автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Разработка и исследование способов повышения эффективности функционирования установок межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов

На правах рукописи

ТАЛАМАНОВ Олег Викторович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСТАНОВОК МЕЖСИСТЕМНОЙ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ

Специальность 05.14.02 Электростанции и электроэнергетические системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново 2006

Работа выполнена на кафедре «Теоретические основы электротехники и электротехнологии» Ивановского государственного энергетического университета.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

кандидат технических наук, доцент Макаров Аркадий Владиславович

доктор технических наук» профессор Назарычев Александр Николаевич

кандидат технических наук, доцент Серов Вячеслав Ананьевич

Ведущая организация:

Нижегородское предприятие магистральных электрических сетей - филиал ОАО «ФСК ЕЭС»

Защита состоится 17 ноября 2006 г. в П22 часов в ауд, 237 корпуса Б на заседании диссертационного совета Д 212.064.01 Ивановского государственного энергетического университета по адресу: 153003, г. Иваново» ул. Рабфаковская, 34, корпус Б, ауд. 237.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просьба направлять по адресу: 153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, д. 34, ученый совет ИГЭУ.

Тел.: (4932) 41-98-41, факс: (4932) 38-57-01 E-mail: uch_sovet@ispu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в технической библиотеке Ивановского государственного энергетического университета.

Автореферат разослан 16 октября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.064 доктор технических наук, профессо

Мошкарин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Реструктуризационные процессы, проводимые в настоящее время в энергетике России и других государств, приводят к дерегулированию производства и потребления электрической энергии. Следствием этого является увеличение обмена электрической энергией как внутри энергосистем, так и между энергосистемами по межсистемным связям. Это приводит к возрастанию роли межсистемных связей, повышению требований к их надежности, эффективности их функционирования, живучести, управляемости.

Одним из путей повышения эффективности работы межсистемных связей является использование управляемых межсистемных связей (УМС).

Управляемые или гибкие межсистемные связи - это связи, режим работы которых может быть задан вне зависимости от режимов работы любых других элементов связываемых электроэнергетических систем и управляется автоматически или по заданному вручную закону, УМС позволяют осуществлять: регулируемый обмен мощностью между энергосистемами, независимое ведение режимов по частоте и напряжению в связываемых энергосистемах, локализацию возмущений в пределах одной части энергосистемы и «развязку» энергосистем по токам короткого замыкания.

Крупные системные аварии, произошедшие в 2000-х годах, актуализировали задачу создания и скорейшего внедрения установок управляемых межсистемных связей в электроэнергетических системах.

В настоящее время наиболее проработанным вариантом УМС являются передачи и вставки постоянного тока (ППТ и ВПТ). ППТ и ВПТ удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к УМС, однако сложность схем, значительная стоимость, менее высокая надежность высоковольтных силовых полупроводниковых установок по сравнению с основным электрооборудованием энергосистем ограничивает их широкое применение. Альтернативные варианты построения УМС можно разделить на три группы: асинхронизированные электромеханические преобразователи частоты (АЭПЧ), устройства гибкой межсистемной связи переменного тока на основе высоковольтных полупроводниковых элементов, известные в иностранной литературе как FACTS (Flexible alternating current transmission systems), устройства на основе ферромагнитных управляемых элементов (ФУЭ МС) - фазоинвертирующих трансформаторов (ФИТ) и управляемых реакторов (УР).

Асинхронизированные электромеханические преобразователи частоты выгодно отличаются от передач и вставок постоянного тока низким содержанием высших гармоник в токе и напряжении, возможностью их одновременного использования в качестве источника реактивной мощности. Однако достаточно высокая стоимость оборудования, сложность обслуживания, низкая маневренность, ограниченный диапазон скольжения по частоте связываемых систем (не более 0,5 Гц) и проблемы, связанные с построением агрегатов большой мощности, ограничивают область применения установок данного типа.

В последнее время интенсивно исследуются, но пока ограниченно внедряются устройства FACTS. Комплексное применение устройств данного типа позволяет значительно повысить эффективность использования межсистемных связей. Главным их достоинством является высокая маневренность. Основным недостатком устройств FACTS, также как и передач и вставок постоянного тока, является использование полупроводниковых элементов на стороне высокого напряжения. Это приводит к снижению общей надежности и существенному повышению стоимости устройства.

Перспективными в качестве УМС представляются устройства на основе ферромагнитных управляемых элементов. Разработка и создание ФУЭ МС имеет более чем пятидесятилетнюю историю, однако трудности создания быстродействующих систем управления, сложность реализации алгоритмов управления током подмагничивания этих устройств препятствовали внедрению установок УМС данной группы, В настоящее время возможности цифровой и преобразовательной техники позволяют более эффективно решить указанные проблемы. Основными достоинствами устройств этой группы является простота, надежность, низкая стоимость, высокая маневренность. Главным преимуществом ФУЭ МС перед установками FACTS является использование силовой электроники в цепях управления, а не на стороне высокого напряжения.

Как наиболее перспективные технические решения среди устройств ФУЭ МС следует выделить устройства на основе фазоинвертирующих трансформаторов (ФИТ МС) и устройства на основе управляемых реакторов (УР МС).

В 80-е годы совместной научной группой Ивановского энергетического института и Ленинградского политехнического института были проведены работы по исследованию различных типов ФУЭ и возможности их использования в качестве УМС. На основе исследований были предложены методология построения и варианты схемных решений реализации ФИТ МС, созданы математические модели отдельных блоков установки и получены статические и динамические характеристики ФИТ МС, сформулированы принципы построения алгоритмов управления установкой и реализованы их простейшие варианты, разработана методика оптимизации конструкции установок данного типа. На физических моделях экспериментально доказана возможность реализации ФИТ МС.

Результатом проведенных научных работ явилось создание на Волховской ГЭС ОАО Ленэнерго опытно-промышленной установки управляемой межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов для исследования ее функционирования в условиях реальной энергосистемы. В качестве базовых универсальных силовых модулей использовался однофазные трехобмо-точные трансформаторы, что позволило исследовать различные варианты схемных решений устройств межсистемной связи при минимальных материальных и временных затратах. Однако жесткая конструкция использованных силовых модулей ограничила возможности оптимизации установки. Проведенные комплексные экспериментальные исследования в условиях реальной энергосистемы показали перспективность исследований в направлении создания установки ФИТ МС промышленных масштабов.

Разработка промышленных образцов установок ФИТ МС требует решения комплекса задач, первоочередными из которых являются оптимизация их конструкции и схемных решений» а также разработка эффективных алгоритмов управления.

Для повышения технико-экономических показателей установки целесообразно использование установок межсистемной связи на основе трехфазных фа-зоинвертирующих трансформаторов. При этом существенно улучшаются энергетические характеристики установки, уменьшается суммарная масса магнитогтро-водов, снижается мощность источников подмагничивания.

: При использовании простейших алгоритмов управления имеют место пульсации в передаваемой через установку ФИТ МС активной мощности. Представляется актуальной задачей разработка алгоритмов изменения токов подмагничивания, обеспечивающих отсутствие пульсаций в передаваемой мощности.

Конструкционные параметры и выбранные законы управления существенно влияют на стоимостные показатели установки и должны быть оптимизированы с учетом современных экономических критериев.

Целью работы является разработка и исследование установок межсистемных связей на основе ферромагнитных управляемых элементов и способов повышения эффективности их функционирования путем совершенствования алгоритмов управления установками и оптимизации их конструкции.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Разработка математических моделей различных типов установок межсистемных связей на основе ферромагнитных управляемых элементов совместно с источником питания и системой управления.

2. Исследование на математических моделях динамических и статических характеристик установок, формулирование требований, предъявляемых к системам управления установок, синтез алгоритмов их управления.

3. Разработка алгоритмов регулирования токов подмагничивания, обеспечивающих выполнение сформулированных требований, и системы регулирования тока подмагничивания. Исследование ее работы совместно с объектом управления,

4. Определение критериев, разработка алгоритма оптимизации конструкционных параметров установок по выбранным критериям и создание на его основе программы оптимизации. Определение конструкционных параметров фазоинвертирующих трансформаторов и управляемых реакторов, удовлетворяющих выбранным критериям.

Методы исследований* При разработке математических моделей установок ФУЭ МС, источника подмагничивания и системы управления использовались методы анализа и синтеза нелинейных электрических и магнитных цепей. При решении систем нелинейных дифференциальных уравнений использовались метода численного интегрирования с применением средств вычислительной техники.

Научная новизна и значимость полученных результатов заключается в следующем:

1. Разработаны математические модели устройств межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов, включая модели на основе однофазных и трехфазных фазоинвертирующих трансформаторов, на основе управляемых реакторов, обеспечивающие возможность их применения для синтеза алгоритмов регулирования тока подмагничивания и разработки структуры системы управления установками.

2. Разработана методика определения зависимости тока подмагничивания от разности фаз связываемых энергосистем, позволяющая обеспечить минимум пульсаций в передаваемой через установку ФУЭ МС мощности и повысить технико-экономические показатели установки.

3. Разработан алгоритм оптимизации основных конструкционных параметров фазоинвертирующих трансформаторов и управляемых реакторов. Достоверность представленных в работе результатов, полученных путем

проведения вычислительных экспериментов на математических моделях, подтверждается их сравнением с экспериментальными данными, полученными в условиях реальной энергосистемы на опытно-промышленной установке на Волховской ГЭС ОАО Ленэнерго, Практическая ценность.

1. Разработанные математические модели ФУЭ МС совместно с системой подмагничивания и системой управления позволяют исследовать работу установок в любых режимах, а также могут быть применены для разработки установок промышленных масштабов и синтеза алгоритмов их управления.

2. Разработанный алгоритм оптимизация конструкции ФУЭ МС по выбранному параметру позволяет определить конструкционные параметры фазоинвертирующих трансформаторов и управляемых реакторов большой мощности, при которых ФУЭ МС обладают минимальными совокупными дисконпфованными затратами.

3. Разработанная методика определения тока подмагничивания позволяет определять зависимости тока подмагничивания от разности фаз связываемых энергосистем, обеспечивающие отсутствие пульсаций активной мощности, передаваемой через установку.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы были использованы в Институте Физики Высоких Энергий при исследовании работы системы питания кольцевого электромагнита ускорителя У-70, определения оптимальных и предельных режимов работы элементов системы питания, исследования различных вариантов построения системы питания кольцевого электромагнита ускорителя У-70 при проведении ее модернизации. Личный вклад автора в получении результатов состоит: в разработке математических моделей межсистемных связей на основе трехфазных фазоинвертирующих трансформаторов и управляемых реакторов;

в разработке комплексных математических моделей установок межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов совместно с источником подмагничивания и системой управления; в разработке алгоритма оптимизации основных конструкционных параметров установки межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов по выбранному параметру;

в разработке методики определения зависимости тока подмагничивания от разности фаз связываемых энергосистем при требуемом законе изменения передаваемой активной мощности. Основные положения, выносимые на защиту:

комплексные математические модели межсистемных связей на основе однофазных и трехфазных фазоинвертирующих трансформаторов, и управляемых реакторов;

методика определения зависимости тока подмагничивания от разности фаз связываемых энергосистем по заданному закону изменения передаваемой активной мощности;

алгоритм формирования тока подмагничивания установки межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов; алгоритм оптимизации основных конструкционных параметров межсистемных связей на основе фазоинвертирующих трансформаторов и управляемых реакторов по выбранному параметру.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на конференции Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) PowerTech-2005, Санкт-Петербург, 2005; Международной научно-технической конференции «XII Бенар-досовские чтения» Иваново, 2005 г; VI Международной конференции АЕС-2004, Азиатское энергетическое сотрудничество: межгосударственные инфраструктуры и рынок электрической энергии, Иркутск, 2004; XI Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» Москва, 2003.

Публикации. По материалам работы опубликовано 10 работ, получены два патента на полезные модели «Устройство для объединения трехфазных энергосистем на основе подмагничиваемых трансформаторов», «Устройство для объединения трехфазных энергосистем на основе управляемых подмагничиванием двухобмоточных реакторов».

Структура и объем работы. Диссертационная работа общим объемом 237 страниц состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы (125 наименований), семи приложений и содержит 194 страницы машинописного текста и 77 рисунков, размещенных на 43 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность поставленной проблемы. Сформулирована цель работы и задачи, которые были решены для ее достижения, дано краткое описание содержания глав работы.

В первой главе сформулированы основные требования, предъявляемые к управляемым межсистемным связям, рассмотрены различные типы УМС: передачи и вставки постоянного тока; асинхронизированные электромеханические преобразователи частоты; устройства гибкой межсистемной связи переменного тока на основе высоковольтных полупроводниковых элементов (устройства FACTS); межсистемные связи на основе ферромагнитных управляемых элементов: на основе фазоинвертирующих трансформаторов и на основе управляемых реакторов. Рассмотрены основные достоинства и недостатки различных типов УМС, проведен анализ предыдущих исследований ФУЭ МС.

Реализация ФИТ МС возможна как на однофазных, так и на трехфазных ФИТ. Установки на основе однофазных ФИТ использовались для исследования характеристик ФИТ МС при работе в условиях реальной энергосистемы. Для установок подобного типа были получены динамические и статические характеристики.

При создании установок промышленных масштабов малой и средней мощности экономически более целесообразным является использование установок ФИТ МС на основе трехфазных ФИТ. Применение их позволяет улучшить энергетические характеристики установки, уменьшить суммарную массу магии-то проводов, снизить мощность источников подмагничивания, и, соответственно, повысить технико-экономические показатели установки.

При росте активной мощности, передаваемой через установку, увеличивается масса установки, возникают проблемы, связанные с ее транспортировкой и монтажом. Поэтому при создании установок ФИТ МС промышленных масштабов большой мощности предпочтительно использование однофазных ФИТ.

В настоящее время научной группой под руководством Г.Н. Александрова проведены теоретические исследования, показавшие возможность реализации межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементах реакторного типа. Актуальным является создание экспериментальной установки для исследования функционирования УР МС в условиях реальной энергосистемы. Для исследования различных схемных решений при минимальных материальных и временных затратах предпочтительным является использование однофазных УР.

Вторая глава посвящена математическому моделированию различных типов ФУЭ МС, В качестве объектов моделирования выбраны установки межсистемной связи на основе однофазных ФИТ, на основе трехфазных ФИТ, на основе однофазных УР.

Установка межсистемной связи на основе однофазных ФИТ состоит из двенадцати однофазных ФИТ, двух источников напряжения подмагничивания и системы управления. В каждой фазе установлено четыре однофазных ФИТ, все первичные обмотки которых соединены последовательно согласно. Вторичные обмотки первого и второго, третьего и четвертого трансформаторов включаются попарно согласно, а пары объединяются между собой последовательно встречно.

Математическое описание установки выполняется на основе методов анализа нелинейных электрических и магнитных цепей.

Для аппроксимации кривой намагничивания магнитопроводов выбрана функция:

£ = <х-агй£(р.#)+у.Я; (1)

где а, р, у - коэффициенты, определяемые по характеристике намагничивания.

Для схемы замещения установки (рис. 1) записывается система дифференциальных уравнений согласно законам Кирхгофа для электрических и магнитных цепей:

¿В\ 4Вг <Вх сЙ?4 г ¿ц .,

^ 1Г + Л + Л + 1Г = еи ^ ~ ^;

ав5 ¿в6 йВп сШо сн2

йв9 ¿в10 авп щ2 т / л

; + и^я —— +• н^х + .....••• • • + XI = (/) - Г) /з;

ш ш ш '

оВ2 сй53 --—--

</В5 Й®7 сй?8 г

И^-—-— ~ Н'з5--— + Ь>> , . , ,

СЙГ Л (Л (/Г * ^ (2)

с/Я10 ¿Ви 4Вп

И^-— + 'И^-— - м>23 -•■■-- ■ ■

<а & & &

¿Вх йВ-> ¿в*

ш Ш си

аВд СШ]П ША| + —— + ¿01 = «01 (О - ПИ'01

£/54 £©7 ¿Шо йй?м ¿©12 й?/о2 , ч

+ И'о^ - + ¿02 = «02 (0 - '02*02

где иъ, и'ь "И'2 - число витков соответственно обмотки подмагничивания, первичной и вторичной обмоток; 10ь £ог> ¿ь ¿2 - индуктивности рассеяния соответственно первой и второй цепи подмагничивания, первичной и вторичной обмоток; /*оь гог» ГЬ г2 — сопротивления соответственно первой и второй цепи подмагничивания, первичной и вторичной обмоток; 5 — площадь поперечного сечения маг-нитопровода; ВХ...В\2 - индуктивности в магнитопроводах фазоинвертирующих трансформаторов.

По закону полного тока определены напряженности в магнитопроводах и, после преобразований, получена система уравнений, являющаяся математическим описанием процессов в установке УМС на основе однофазных ФИТ.

Для оценки достоверности результатов, получаемых с помощью математической модели, было проведено моделирование экспериментальной установки ФИТ МС, смонтированной на Волховской ГЭС ОАО Ленэнерго.

Были получены переходные и угловые характеристики ФИТ МС при различных значениях тока подмагничивания (рис. 2, 3, 8). Полученные характеристики сравнены с экспериментальными. Результаты сравнения свидетельствуют об адекватности математической модели и достоверности получаемых с ее помощью результатов (рис. 4,5).

Установка МС на основе трехфазных ФИТ состоит из четырех трехфазных пяти-стержневых ФИТ, двух источников напряжения подмагничивания и системы управления (рис. 6). К каждой фазе подключены четыре обмотки, установленные на трансформаторах 1, 2, 3, 4. Обмотки первой связываемой энергосистемы соединены между собой последовательно согласно. Обмотки второй связываемой энергосистемы соединены попарно согласно, а пары объединяются между собой последовательно встречно. К первому источнику напряжения подмагничивания

Л «Вт

Рис. 2. Угловые характеристики активной мощности ФИТ МС при различных токах подмагничив ания 1-600 А; 2 - 500 А; 3 - 400 А; 4-300 А; 5200 А; б - 100 А

« т п Зтл &

Рис. 4. Угловые характеристики активной мощности УМС на основе однофазных ФИТ: 1 - экспериментальные результаты; 2 — результаты математического моделирования

206

• »4 «а элм

Рис. 3. Угловые характеристики реактивной мощности ФИТ МС при различных токах подмагннчивания 1 - 600 А; 2 - 500 А;3-400 А;4 - 300А;5-200 А; б - 100 А

г \

/

/

0 «2 а 34(1

Рис. 5. Угловые характеристики реактивной мощности УМС на основе однофазных ФИТ: 1 - экспериментальные результаты; 2 - результаты математического моделирования

подключаются обмотки подмагничивання первого и второго ФИТ, ко второму источнику подмагничивання подключаются обмотки подмагничивання третьего и четвертого ФИТ.

При расчете магнитной системы ФИТ и определения зависимости индукции в магнитопроводе от фазных токов и токов подмагничивання, для возможности явного выражения индукции через напряженность магнитного поля используется кусочно-линейная аппроксимация средней кривой намагничивания:

Я = + (3)

где

Ян (р

Рис. б. Схема замещения МС на основе трехфазных ФИТ

а =

»приВ < В„ . а а2,приВ'£ В„ *

Ъг,приВ^Вп *

Д, - индукция магнитного поля, при котором магнито провод входит в насыщение.

Для электрической схемы замещения составляется система дифференциальных уравнений по законам Кирхгофа для электрических и магнитных цепей:

а ¿В2а ¿Въа ¿В4 а г „

с/Зла т г.

' - £2а ~ г2'2а ; ~Е2С ~г2'2с>

йУ?4| ¿©л? , _ (ЙГ/)2 г г

(4)

где м»о, — число витков соответственно обмотки подмагничивания, первичной и вторичной обмоток; £02, £ь £2 - индуктивности рассеяния соответственно первой и второй цепи подмагничивания, первичной и вторичной обмоток; ''оь /"02, гь г% - сопротивления соответственно первой и второй цепи подмагничивания, первичной и вторичной обмоток; - площади поперечного сечения соответственно стержней, на которых установлены рабочие обмотки и стержней, на которых установлены обмотки подмагничивания; В1а„.В42 — индуктивности стержней магнитопроводов.

После преобразований, получена система уравнений, являющаяся математическим описанием процессов в установке УМС на основе трехфазных ФИТ.

На основании разработанной математической модели для установки УМС на основе трехфазных ФИТ получены угловые характеристики активной и реактивной мощности (рис. 10), применяемые при определении законов изменения токов подмагничивания и используемые при разработке системы регулирования тока подмагничивания.

Установка УР МС состоит из двенадцати однофазных УР, двух источников напряжения подмагничивания и системы управления. Одна цепь УР МС состоит из двух независимых полуцепей, в одной из энергосистем сдвинутых друг относительно друга схемным путем на угол я. Каждая фаза связываемых энергосистем связывается через два последовательно соединенных управляемых реактора. Обмотки подмагничивания каждой пары реакторов соединяются последовательно встречно и образуют обмотку подмагничивания УР.

Рис. 7. Схема замещения УР МС

Для аппроксимации кривой намагничивания магннтопроводов выбрана функция (1), Для электрической схемы замещения одной полуцепи установки (рис. 7) составлена система дифференциальных уравнений по законам Кирхгофа для электрических и магнитных цепей:

с1Ву

Ж

аВг = €\А (О ~е2А (О - ;

4В%

Н>5-—+

<ЙГ

<т5 ав6

НУГ—+ МФ"

<к Л

Л Ж

е1£(0~е2в(0~2п2;

Ж

а/ а/

(5)

¿В. а®2

¿В6 .. <н0

И'О^

сИ

Л

"оКО-б^о

где и'0) № - число витков соответственно обмотки подмагничивания и рабочей обмотки; Ь - индуктивности рассеяния соответственно цепи подмагничивания и рабочей обмотки; г о, г - сопротивления соответственно цепи подмагничивания и рабочей обмотки; у — площадь поперечного сечения магнитопровода;

,Ве - индуктивности в магнито проводах управляемых реакторов.

По закону полного тока определены напряженности в магнито проводах и, после преобразований, получена система уравнений, являющаяся математическим описанием процессов в установке.

На основании разработанной математической модели для установки УР МС получены переходные характеристики (рис. 9) и угловые характеристики активной и реактивной мощности при различном токе подмагничивания (рис. 11, 12,13).

/,е.е.

0,75

0£0

0Л5

§щ щ г

§щ Яш

О 0,5 1,0 1,5 2,0 &

Рис. 8. Переходная характеристика ФИТ МС 1 - экспериментальные результаты; 2 - результаты математического моделирования

1Л> ОД

-03

У

в л/1 К ЗИП

Рис. 10. Угловые характеристики УМС на основе трехфазных ФИТ. 1 - активной мощности; 2 - реакшвной мощности

0,75 0,50 0,25

0 0,5 1,0 1,5 V

Рис. 9. Переходная характеристика УР МС

0 «1 » та 6 Рис. 11. Угловые характеристики УР МС:

1 - активной мощности; 2 - реактивной

мощности

Лг»г

£,хм|>г*

» им т ' 1пм в

Рис. 12. Угловые характеристики активной мощности УР МС при различных токах под-магничивания: 1-600 А; 2 - 500 А; 3-400 А; 4 - 300 А; 5 - 200 А; 6 - 100 А

же

• Л)* М эпЧ 1

Рис. 13. Угловые характеристики реактивной мощности УР МС при различных токах под-магничивания: 1 - 600 А; 2 - 500 А; 3 - 400 А; 4 - 300 А; 5 - 200 А; 6 - 100 А

Активная мощность, передаваемая через ФУЭ МО, является пульсирующей. При передаче активной мощности из одной энергосистемы в другую, ФУЭ МС генерирует в связываемые энергосистемы высшие гармонические составляющие токов, что негативно влияет на качество электроэнергии связываемых энергосистем.

Для обеспечения постоянства передаваемой через установку ФУЭ МС мощности и снижения высших гармонических составляющих токов, поступающих в связываемые энергосистемы, предложен следующий комплекс мер:

использование нескольких параллельных цепей передачи, сдвинутых относительно друг друга схемным путем на некоторый угол: при использовании двух цепей передачи угол сдвига составляет я/2, при использовании трех параллельных цепей передачи углы сдвига составляют 2я/3 и 4л/3; формирование тока подмапшчивания (оптимального по минимуму пульсаций), обеспечивающего постоянство активной мощности, передаваемой через параллельные цепи передачи; применение фильтрокомпенсирующих устройств.

Проведено математическое моделирование установок ФУЭ МС, работающих с применением этого комплекса мер. Результаты математического моделирования показали, что его применение позволяет существенно снизить величину высших гармоник, поступающих в связываемые энергосистемы, и уменьшить пульсации в активной и реактивной мощности.

Третья глава посвящена разработке и исследованию системы автоматического управления ФУЭ МС (САУ МС). Определена структурная схема системы управления, состоящая из двух несвязанных контуров регулирования. Каждый из контуров включает систему регулирования мощности (СРМ), систему регулирования тока подмагничивания (СРТП), тиристорный преобразователь (ТП) и цепь подмагничивания, охваченные обратной связью по току и его производной.

СРМ предназначена для получения закона изменения тока подмагничивания, при котором величины передаваемой активной и потребляемой реактивной мощности изменяются по требуемому закону. СРТП предназначена для реализации во времени законов изменения тока подмагничивания, задаваемого системой регулирования мощности.

Сформулированы требования, предъявляемые к системе автоматического управления: минимальное время достижения требуемого тока подмагничивания, минимальная динамическая ошибка при его реализации, статическая и динамическая устойчивость.

Разработана математическая модель источника напряжения подмагничивания, учитывающая его специфические свойства: дискретность напряжения, получаемого на выходе тиристорного преобразователя, непоследовательную работу фаз при резко изменяющемся токе подмагничивания, переходные и коммутационные процессы в тиристорном преобразователе и цепи подмагничивания.

Разработана методика определения тока подмагничивания по требуемому закону изменения передаваемой активной мощности. Для этого предложено ис-

пользование угловых характеристик активной и реактивной мощностей при различных токах подмапшчивания. При известном требуемом законе изменения передаваемой через одну цепь активной мощности по известным угловым характеристикам установки определяется ток подмагничивания, обеспечивающий передачу заданной мощности.

Определено, что угловые характеристики при заданном токе подмагничи* вання, являются только функцией разности фаз связываемых энергосистем и явно не зависят от времени. Поэтому ток подмагничивания также является только функцией разности фаз связываемых энергосистем и явно от времени не зависит.

Для формирования тока подмагничивания предложено использование предварительного подмагничивания, заключающегося в том, что ток в рабочий полупериод увеличивается не от нулевого значения, а от некоторого небольшого значения тока, составляющего 5-10 % номинального. Аналогично производится уменьшение тока подмагничивания. Начало возрастания тока и уменыпение его до нуля производятся в течение нерабочего периода элемента установки. Применение предварительного подмагничивания позволяет снизить форсировочноё и дефорсировочное напряжение, снизив тем самым мощность источника подмагничивания без снижения его быстродействия.

При разработке СРТП для реализации токов подмагничивания предложен адаптивный аналитический алгоритм (рис. 14), По сравнению с другими методами управления в условиях неопределенности он не требует времени на поиск, оперирование большими массивами информации, прост и надежен в программной реализации.

Алгоритм состоит из последовательности вычислительных операций:

1. Вводятся текущие значения угла 5, тока подмагничивания 1„ и его производной

2. На основе известных значений /„, напряжения ит приложенного к обмотке подмагничивания, и активного сопротивления цепи г0 определяется индуктивность Ьп в данный момент времени.

3. Используя значения угла 5 и индуктивности X для предыдущих шагов управления, их значения экстраполируются на шаг вперед (5^ь

4. По закону изменения требуемого тока подмагничивания /-/б) СРМ определяет требуемый ток подмагничивания в конце шага управления:

5. Определяется приложенное к обмотке подмагничивания напряжение 1/„ по условию совпадения требуемого и фактического токов подмагничивания в конце шага управления.

6. Массивы значений угла 5 и индуктивности необходимые для экстраполяции и хранимые в памяти, преобразуются с учетом их значений на данном шаге 5„,

Дня экстраполяции угла 6 и индуктивности Ь использован полином первого порядка.

Цепь подмагничивания описывается уравнением вида:

Ввод 5„ 1и ¿¡¿Ж

I

I

ш

I

у^агссоз

1.647

1+.

Я-А1

JJ

I

И)

I

а,-У.

Вывод С/.

Рис. 14. Адаптивный алгоритм формирования тока подмагничивания

+ (6)

от

где /-<> — соответственно индуктивность и напряжение цепи подмагничивания; и - напряжение подмагничивания.

Индуктивность Ь нелинейно зависит от тока подмагничивания и фазных токов и экстраполируется выражением:

После подстановки (7) в выражение для цепи подмагничивания и решения дифференциального уравнения получено выражение для требуемого напряжения подмагничивания:

/

и = '(л+^О ' 1 +

\

у

(В)

Напряжение (8) обеспечивается при угле отпирания тиристоров:

/ и А «

у - агссоз- + —.

\ 1.64 7 ) 6

)

п + —

б

(9)

На основе разработанных математических моделей силовой части установок ФУЭ МС, источника напряжения подмагничивания и системы управления создана комплексная математическая модель установки ФУЭ МС. С помощью разработанной математической модели проведены вычислительные эксперименты в разночастотных режимах при различных алгоритмах изменения тока подмагничивания. Путем моделирования установки, смонтированной на Волховской ГЭС ОАО Ленэнерго, оценена достоверность разработанной комплексной математической модели установки ФИТ МС. Угловые характеристики активной мощности, полученные на математической модели в различных режимах работы, были сопоставлены с соответствующими экспериментальными характеристиками. Результаты сравнения свидетельствуют о высокой степени достоверности модели (рис. 15 - 18).

На комплексной математической модели были также проведены исследования системы регулирования тока подмагничивания с целью оценки ее эффективности функционирования при формировании изменения тока подмагничивания по закону «меандр» и по закону, обеспечивающему минимум пульсаций передаваемой активной мощности. Для указанных законов изменения тока подмагничивания получены временные зависимости требуемых и реализуемых токов подмагничивания (рис. 19 - 21) и угловые характеристики активной и реактивной мощностей для одно-, двух- и трехцепной линий передач (рис. 22). На основе анализа полученных данных сделан вывод о высокой эффективности разработанной системы регулирования.

Четвертая глава посвящена вопросам оптимизации конструкции установок ФИТМСиУРМС,

Разработан алгоритм оптимизации конструкции ФИТ и УР по выбранному параметру. Исходными данными для расчета являются передаваемая через установку активная мощность и максимальная разность частот связываемых энергосистем. В качестве независимых переменных выбраны максимальная индукция

» 1 » I 4 t

jn [/ lj

h hinirwii

•WvTN

-I—

5

V\fV\

^ллл|УУУ\

3

£

WVN

1

Рис, 15. Передаваемая активная мощность и токи подмагничивания при частоте скольжения 1Д Гц и токе подмагничивания 400 А, полученные экспериментально

Рис. 16. Передаваемая активная мощность и токи подмагничивания при частоте скольжения 1,2 Гц и токе подмагничивания 400 А, полученные на математической модели

WftWMWff

1л П и п J Т]_П. _П П

tl П I П I ri I П I ЫЕЖЕБ5

П1П1П1П:

ml_ЪмтМ._\aJhll_btaitd_hts

» , 1

Рис. 17. Передаваемая активная мощность и токи подмагничивания при частоте скольжения 1 Гц и токе подмагничивания 550 А, полученные экспериментально

• .......— t.

Рис. 18. Передаваемая активная мощность и токи подмагничивания при частоте скольжения I Гц и токе подмагничивания 550 А, полученные на математической модели

-200

-400

0 0,02 0,04 0,06 0,08 Г,с

Рис. 19. Требуемый ток подмагничивания, реализуемый ток подмагничивания и напряжение подмагничивания при резко переменном режиме работы тиристорного преобразователя: 1 - требуемый ток подмагничивания; 2 - реализуемый ток подмагничивания; 3 - напряжение подмагничивания

Л А 600 $00 400 300 300

100

у '\

ч / \

/ \

У \

/ \

/ \ —>

1Л

А

/ . \ 1

-Л V—

100 V- —^ У-

<>е

0 0Д5 М 0.75

Рис. 20. Требуемые токи подмагничивания: 1 - ток подмагничивания «меандр»; 2 — ток подмагничивания, обеспечивающий минимум пульсаций в передаваемой активной мощности

«5 0.Й 0.75 ¿с

Рис. 21. Реализуемые токи подмагничивания: 1 - ток подмагничивания «меандр»; 2 - ток подмагничивания, обеспечивающий минимум пульсаций в передаваемой активной мощности

ле.«* м

»

м

ад

7^7 V V

Ш- да т да

V V * V V

ЛЙм.

"РЧР

и

14 М м

и/г

а)

ЗоЯ

и/2

б)

Рис. 22. Передаваемая активная и потребляемая реактивная мощности: а - трехцепная линия передач; б - трехцепиая линия передач с применением тока подмагничивания, обеспечивающим минимум пульсаций в передаваемой активной мощности; 1 - передаваемая активная мощность; 2 - потребляемая реактивная мощность

магнитопровода и число витков рабочих обмоток.

Алгоритм представляет собой последовательность вычислительных операций:

1. По независимым переменным рассчитываются: площадь поперечного сечения стали магнитопровода, диаметр стержня и высота ярма.

2. Итерационным методом определяются: постоянная составляющая индукции магнитного поля магнитопровода, потребляемая реактивная мощность, средний рабочий ток, постоянная составляющая напряженности магнитного поля магнитопровода, средний ток подмагничивания, высота обмоток и длина средней линии магнитопровода.

3. На основе найденных значений потребляемой реактивной мощности, среднего рабочего тока рассчитываются средние диаметры и толщины обмоток, средние диаметры каналов, значения приведенных каналов рассея-

ния, сопротивления и индуктивности обмоток,

4. Для найденного тока подмагничивания, максимальной разности частот связываемых энергосистем, площади поперечного сечения и средней длины магнитопровода рассчитывается напряжение подмагничивания.

5. По известным напряжению и току подмагничивания определяется установленная мощность источников подмагничивания.

6. Рассчитываются потери в рабочих обмотках, обмотках подмагничивания, потери в стали магнитопровода.

7. Определяются стоимости: обмоточных проводов с изоляционными материалами, магнитопровода с крепежными и прочими материалами и расходами на. заработную плату, системы охлаждения, системы подмагничивания, дополнительного оборудования цепи подмагничивания.

8. По рассчитанной стоимости установки, величинам потребляемых установкой активной и реактивной мощностей, ежегодных амортизационных отчислений определяется величина совокупных дисконтированных затрат. Расчеты по этому алгоритму проводятся циклически при различных значениях индукции в магнито проводе и числе витков рабочих обмоток. Оптимизация конструкции производится по минимуму совокупных дисконтированных затрат.

На основе предложенного алгоритма в среде ТигЬоРаэса! разработаны программы, позволяющие произвести оптимизацию конструкции по выбранному параметру и определять конструкционные параметры фазоинвертпруюгцих трансформаторов и управляемых реакторов, технико-экономические показатели установок ФИТ МС и УР МС в целом.

С помощью разработанных программ произведена оценка технико-экономических показателей установок ФИТ МС и УР МС в диапазоне передаваемой активной мощности от 1 до 630 МВт, в интервале разности частот связываемых энергосистем от 0,25 до 4 Гц для режимов с применением предварительного подмагничивания и без его применения. Зависимости удельной стоимости указанных типов установок ФУЭ МС от передаваемой мощности приведены на рис. 23 — 26. Применение предварительного подмагничивания существенно снижает максимальное напряжение и установленную мощность источника подмагничивания и, как следствие, удельную стоимость установки. С ростом величины передаваемой мощности, удельная стоимость установок ФУЭ МС снижается. Однако это снижение замедляется при мощностях свыше 100 МВт. Проведенный анализ показал, что экономически наиболее эффективным представляется применение установок ФУЭ МС для связи энергосистем с максимальной разностью частот, не превышающей 1-2 Гц и передаваемой активной мощностью более 300 МВт. Перспективным направлением применения установок ФУЭ МС является создание несинхронной связи между энергосистемами с одинаковой номинальной частотой. В этом случае можно обеспечить связь между энергосистемами при любых текущих значениях частот, соответствующих требованиям норм качества электрической энергии, обеспечивая при этом «развязку» по токам короткого замыкания.

в 100 209 300 400 300 «Ов Р,М»т

Рис, 23. Зависимость удельной стоимости ФИТ МС от передаваемой активной мощности без использования предварительного подмаг-ничивания 1—2 Гц, 2 — 1 Гц, 3 - 0,5 Гц, 4 - 0,25 Гц

«

1,5

1» «

1

:

I

юо к » зо* # М 4 № «00 Л

Рис. 25. Зависимость удельной стоимости УР МС от передаваемой активной мощности без использования предварительного подмагни-чивания

1-2 Гц, 2-1 Гц, 3 - 0,5 Гц, 4 - 0,25 Гц

«д

ол

м

ь ■--. 1

——, 2

3

О 100 И» 300 <00 50» 400 />,МВ1

Рис. 24. Зависимость удельной стоимости ФИТ МС от передаваемой активной мощности при использовании предварительного подмаг-ничивання 1 - 2 Гц. 2 - 1 Гц, 3 - 0,5 Гц. 4 - 0,25 Гц

тс, ртО.кВт

•Л

ЧА

0.1

1

1 1

4

О 1» ли М» 4М $0» <М />, М»т

Рис. 26. Зависимость удельной стоимости УР МС от передаваемой активной мощности при использовании предварительного подмагни-чивания

1-2 Гц, 2-1 Гц, 3 - 0,5 Гц, 4 - 0,25 Гц

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработаны комплексные математические модели установок межсистемной связи на основе однофазных и трехфазных фазоинвертируюших трансформаторов, и управляемых реакторов совместно с источником под-магничивания и системой управления. Разработанные модели применимы для разработки и исследования установок большой мощности промышленных масштабов.

2. С использованием разработанных математических моделей проведены исследования статических и динамических свойств установок. Сформулированы требования, предъявляемые к установкам межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов.

3. Разработана математическая модель источника питания цепи подмагничи-вания, учитывающая дискретность напряжения, получаемого на выходе тиристорного преобразователя, непоследовательную работу фаз при резко

изменяющемся токе» переходные и коммутационные процессы в тири-сторном преобразователе и цепи подмагничивания.

4. Разработана методика определения зависимости тока подмагничивания от разности фаз энергосистем для требуемого закона изменения передаваемой активной мощности.

5. Разработан алгоритм реализации требуемых законов изменения тока подмагничивания во времени. Алгоритм построен на основе методов адаптивного управления и осуществляет формирование напряжения с учетом изменения величины индуктивности цепи подмагничивания. Исследования, проведенные на математической модели совместно с объектом управления, подтвердили высокую точность разработанного алгоритма.

6. Для улучшения технико-экономических показателей установок межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов предложено применение предварительного подмагничивания, позволяющего снизить мощность источника подмагничивания без уменьшения его быстродействия.

7. Получены аналитические выражения, связывающие энергетические характеристики установок межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов с конструкционными параметрами и током подмагничивания, Разработан алгоритм оптимизации конструкционных характеристик этих устройств по выбранному параметру.

8. На основании разработанного алгоритма определены технико-экономические показатели установок межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов и характер их зависимости от передаваемой активной мощности и разности частот связываемых энергосистем. Определены области применения установок межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Научные статьи, опубликованные в изданиях по списку ВАК

1. Макаров A.B. , Комин В.Г., Таламанов О.В. Оптимизационная модель управляемой межсистемной связи на основе фазоинвертирующих трансформаторов //Вестник ИГЭУ. -2003. - №5. - С. 45-53.

2. Макаров A.B., Таламанов О.В., Макаров H.A. Математическая модель управляемой межсйстемной связи на основе трехфазных фазоинвертирующих трансформаторов// Вестник ИГЭУ. -2006. -№2. -С. 93-96.

Публикации в Других изданиях

3. Макаров A.B.» Таламанов О.В. Математическая модель управляемой межсистемной связи на основе управляемых реакторов// Повышение эффективности работы энергосистем: Труды ИГЭУ. Вып. VII под ред. В.А.

Шунна, М.Ш. Мисриханова, А.В. Мошкарина. - М.: Энергоатомиздат, 2004. -С. 242-250.

4. Макаров А.В., Таламанов О.В. Устройство для объединения трехфазных энергосистем на основе подмагничиваемых трансформаторов. Патент на полезную модель № 44891.23.11.2004.

5. Макаров А.В., Таламанов О.В. Устройство для объединения трехфазных энергосистем на основе управляемых подмагничиванием двухобмоточных реакторов. Патент на полезную модель № 50726.23.11.2004.

6. Makarov A.V., Talamanov O.V., Kuznethova М.Е. The mathematical model of flexible alternating current transmission systems on the basis of controlled ferromagnetic elements. The 4-rd International Conference AEC-2004. Asian Energy Cooperation: Interstate Infrastructure and Energy Markets. - Irkutsk. Russia, 2004. p. 292-299.

7. Makarov A.V., Talamanov O.V. The mathematical model of flexible transmission systems on the magnetic bias controlled reactors basis. 2005 IEEE St. Petersburg PowerTech Proceedings. Energy Systems Institute, St. Petersburg Polytechnical University. - С.-П6,, 2005. CD.

8. Макаров A.B., Таламанов О.В, Алгоритм формирования тока подмагничи-вания устройства межсистемной связи на основе фазоинвертнрующих трансформаторов// Материалы Международной научно-технической конференции «XII Бенардосовские чтения». Иваново: ИГЭУ, 2005. с. 136-147.

9. Макаров А.В., Таламанов О.В. Разработка системы управления межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов// Технологии АСУТП электростанций. Международная научно-техническая конференция «XII Бенардосовские чтения». Системы управления и автоматизации. Иваново: ИГЭУ, 2005. С. 148-149.

10. Таламанов О.В. Математическая модель системы электроснабжения электромагнита кольцевого ускорителя// IX международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. М.: МЭИ, 2003. С. 292293.

И. Таламанов О.В. Исследование работы элементов системы питания ускорителя заряженных частиц Института физики высоких энергий// Международная научно-техническая конференция «Состояние и перспективы развития электротехнологии» (XI Бенардосовские чтения). Иваново: ИГЭУ, 2003. С. 28.

12. Таламанов О.В. Использование управляемых реакторов для создания гибкой межсистемной связи// XI международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. М.: МЭИ, 2005. С. 297.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

1.1. Актуальность использования управляемых межсистемных связей.

1.2. Обзор существующих типов управляемых межсистемных связей.

1.2.1. Принцип действия управляемых межсистемных связей и их классификация.

1.2.2. Передачи и вставки постоянного тока.

1.2.3. Асинхронизированные электромеханические преобразователи частоты.

1.2.4. Гибкие системы передачи переменного тока.

1.2.5. Ферромагнитные управляемые элементы.

1.3. Постановка задачи.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕЖСИСТЕМНЫХ СВЯЗЕЙ НА ОСНОВЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

2.1. Цели математического моделирования межсистемных связей на основе ферромагнитных управляемых элементов.

2.2. Математическая модель межсистемной связи на основе однофазных фазоинвертирующих трансформаторов.

2.2.1. Схема межсистемной связи на основе однофазных фазоинвертирующих трансформаторов и ее математическое описание.

2.2.2. Достоверность разработанной математической модели.

2.2.3. Результаты, полученные на математической модели.

2.3. Математическая модель межсистемной связи на основе трехфазных фазоинвертирующих трансформаторов.

2.3.1. Схема межсистемной связи на основе трехфазных фазоинвертирующих трансформаторов и ее математическое описание.

2.3.2. Результаты, полученные на математической модели.

2.4. Математическая модель межсистемной связи на основе управляемых реакторов.

2.4.1. Схема межсистемной связи на основе управляемых реакторов и ее математическое описание.

2.4.2. Результаты, полученные на математической модели.

2.5. Влияние работы межсистемных связей на основе ферромагнитных управляемых элементов на связываемые энергосистемы и способы его снижения.

2.6. Выводы.

3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ

АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МЕЖСИСТЕМНОЙ

СВЯЗИ НА ОСНОВЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ

УПРАВЛЯЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

3.1. Структурная схема системы автоматического управления межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых

1 элементов.

3.2. Требования, предъявляемые к системе управления.

3.3. Математическое моделирование источника подмагничивания. 95 3.2.1. Специфические свойства источника подмагничивания и особенности его математического моделирования м 3.3.2. Учет коммутационных процессов в тиристорном преобразователе и цепи питания тиристорного преобразователя.

3.4. Определение требуемого тока подмагничивания при заданном законе передаваемой активной мощности.

3.5. Разработка системы регулирования тока подмагничивания.

3.6. Оценка достоверности разработанной системы регулирования тока подмагничивания.

3.7. Исследование синтезированного регулятора на математической модели совместно с объектом управления.

3.8. Выводы.

4. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ

МЕЖСИСТЕМНОЙ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ЕЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ.

4.1. Цели определения влияния конструкционных параметров межсистемной связи на ее технико-экономические показатели.

4.2. Определение зависимости конструкционных и технико экономических параметров межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов от разности частот связываемых энергосистем и передаваемой через устройство мощности.

4.2.1. Статическая модель межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов.

4.2.1.1. Статическая модель межсистемной связи на основе фазоинвертирующих трансформаторов.

4.2.1.2. Статическая модель межсистемной связи на основе управляемых реакторов. 1.

4.2.2. Статические характеристики активной мощности.

4.2.2.1. Статические характеристики активной мощности межсистемной связи на основе фазоинвертирующих трансформаторов.

4.2.2.2. Статические характеристики активной мощности межсистемной связи на основе управляемых реакторов.

4.2.3. Статические характеристики реактивной мощности.

4.2.3.1. Статические характеристики реактивной мощности управляемой межсистемной связи на основе фазоинвертирующих трансформаторов.

4.2.3.2. Статические характеристики реактивной мощности управляемой межсистемной связи на основе управляемых реакторов.

4.2.4. Определение конструкционных и технико-экономических параметров межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов.

4.2.4.1. Определение конструкционных и технико-экономических параметров межсистемной связи на основе фазоинвертирующих трансформаторов.

4.2.4.2. Определение конструкционных и технико-экономических параметров межсистемной связи на основе управляемых реакторов.

4.3. Разработка алгоритма оптимизации конструкционных параметров межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов по минимуму совокупных дисконтированных затрат.

4.4. Технико-экономические и конструкционные показатели межсистемных связей на основе ферромагнитных управляемых элементов, оптимизированных по минимуму совокупных дисконтированных затрат.

4.5. Выводы.

Реструктуризационные процессы, проводимые в настоящее время в энергетике России и других государств, приводят к дерегулированию производства и потребления электрической энергии [1-3]. Вследствие этого происходит увеличение обмена электрической энергией как внутри энергосистем, так и между энергосистемами по межсистемным связям. Это приводит к возрастанию роли межсистемных связей, повышению требований к их надежности, эффективности их функционирования, живучести, управляемости.

Одним из путей повышения эффективности работы межсистемных связей является использование управляемых межсистемных связей.

Управляемые или гибкие межсистемные связи - это связи, режим работы которых может быть задан вне зависимости от режимов работы любых других элементов связываемых электроэнергетических систем и управляется автоматически или по заданному вручную закону. УМС позволяют осущест-> влять: регулируемый обмен мощностью между энергосистемами, независимое ведение режимов по частоте и напряжению в связываемых энергосистемах, локализацию возмущений в пределах одной части энергосистемы и «развязку» энергосистем по токам короткого замыкания.

Наиболее проработанным вариантом УМС являются передачи и вставки постоянного тока. ППТ и ВПТ удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к УМС, однако сложность схем, значительная стоимость, менее высокая надежность высоковольтных силовых полупроводниковых установок по сравнению с основным оборудованием энергосистем ограничивает их широкое применение.

Альтернативные варианты построения УМС можно разделить на три группы [4]: асинхронизированные электромеханические преобразователи частоты; устройства гибкой межсистемной связи переменного тока на основе высоковольтных полупроводниковых элементов, известные в иностранной литературе как FACTS; устройства на основе ферромагнитных управляемых элементов - фазоинвертирующих трансформаторов и управляемых реакторов.

Асинхронизированные электромеханические преобразователи частоты выгодно отличаются от передач и вставок постоянного тока низким содержанием высших гармоник в токе и напряжении, возможностью их одновременного использования в качестве источника реактивной мощности. Однако достаточно высокая стоимость оборудования, сложность обслуживания, низкая маневренность, ограниченный диапазон скольжения по частоте связываемых систем (не более 0,5 Гц) и проблемы, связанные с построением агрегатов большой, мощности ограничивают область применения установок данного типа.

В последнее время интенсивно исследуются, но пока ограниченно внедряются устройства FACTS. Комплексное применение устройств данного типа позволяет значительно повысить эффективность использования меж-i системных связей. Главным их достоинством является высокая маневренность. Основным недостатком устройств FACTS, также как и передач и вставок постоянного тока, является использование полупроводниковых элементов на стороне высокого напряжения. Это приводит к снижению общей надежности и существенному повышению стоимости устройства.

Перспективными в качестве УМС представляются устройства на основе ферромагнитных управляемых элементов. Разработка и создание ФУЭ МС имеет более чем пятидесятилетнюю историю, однако трудности создания быстродействующих систем управления, сложность реализации алгоритмов управления током подмагничивания этих устройств препятствовали внедрению установок УМС данной группы. В настоящее время возможности цифровой и преобразовательной техники позволяют более эффективно решить указанные проблемы. Основными достоинствами устройств этой группы является простота, надежность, низкая стоимость, высокая маневренность.

Главным преимуществом ФУЭ МС перед установками FACTS является использование силовой электроники в цепях управления, а не на стороне высокого напряжения. t Наиболее привлекательными техническими решениями среди устройств

ФУЭ МС следует выделить устройства на основе фазоинвертирующих трансформаторов и устройства на основе управляемых реакторов.

В 80-е годы совместной научной группой Ивановского энергетического института и Ленинградского политехнического института были проведены работы по исследованию различных типов ФУЭ и возможности их использования в качестве УМС [5-8]. В результате исследований были разработаны принципы построения ФИТ, варианты схемных решений реализации ФИТ МС, математические модели отдельных блоков установки, получены угловые статические и динамические характеристики ФИТ МС, сформулированы принципы построения алгоритмов управления установкой, предложены и реализованы простейшие алгоритмы формирования токов подмагничивания, к разработаны принципы оптимизации конструкции установок данного типа.

На физических моделях показана принципиальная возможность реализации ФИТ МС.

Результатом проведенных исследований явилось создание на Волховской ГЭС ОАО Ленэнерго опытно-промышленной установки управляемой межсистемной связи на основе ФИТ. Проведенные на ней экспериментальные исследования в условиях реальной энергосистемы показали возможность реализации ФИТ МС промышленного образца.

Крупные системные аварии, произошедшие в 2000-х годах, сделали актуальной задачу создания и скорейшего внедрения установок управляемых межсистемных связей в электроэнергетических системах.

Опытно-промышленная установка, созданная на Волховской ГЭС ОАО Ленэнерго спроектирована для исследования функционирования ФИТ МС в условиях реальной энергосистемы. Примененные конструкторские решения были ориентированы на создание опытного полигона для исследования установок УМС на основе ферромагнитных управляемых элементов, поэтому в качестве универсального базового модуля использовался однофазный трех-обмоточный трансформатор. Это позволило исследовать различные варианты и схемные решения устройств УМС, при минимальных материальных и временных затратах в условиях реальной электроэнергетической системы. Использованные ФИТ не обладали конструкцией, позволяющей обеспечить наивысшие технико-экономические показателя установки.

Целесообразным представляется использование установок ФИТ МС на основе трехфазных фазойнвертирующих трансформаторов. При использовании трехфазных ФИТ улучшаются энергетические характеристики установки, уменьшается суммарная масса магнитопроводов, снижается мощность источников подмагничивания, и, соответственно, улучшаются технико-экономические показатели.

Для обеспечения передачи активной мощности были использованы про-I. стейшие алгоритмы изменения токов подмагничивания, не обеспечивающие отсутствие пульсаций в передаваемой активной мощности. Представляется актуальным разработка алгоритмов изменения токов подмагничивания, обеспечивающих минимум пульсаций в передаваемой мощности.

Разработка установок промышленного образца требует решения комплекса задач, первоочередными из которых являются: разработка схемных решений реализации межсистемной связи на основе трехфазных ФИТ, эффективных алгоритмов управления ФИТ МС, вопросы оптимизации их конструкции и схемных решений.

Целью работы является разработка и исследование межсистемных связей на основе ферромагнитных управляемых элементов и способов повышения эффективности их функционирования путем совершенствования алгоритмов управления установками и оптимизации их конструкции.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Разработка математических моделей различных типов межсистемных связей на основе ферромагнитных управляемых элементов совместно с источником питания и системой управления.

2. Исследование динамических и статических характеристик установок, формулирование требований, предъявляемых к системам управления установок, синтез алгоритмов их управления.

3. Разработка алгоритмов регулирования токов подмагничивания ФУЭ МС, обеспечивающих выполнение сформулированных требований и системы регулирования тока подмагничивания. Исследование ее работы совместно с объектом управления.

4. Определение критериев и разработка алгоритма оптимизации конструкции установок по выбранным критериям и создание на его основе программы оптимизации. Определение конструкционных параметров фазо-инвертирующих трансформаторов и управляемых реакторов, удовлетворяющих выбранным критериям.

Методы исследований. При разработке математических моделей устройств ФУЭ МС, источника подмагничивания и системы управления использовались методы анализа и синтеза нелинейных электрических и магнитных цепей. При решении систем нелинейных дифференциальных уравнений использовались методы численного интегрирования с применением средств вычислительной техники.

Научная новизна и значимость полученных результатов заключается в следующем:

1. Разработаны математические модели устройств межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов, включая модели на основе однофазных фазоинвертирующих трансформаторов, на основе трехфазных фазоинвертирующих трансформаторов, на основе управляемых реакторов, обеспечивающие возможность их использования для синтеза алгоритмов регулирования тока подмагничивания и разработки структуры системы управления установками.

2. Разработана методика определения алгоритмов изменения токов под-магничивания, позволяющих обеспечить минимум пульсаций в передаваемой через ФУЭ МС мощности, и повысить технико-экономические показатели установки.

3. Разработан алгоритм оптимизации конструкции ФИТ и УР по выбранному параметру.

Достоверность представленных в работе результатов, полученных путем проведения вычислительных экспериментов на математических моделях, подтверждается их сравнением с экспериментальными данными, полученными в условиях реальной энергосистемы на опытно-промышленной установке на Волховской ГЭС ОАО Ленэнерго. Практическая ценность.

1. Разработанные математические модели ФУЭ МС совместно с системой подмагничивания и системой управления позволяют исследовать работу установок в любых режимах, а также могут быть применены для разработки установок промышленных масштабов и синтеза алгоритмов их управления.

2. Разработанный алгоритм оптимизации конструкции ФУЭ МС по выбранному параметру позволяет определить конструкционные параметры фазоинвертирующих трансформаторов и управляемых реакторов большой мощности, при которых ФУЭ МС обладают минимальными совокупными дисконтированными затратами.

3. Разработанная методика определения тока подмагничивания позволяет определять алгоритмы изменения токов подмагничивания, обеспечивающие минимум пульсаций в мощности, передаваемой через установку.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы были использованы в Институте Физики Высоких Энергий при исследовании работы системы питания кольцевого электромагнита ускорителя У-70, определения оптимальных и предельных режимов работы элементов системы питания, исследования различных вариантов построения системы питания кольцевого электромагнита ускорителя У-70 при проведении ее модернизации.

Личный вклад автора в получении результатов состоит: в разработке математических моделей межсистемных связей на основе трехфазных фазоинвертирующих трансформаторов, на основе управляемых реакторов; в разработке полной математической модели ФУЭ МС совместно с источником подмагничивания и системой управления; в разработке алгоритма оптимизации конструкции ФУЭ МС по выбранному параметру; в разработке методики определения алгоритма изменения тока подмагничивания от разности фаз связываемых энергосистем по требуемому закону изменения передаваемой активной мощности. Основные положения, выносимые на защиту: математические модели межсистемных связей на основе однофазных фазоинвертирующих трансформаторов, на основе трехфазных фазоинвертирующих трансформаторов, на основе управляемых реакторов совместно с источником питания и системой управления; методика определения алгоритма изменения тока подмагничивания от разности фаз связываемых энергосистем по требуемому закону изменения передаваемой активной мощности; адаптивный алгоритм формирования тока подмагничивания ФУЭ МС; алгоритм оптимизации конструкции межсистемных связей на основе фазоинвертирующих трансформаторов и управляемых реакторов по выбранному параметру;

Апробация работы. Результаты работы докладывались на XI Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика» Москва, 2003 г.; VI Международной конференции АЕС-2004, Азиатское энергетическое сотрудничество: межгосударственные инфраструктуры и рынок электрической энергии, Иркутск, 2004; Международной научно-технической конференции «XII Бенар-досовские чтения» Иваново, 2005 г; конференции institute of electrical and electronic engineers, Санкт-Петербург, 2005.

Публикации. По материалам работы опубликовано 9 статей, получены патенты на полезные модели «Устройство для объединения трехфазных энергосистем на основе подмагничиваемых трансформаторов», «Устройство для объединения трехфазных энергосистем на основе управляемых подмаг-ничиванием двухобмоточных реакторов».

Структура и объем работы. Диссертационная работа общим объемом 237 страниц состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы (125 наименований), семи приложений и содержит 189 страниц машинописного текста и 77 рисунков, размещенных на 43 страницах.

4.5. Выводы

1. Получены аналитические выражения для средней передаваемой активной и средней потребляемой реактивной мощностей. Выражения позволяют по заданной средней величине активной мощности и заданных конструкционных параметрах устройств найти требуемый ток подмаг-ничивания и среднюю потребляемую мощность ФИТ и УР.

2. Разработан алгоритм оптимизации технико-экономических характеристик установок ФУЭ МС по выбранному параметру по заданным номинальному напряжению установки, передаваемой активной мощности и максимальной разности частот связываемых энергосистем.

3. Оценено влияние различных конструкционных и технических параметров установок ФУЭ МС на технико-экономические показатели.

4. На основании разработанного алгоритма определены технико-экономические показатели ФУЭ МС и определен характер их зависимости от передаваемой мощности и разности частот связываемых энергосистем.

5. Показано, что установки ФУЭ МС с применением предварительного подмагничивания обладают весьма высокими технико-экономическими показателями. При этом возможно их применение в случае значительной разности частот связываемых энергосистем.

6. Определена область применения ФУЭ МС, в которой ФУЭ МС обладают лучшими технико-экономическими показателями по сравнению с альтернативными вариантами УМС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. Разработана полная математическая модель установки ФУЭ МС совместно с источником питания и системой управления. Разработанная модель применима для исследования ФУЭ МС большой мощности и установок промышленных масштабов.

2. Разработана математическая модель установки УР МС. На разработанной модели произведено исследование статических и динамических характеристики объекта. Модель также применяется при синтезе законов управления УР МС.

3. Оценено влияние ФУЭ МС на качество электроэнергии связываемых энергосистем. Предложены мероприятия, позволяющие снизить негативное влияние: уменьшить величину пульсаций в передаваемой активной и потребляемой реактивной мощности и снизить величину высших гармоник, поступающих в связываемые энергосистемы.

4. Проанализированы специфические свойства системы подмагничивания. Предложена математическая модель системы подмагничивания, учитывающая переходные процессы в тиристорном преобразователе и цепи питания тиристорного преобразователя. Модель может быть использована при исследовании работы ФУЭ МС в любых режимах.

5. Разработана методика определения зависимости тока подмагничивания от разности частот связываемых энергосистем, при которой пульсации в передаваемой активной мощности минимальны. Методика может быть использована для определения токов подмагничивания и при предъявлении к ФУЭ МС каких-либо иных требований, например, максимального КПД, отсутствия пульсаций в потребляемой реактивной мощности и т.д.

6. Разработан алгоритм реализации требуемых законов изменения тока иодмагничивания во времени. Он построен на основе методов адаптивного управления и осуществляет формирование напряжения с учетом изменения величины индуктивности цепи подмагничивания. Исследования, проведенные на математической модели совместно с объектом управления, показали его высокую точность.

7. Для улучшения технико-экономических показателей устройств ФУЭ МС предложено применение предварительного подмагничивания. Ток подмагничивания в рабочий период увеличивается не от нулевого значения и снижается не до нуля. Начало роста тока и снижение его до нулевого значения происходят в нерабочие периоды элемента ФУЭ. Такое решение позволило уменьшить максимальное напряжение подмагничивания, снизить установленную мощность и стоимость источника питания без уменьшения быстродействия ФУЭ МС.

8. Получены аналитические выражения, связывающие энергетические характеристики ФУЭ МС с конструкционными параметрами и током подмагничивания. Выражения позволяют получить технико-экономические и конструкционные параметры ФУЭ МС. Разработан алгоритм оптимизации конструкционных характеристик устройств ФУЭ МС по выбранному параметру.

9. На основании разработанного алгоритма в широких пределах передаваемой активной мощности и разности частот связываемых энергосистем определены технико-экономические показатели ФУЭ МС, оптимизированные по минимуму совокупных дисконтированных затрат. Определен характер зависимостей технико-экономических показателей ФУЭ МС от передаваемой активной мощности и разности частот связываемых энергосистем. Определены области применения ФУЭ МС, в которых ФУЭ МС обладают лучшими технико-экономическими показателями по сравнению с альтернативными вариантами УМС.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ

142281, г. Протвино, Моек, обл., ул, Победы, 1

Для телеграмм: г. Серпухов, «Клбн», телетайп Ыэ 205126. Факс из Москвы: (27)74-28-24, из др. регионов РФ (0967)74-28-24

На № Г от

1. Реформирование компании РАО ЕЭС России, <http://www.rao-ees.ru/ru/reforming/reason/show.cgi?suppositions.htm>, 2005.

2. А. А. Макаров. Мировая энергетика и Евразийское энергетическое пространство. М.: "Атомэнергоиздат", 1998.

3. Fleay. B.J. USA's Triple Energy Whammy in Electric Power, Natural Gas & Oil. Revised.http://www.mnforsustain.org/fleaybjusa'senergywhammy.htm>, January 22, 2001.

4. N.G. Hingorani, L. Gyugyi, Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission System, New York: Wiley-IEEE Press, 1999. -452 p.

5. Budhraja V. S. California's Electricity Crisis./ V. S. Budhraja // IEEE Power Engineering Review. Aug. 2002. - Vol. 22. - No.8. - pp. 6-7, 14.

6. Heydt G.T., Lui С,С., Phadke A.G., Vittal V. Solution for the Crisis in Electric Power Supply. IEEE Computer Application in Power. 2001. vol. 14, No 3,-pp. 22-30.

7. Режимы объединенных энергетических систем (регулирование частоты и мощности при международном обмене электроэнергией).// Под. ред. д.т.н., проф. В.А. Веникова. Государственное энергетическое издательство. М., Л.: 1960.-96 С.

8. Основные положения Стратегии развития Единой национальной электрической сети на десятилетний период (аннотированный материал). М.:2004.http://www.fsk-ees.ru/?p=498&PHPSESSID=9f99bd7ae7ea28c3a2 347fdl486827ba>,2005.

9. Макаров A.B. Разработка и исследование системы управления межсистемной несинхронной связи на основе ферромагнитных элементов: Дис. канд. тех. наук: 05.14.02./A.B. Макаров Л.: ЛПИ, 1985.-217 С.

10. Кощеев Л.А. Передачи постоянного тока. Нужны ли они России?/ Л.А. Кощеев // Электричество. 1999. - №3. - С. 30-36.

11. Александров Г.Н. Передачи постоянного тока. Нужны ли они России?

12. Дискуссии./ Г.Н. Александров // Электричество. 1999, №11.- С. 67-68.

13. Горев А.А. К вопросу об устойчивости параллельной работы систем синхронных машин/ А.А. Горев // Сборник ЛЭМИ. Л., 1939. - № 4.

14. Ботвинник М.М. Асинхронизированная синхронная машина. М.: Гос-энергоиздат, 1960. - 70 С.

15. Зеленохат Н.И. Создание гибких межсистемных связей для объединения электроэнергетических систем/ Н.И. Зеленохат // Известия высших учебных заведений. 1981. -№1. - С. 3-8.

16. Алексеев Б.А., Мямиконянц Л.Г., Шакарян Ю.Г. Регулирование режимов работы электроэнергетических систем с помощью асинхронизиро-ванных машин/ Б.А. Алексеев, Л.Г. Мямиконянц, Ю.Г. Шакарян // Электрические станции. 1998. -№ 12. С. 48-53.

17. Дмитриева Г.А., Макаровский С.Н., Поздняков А.Ю. и др. Перспективы применения асинхронизированных турбогенераторов в европейской зоне ЕЭС России/ Г.А. Дмитриева, С.Н. Макаровский, А.Ю. Поздняков и др. // Электрические станции. 1997. № 12.

18. Gerbex S., Cherkaoui R., Germond A.J. Optimal Location of Multi-Type FACTS Devices in a Power System by Means of Genetic Algorithms/ S. Gerbex, R. Cherkaoui, A.J. Germond// IEEE Transactions on Power Systems. Aug. 2001. vol. 16, No. 3, pp. 537-544.

19. Singh S.N., David A.K. A New Approach for Placement of FACTS Devices in Open Power Markets/ S.N. Singh, A.K. David // IEEE Power Engineering Review. Sep. 2001. vol. 21, No.9, pp.58-60,.

20. Yong H. Song, Allan T. Johns. Flexible AC transmission systems (FACTS).1.ndon: The Institute of Electrical Engineers, 1999.

21. Gyugyi L., Unified A. Power Flow Control Concept for FACTS/ L. Gyugyi, A. Unified // 5-th INT. Conference on AC and DC Power Transmission. IEE. London. Sept. 17-20, 1991.

22. Nelson R., Gyugyi L. Draft: FACTS Power Flow Controllers Enhance Operations of the Transmission System/ R. Nelson, L. Gyugyi // CIGRE. SC 14, 1994.

23. Becker C. Autonome Systeme zur koordinierenden Regelung von FACTS-Geräten. Dissertation zur Erlangung des akademicshen Grades Doktor der Ingenieurwissenschaften. Universität Dortmund. Dortmund, 2000.

24. Cai L. Robust Coordinated Control of FACTS Devises in Large Power Systems. Genehmigte Dissertation. Universität Duisburg-Essen. Berlin, 2004.

25. Бурман А.П., Розанов Ю.К., Шакарян Ю.Г. Перспективы применения в ЕЭС России гибких (управляемых) систем электропередачи переменного тока/ А.П Бурман, Ю.К. Розанов, Ю.Г. Шакарян // Электротехника. -2004,-№8. -С. 30-36.

26. Кочкин В.И., Нечаев В.П. Применение статических компенсаторов реактивной мощности в электрических сетях энергосистем предприятий. М.: НЦ «ЭНАС», 2000.

27. Ивакин В.Н. Исследование характеристик управляемой продольной компенсации как устройства для регулирования потоков мощности гибких линий передачи переменного тока/ В.Н. Ивакин // Электротехника. -2003,-№6.-С. 56-63.

28. Александров Г.Н. Статический тиристорный компенсатор на основеуправляемого шунтирующего реактора трансформаторного типа/ Г.Н. Александров // Электричество. 2003. - № 2. - С. 38-46.

29. Крайчик Ю.С., Краснова Б.П., Мазуров М.И., Шлайфштейн В.А. Статический тиристорный компенсатор на основе управляемого шунтирующего реактора трансформаторного типа. // Электричество. 2004, № 1. -С. 66-67.

30. Garsia P.A.N., Pereira J.L.R., Carniero S.J. Fluxo de potencia trifásico por inje9ao de corrente: parte 2 controles e dispositivos FACTS/ P.A.N. Garsia, J.L.R. Pereira, S.J. Carniero // Revista Controle&Automagao. - Vol. 12. 2001.-№3.-C. 188-196.

31. Бортник Б.М., Буряк С.Ф., Ольшванг M.B., Таратута И.П. Статические тиристорные компенсаторы для энергосистем и сетей электроснабжения/ Б.М. Бортник, С.Ф. Буряк, М.В. Ольшванг, И.П. Таратута // Электричество. 1985. - № 2.

32. Атрощенко В.А., Григораш О.В. Непосредственный преобразователь частоты с улучшенными техническими характеристиками для систем автономного электроснабжения/ В.А. Атрощенко, О.В. Григораш // Электротехника. 1997. - № 11. - С. 56-60.

33. Ивакин В.Н., Ковалев В.Д., Худяков В.В. Гибкие электропередачи переменного тока/ В.Н. Ивакин, В.Д. Ковалев, В.В. Худяков // Электротехника. 1996.-№ 8. - С. 16-22.

34. Ешелькин В.М., Масленников В.В. Разработка и исследование опытной установки гибкой межсистемной связи на базе ферромагнитных преобразователей частоты. Отчет по V, VI, VII этапам. Иваново: ИЭИ, 1985. -73 С.

35. A.C. № 1417749 (СССР) Устройство для объединения энергосистем. // Г.М. Павлов, В.М. Баранов, С.Г. Зайцев, A.B. Макаров, С.А. Казаров, Ю.А. Лысов.

36. A.C. № 1340546 (СССР) Устройство для объединения энергосистем. // Г.М. Павлов, В.М. Баранов, С.Г. Зайцев, A.B. Макаров, С.А. Казаров, Ю.А. Лысов.

37. Брянцев A.M. Подмагничиваемые ферромагнитные устройства с предельным насыщением участков магнитной системы/ A.M. Брянцев // Электричество. 2000. - №> 7.

38. Пат. № 2132581 РФ. Электрический управляемый подмагничиванием трехфазный реактор. // A.M. Брянцев, М.А. Бики, А.И. Лурье и др. 1998.

39. Управляемые электрические реакторы. // Электротехника. 2003. № 1.

40. Брянцев A.M. Управляемые подмагничиванием электрические реакторы как элемент электроэнергетической системы/ A.M. Брянцев // Электротехника. -2003. -№ 3. - С. 2-5.

41. Alexandrov G.N. et al. Controlled shunt reactor for 400 kV network/ G.N. Alexandrov // GIGRE. 2002. - Rep. 37/38/14-1.

42. Таламанов О.В. Использование управляемых реакторов для создания гибкой межсистемной связи/ О.В. Таламанов // XI международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. М.: МЭИ, 2005. -С. 297.

43. Макаров А.В., Баранов В.М. Разработка и исследование системы регулирования мощностей межсистемной связи на основе фазоинвертирую-щих трансформаторов. ИГЭУ. Иваново, 1993.

44. Бики М.А., Бродовой Е.Н., Брянцев A.M. и др. Электромагнитные процессы в мощных управляемых реакторах/ М.А. Бики, Е.Н. Бродовой,

45. A.M. Брянцев // Электричество. 1994. -№ 6. - С. 1-9.

46. Biki М.А., Brodovoi Е.М., Bryantsev A.M. a. o. Electromagnetic process in high power controlled reactors/ M.A. Biki, E.M. Brodovoi, A.M. Bryantsev // International Symposium on electromagnetic Fields in electrical engineering. ISEF-91.- 1991.-England.

47. Макаров A.B., Таламанов O.B. Устройство для объединения трехфазных энергосистем на основе управляемых реакторов. Патент на полезную модель № 50726. 23.11.2004.

48. Методы решения задач реального времени в электроэнергетике/ А.З. Гамм, С.И. Кучеров, Ю.И. Паламарчук и др. Новосибирск: Наука, 1991.

49. Бесекерский В.А., Небывалое A.B. Робастные системы управления. М.: Наука, 1983.-270 С.

50. Чиндяскин В.И., Нелюбов В.М., Филиппова Т.Б. Математическая модель части электроэнергетической системы/ В.И. Чиндяскин, В.М. Нелюбов, Т.Б. Филиппова // Электротехника. 1999. - № 3. - С. 15-17.

51. Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических систем. М.: Энергия, 1979.-455 С.

52. Турецкий X. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием. Пер. с польского. М.: Машиностроение, 1974. - 328 С.

53. Основы автоматического управления. // Под. ред. Пугачева B.C. М.: Наука, 1974.-720 С.

54. Федотов А.И. Дискретный операторный метод расчета переходных процессов в электрических цепях с выпрямительной нагрузкой/ А.И. Федотов // Электротехника. 1999. - № 3. - С. 5-11.

55. Устройство для объединения энергосистем. / Павлов Г.М., Казаров С.А., Лысов Ю.А., Баранов В.М. и др. Решение от 27.05.87 г. о выдаче авторского свидетельства по заявке № 4093475/07 от 25.07.86 / ВНИИГПЭ. -М., 1987.- 8 С.

56. Макаров A.B., Таламанов О.В. Устройство для объединения трехфазных энергосистем на основе подмагничиваемых трансформаторов. Патент на полезную модель № 44891. 23.11.2004.

57. Нейман JI.P., Демирчан К.С. Теоретические основы электротехники. -JI.: Энергоатомиздат, 1981. т. 2. 416 С.

58. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил A.B., Страхов C.B. Основы теории цепей. М.: Энергоатомиздат, 1989.

59. Матханов П.Н. Основы анализа электрических цепей: Нелинейные цепи. Учебное пособие. М.: Высшая школа, 1977. 272 С.

60. Антонов H.A. Анализ феррорезонансных схем электрических сетей 110500 кВ методами математического моделирования. Дисс. канд. тех. наук/ H.A. Антонов. Иваново: ИГЭУ, 1998.

61. Туровский Я. Техническая электродинамика. Пер. с польского. М.: Энергия, 1974.-488 С.

62. Карташев И.И. Электромагнитная совместимость в системах электроснабжения/ И.И. Карташев // Электротехника. 2001. - № 4. - С. 57-61.

63. Розанов Ю.К., Рябчицкий М.В., Кваснюк A.A. Современные методы регулирования качества электроэнергии средствами силовой техники/ Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий, A.A. Кваснюк // Электротехника. -1999. № 4.-С. 28-32.

64. Ивакин В.Н., Худяков В.В. Синтез фильтров высших гармоник для промышленных предприятий и энергосистем/ В.Н. Ивакин, В.В. Худяков // Электротехника. 1997. - № 3. - С. 40-44.

65. Хабингер Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике. М.: Энергоатомиздат, 1995.

66. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества электроэнергии в электрических сетях. Киев: Наук. Думка, 1985.

67. ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения: офиц. текст. М.: Издательство Стандартов, 1998.

68. Писарев A.A. Деткин Л.П. Управление тиристорными преобразователями. М.: Энергия, 1975 г., 203 С.

69. Справочник по преобразовательной технике./ Под. ред. И.М.Чиженко.-К.: Техника, 1978.

70. Колчев Е.В., Метельский В.П., Стульников В.И. Моделирование тири-сторных электроприводов. Киев: Техника, 1980. 85 С.

71. Брянцев A.M., Долгополов А.Г., Евдокунин Г.А. и др. Управляемые подмагничиванием шунтирующие реакторы для сети 35-500 кВ/ A.M. Брянцев, А.Г. Долгополов, Г.А. Евдокунин и др. // Электротехника. -2003.-№3.-С. 5-13.

72. Справочное пособие по теории систем автоматического регулирования и управления/ Под общ. ред. Е.А. Санковского. Мн.: Высшая школа, 1973.-584с.

73. Теория автоматического управления: Учебник для вузов/ Под ред. A.B. Нетушила. 2-е изд., доп. и перераб. - М.: Высшая школа, 1976. - 400 С.

74. Техническая кибернетика. Теория автоматического регулирования: В 3-х т./Под ред. В.В. Солодовникова. -М.: Машиностроение, 1967. Т. 1,2.

75. Чиликин М.Г., Соколов М.М., Терехов В.М., Шинянский A.B. Основы автоматизированного управления. М.: Энергия, 1974. 567 С.

76. Расстригин JI.А., Мазжаров М.Е. Введение в идентификацию объектов управления. М.: Энергия, 1977. 216 С., ил.

77. Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических систем. М.: Энергия, 1979.-455 С.

78. Пискунов М.С. Дифференциальное и интегральное исчисление Том 2. -М.: 1970.-576 С., ил.

79. Булгаков А.А. Исследование квазинепрерывных систем. М.: Наука, 1973.- 102 С.

80. Надежность либерализированных систем энергетики / В.А. Баринов, Н.И.Воропай , Макаров А.В. и др.- Новосибирск: Наука, 2004. С.211-221.

81. Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. M.: Энергия, 1976. 544 С.

82. Петров Г.Н. Электрические машины. ч. 1. - М.: Энергия, 1974. - 240 С.

83. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. -М.: Энергия, 1980. -928 С.

84. Ставровский B.C., Кукукина И.Г. Оценка привлекательности инвестиционных проектов. Учебное пособие. Иваново, Иваново, 1997.

85. Щёйка экономической эффективности капитальных вложений в энергетические объекты. Методические указания. Иваново, Ивановский государственный университет, 1997. 16 С.

86. Колибаба В.И. Эффективность межгосударственных интеграционных процессов в электроэнергетике. Иваново, Ивановский государственный университет, 2003. 270 С.

87. Савчук В.П. Оценки комплексных показателей эффективности инвестиций. <http://www.i2r.ru/static/305/out15345.shtml>, 2005.

88. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов, <http://www.cemi.rssi.ru/rus/news/method/methtoc.htm>, 2005 .

89. Синдарский В. Расчет ставки дисконтирования. <http://www.bizeducation.ru/library/fm/invest/sinadsky.htm>, 2005.

90. Брянцев A.M., Базылев Б.И., Бики М.А. и др. Управляемые подмагничи-ванием шунтирующие реакторы новое электротехническое оборудование/ A.M. Брянцев, Б.И. Базылев, М.А. Бики и др. // Электротехника. -1999.-№7. -С. 1-8.

91. Пат. 989597 РФ. Электрический реактор с подмагничиванием. / A.M. Брянцев. 1983.

92. Брянцев A.M., Долгополов А.Г. Системы управления и защиты дугога-сящих реакторов, управляемых подмагничиванием/ A.M. Брянцев, А.Г. Долгополов // Электрические станции. 2000. - № 2.

93. Бамдас A.M., Шапиро C.B. Трансформаторы, регулируемые подмагничиванием. М. - Л.: Энергия. - 160 С.

94. Попов В.В., Чернышев H.H. Теплопередача и охлаждение в электрических машинах.: Учебное пособие. Л.: ЛПИ, 1985. - 76 С.

95. Электротехнический справочник. / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985. -т. 1.: Общие вопросы. Электротехнические материалы. -488 С.

96. Неклепаев Б.Д. Электрическая часть электростанций. М.: Энергия, 1976. 552 С.

97. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. Под. ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. М.: Энергия, 1971. -247 С.

98. Мартынов A.A. Трансформатор для вторичных источников питания. С.-Пб.: СПбГУАП, 2001.

99. ЗАО "Энергия", <http://www.energiy.ru/catalog/6-10-price.htm> .115000 "TECO". Компетентно и квалифицированно об оборудовании. <http://teco.ru/middle>, 2004.

100. Выбор-АС. Силовые трансформаторы и трансформаторные подстанции. <http://vybor-as.by.ru/price.htm>, 2004.

101. ООО "Россеть". <http://www.rosseti.ru/index.php/article/static/252>, 2004.

102. Прайс-листы на товары и услуги. <http://pricenews.odessa.ua/price.php3?id=983>, 2004.

103. Центральный Банк Российской Федерации. <http://www.cbr.ru/currencybase/daily.asp?Cmonth=08&Cyear=2004&da tereq=23%2F08%2F2004&dl=23>, 2004.

104. ООО Москабель Обмоточные провода. <http://www.ielectro.ru/EditApp.htm>l?id=989&Highlight=>, 2004.

105. ООО "Промпровод". <http://promprovod.oml.ru/pricelist.

106. Кузьмин FI. Инфляция в России, <http://referat.ru/document/10523>, 2004.

107. Показатели инфляции в России в 2000-04 гг. <http://www.fundshub.ru>, 2005.

108. Инфляция в СССР и России. <http://budgetrf.nsu.ru/Publications/Magazines/ Ve/1995/95-7illarionov/95-7illarionov010.htm>, 2004.

109. ФОРЭМ. Среднеотпускные тарифы. <http://www.cdrforem.ru/activity/supply/tariffs/>, 2004.