. - №3.

65. Веневцев, Ю.С. Цифровая система автоматического регулирования частоты и активной мощности в энергообъединении Сибири / Ю.С. Веневцев и др. // Электрические станции. 1984. - №1.

66. Окин, A.A. Противоаварийная автоматика / A.A. Окин. М.: Изд-во МЭИ, 1995.

67. Барков, Н.К. Автоматические регуляторы скорости гидротурбин / Н.К. Барков.-М.: Госэнергоиздат, 1947.

68. Жмудь, А.Е. Гидравлический удар в гидросиловых установках / А.Е. Жмудь. М.: Госэнергоиздат, 1953.

69. Кантор, С.А. Регулирование турбомашин / С.А. Кантор. М.: Машгиз,1946.

70. Кривченко, Г.И. Гидравлический удар и рациональные режимы регулирования турбин гидроэлектростанций / Г.И. Кривченко. М.: Госэнергоиздат, 1951.

71. Смирнов, М.И. Автоматические регуляторы проточного типа / М.И. Смирнов.-М.: Каталогиздат, 1939.

72. Шерман, Г.Н. Экономичные режимы электростанций при пиковом графике нагрузки / Г.Н. Шерман // Электрические станции. 1940. - №3.

73. Виккер, Д.А. Автоматическое регулирование частоты и активной мощности электрических систем / Д.А. Виккер. М.: ОНТИ, 1937.

74. Полушкин, Н.П. Монтаж, наладка и испытание автоматических регуляторов скорости гидротурбин / Н.П. Полушкин -М.: Госэнергоиздат, 1959.

75. Попов, Д.Н. Выбор параметров изодромных регуляторов скорости / Д.Н. Попов // Труды ВИГМ. 1956. вып. XIX.

76. Попов, Д.Н. Влияние характеристик сервомотора на режим регулирования скорости гидротурбин / Д.Н. Попов // Труды ВИГМ. 1958. вып. XXI.

77. Электрогидравлический регулятор гидротурбин / И.Я. Потаповский и др. -М.: Энергомашиностроение. 1962.

78. Стернисон, Л.Д. Автоматическое регулирование частоты и активной мощности по методу ОРГРЭС / Л.Д. Стернисон. М.: Госэнергоиздат, 1959.

79. Урин, В.Д. Автоматизация зарубежных гидроэлектростанций. Бюро технической информации ОРГРЭС / В.Д. Урин. - М.: Госэнергоиздат, 1964.

80. Эпштейн, P.M. К вопросу о быстродействии регуляторов скорости гидротурбин / P.M. Эпштейн // Наладочные и экспериментальные работы ОРГРЭС. 1961. вып. XXXVI.

81. Никитин, Б.И. Использование в энергосистеме гидростанции с сезонным (годичным) регулированием / Б.И. Никитин // Гидротехническое строительство. 1941. - №4.

82. Гильденблат, Я.Д. Неустановившийся режим в нижнем бьефе гидростанции / Я.Д. Гильденблат и др. // Проблемы регулирования речного стока: сб. работ АН СССР, 1948. вып. 2.

83. Лось, Б.М. Приближенный метод расчета уровней в нижних бьефах электростанций при суточном регулировании / Б.М. Лось // Труды МЭИ. 1950. вып. V (гидроэнергетика).

84. Горбунов, Г.Г. Недельное и суточное регулирование на гидроэлектростанциях / Г.Г. Горбунов. М.: Госэнергоиздат, 1951.

85. Мартынов, В.П. Повышение энергетической эффективности гидроэлектростанций, работающих в энергосистеме / В.П. Мартынов. М.: Госэнергоиздат, 1954.

86. Горнштейн, В.М. О выборе режима, обеспечивающего наименьшую себестоимость электроэнергии в энергосистеме / В.М. Горнштейн //Электрические станции. 1957. - №7.

87. Москалев, А.Г. Автоматическая аварийная разгрузка энергосистем по частоте / А.Г. Москалев. М.: Изд-во ВЗЭИ, 1952.

88. Москалев, А.Г. Измерительные органы регуляторов частоты / А.Г. Москалев // Автоматика и телемеханика. 1952. - №5.

89. Москалев, А.Г. Регулятор частоты типа МФРЧ / А.Г. Москалев // Труды ЦНИЭЛ. 1953. вып. 1.

90. Доманский, Б.И. О регулировании мощности и частоты крупных энергообъединений / Б.И. Доманский и др. // Электричество. 1954. - №2.

91. ЭНИН АН СССР. Регулирование частоты и мощности в Объединенной энергосистеме Европейской части СССР. ч. 1. Анализ структуры схем регулирования частоты и активной мощности, технический отчет, 1954.

92. Паутин, Н.В. Автоматический камертонный регулятор частоты типа КРЧ-1 / Н.В. Паутин и др. // Вестник электропромышленности. 1956. - №3.

93. Москалев, А.Г. Автоматическая частотная разгрузка энергосистем / А.Г. Москалев. -М.: Госэнергоиздат, 1959.

94. Кучкин, М.Д. Автоматизация гидроэлектрических станций / М.Д. Кучкин и др. -М.: Госэнергоиздат, 1958.

95. Барков, Н.К. Автоматизация мощных гидротурбин / Н.К. Барков МЛ.: Машиностроение, 1964.

96. Международное руководство по испытанию регуляторов частоты вращения для гидравлических турбин IEC 308 / Центральное бюро Международной электротехнической комиссии. Женева. - 1970г.

97. Концепция управления и регулировки для радиально-осевых турбин Френсиса / Материалы тендера на поставку системы управления гидроагрегатом Ахангаранской ГЭС (республика Узбекистан) VA Tech Bouvier Hydro. 2004.

98. Modernizing the control systems at two German plants / Hydropower & Dams, vol. Ten, Issue 1,2003.

99. Automatisierung der Wasserkraftwerke der SWU Energie GmbH / Energieverlag, vol. 9. 2003.

100. Pegel- und Durchflußregelung für Laufwasserkraftwerke / Siemens Energieerzeugung, vol. 1. 1992.

101. Sanirung und Modernisierung der Pumpspeicher-Kraftwerke Reisach und Tanzmuhle / Elektrizitatswirtschaft, vol. 4. 1996.