автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Разработка методов управления динамическими режимами ЭЭС Египта

Щ V Н * 1

МОСКОВСКИЙ ордена ЛЕНИНА и ордена ОКТЯБРЬСКОЙ РЫШВД31 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукопиои

АЛАА ЭЛЬ ДИН АЛИ ЮТ ЭЛЬ ДИН МОСТШ

РАЗРАБОТКА №ТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ДШШЛИЧЕСЮШ РЕЖИМАМИ ЭЭС ЕГИПТА

Специальность: 05.14.02

- электрические станция (электрическая чаоть), сети, электроэнергетические система и управление юли

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1992

Работа выполнена на кафедре электроэнергетических систем Московского ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетического института.

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент Скляревокий Ю.И.

Официальные оппоненты г д.т.н., зам.гл.инженера ЦПУ

Семенов В.А.;

к.т.н., в.н.с. ЕЭИ Ш.Ленина Карпов В.А.

Ведущая организация - Энергооетьпроект, г .Москва

чао.

Защита состоится " 9 _мин. на заседании специализированного совета К 063.16.17

октября 1992 г. в

в Московском энергетичесном институте, ауд. Г-201.

Адрес: 105835, ГСП, г.Ыооква, Е-250, ул.Красноказарменная, д. 14, Ученый Совет МЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ. Автореферат разослан " "_ 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета К 053.16.17 к.т.н., доцент

Ю.А.БАРАБАНОВ

V - 3 -

^ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

8т а.п»!

г?'Актуальность тепы. Вое возрастающие требования к надежности функционирования сложных электроэнергетических систем (ЭЭСК в том числе и энергосистемы Ришта, еццвигэют проблему создания моделей, адекватно отображающих ьшогосвяэные процесса при решении комплекса режимных задач. Элективным средством решения задачи обеспечения устойчивости энергосистемы Египта является широкое применение сиотем автоматического регулирования и управления. В настоящее время генераторы Есех электростанций сио-теш снабжены автоматическими регуляторами возбуждения пропорционального или сильного дейотЕия. Увеличение количества регуляторов и усложнение структуры ЭЭС существенно усложняют вопрос координации работы устройств регулирования. В энергосистемах различите стран, в овязи о этил, тлели место нарушения колебательной статической устойчивости, возникновения устойчивых низкочастотных автоколебаний, существенного ухудшения качества переходного процесса, вызванного большими и конечными возмущениями.

Для анализа причин возникновения подобных явлений в конкретных условиях энергосистемы Египта и принятия мер для их профилактики необходимо попользовать расчетные методы и математические модели, позволяющие преодолеть такие трудности, как многомерность задач при исследовании динамической устойчивости сложной регулируемой системы, проявление нелинейностей элементов системы при возникновении в ней колебаний режимных параметров о достаточно большой амплитудой, жесткость системы дифференциальных уравнений, описывающих длительные переходные процессы. Существующие промышленные стандартные программы для рао-чета динамической устойчивости, в силу обычно используемых упрощений при описании как самих генераторов, так и их сиотем регулирования, не могут решить отмеченные вопросы. Для их решения требуется разработка специальных алгоритмов и программ.

Цель работы и задачи исследования.

I. Разработка математического описания сложной регулируемой энергосистемы Египта, алгоритмов и программ, позволяющих исследовать условия устойчивости энергосистемы, ее динамические свойства при конечных возмущениях; с учетом основных нелинейное-тей и динамических свойств регуляторов возбуждения и скорости генераторов.

'¿. 1'азр^боткя динамического эквивалента энергосистемы Египта как основы построения система управления ее динамическими режшагй! после больших возмущении.

3. Выбор закона оптимального управления динамическими ре-кшаии ЭЭС Египта после большие Еозмущешй с целью обеспечения необходимого качества электромеханического переходного процесса.

■',1столика исследования. Математическое моделирование. Для анализа дпкамтаи энергосистемы попользовалась общая теория электрических машин, теория автоматического регулирования, численные методы решения жестких систем дкадеренциальных уравнений, методы экБивалентпрования и опт гадального управления динамических систем. Исследования выполнена на основа разработанных автором программ для ЭЦВЛ.

Научная новизна.

I. Разработан алгоритм расчета динамической устойчивости сложной многомашинной ЭЭС на основе метода макромоделироЕашвд, использующего современные устойчивые неявные методы численного интегрирования к дкакоптическнй 'подход.

'¿. Разработан динамический эквивалент многомашинной ЭЭС гак основа системы управления ее динамическими режимами.

3. ИсоледоЕатг динамические свойства ЭЭС АРЕ при больших возмущениях и выбран закон оптимального управления ее динами-ческами режимами.

Практическая ценность п реализация работы. Проанализированы условия устойчивости ряда реш.гов энергосистемы Египта, получен ее динамический эквивалент, предложен способ оптимального управления ее динамическими реаимами, обеспечивающий необходимое качество переходкого процесса. Полученные результаты, а также разработанные алгоритмы могут быть использованы научно-исследовательскими и проектными организациям;! Египта для повышения степени устойчивости работы энергосистемы.

На ззцшту выносятся;

1. Разработанный алгоритм расчета динамических режимов сложной ЭЭС на основе методов макромоделирования и динамического экЕивалентированшь

2. Меры по улучшению качества электромеханического переходного процесса на основе комплексного регулирования возбуждения и скорости турбоагрегатов тепловых станций Северного Египта.

3. Структура сшгшалыюго упраЕленм дпнапжо:; агрегата, выполненная на основе динамического эквивалента ЭЭС.

4. Результаты анализа динамики ЗУС АРЕ посла больн/х возмущений;

Апробация работа. Основное положения диссертации и отдельные ее Еопросы докладывались и обсуэдзлись на наумшк сипкнарах кафедрн "Электроэнергетические системы" косконского энергетического института.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, объемом е 144 стр. машинопасного текста, 29 рис., списка попользованных источников 84 наименований и 2 приложений.

СОЙЬ'РЕАШЖ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш диссертации, сформулированы ее цель и основные положения, вшюои.ше на защиту.

В первой глава рассмотрено состояние вопроса и определена постановка задачи. Дан обзор литературы по методам исследования динамики ЭЭС при больших возмущениях, методам динамического эквивалентирования сложных многомашинных ЭЭС, методам управле- -ния динамически,«! режимами системы.

Нелинейная система дифференциальных уравнений. описывающая электромеханические переходные процессы в сложной многомашинной регулируемой ЭЭС отличается большой размерностью и высокой степенью жесткости. Последнее свойство, в основном, обусловлено учетом электромагнитных переходных процессов в контурах роторов машин и подробным описанием систем регулирования, принятым в данной работе.

На основе проведенного анализа существующих современных методов численного интегрирования подобного рода систем уравнений для построения алгоритма исследовательской программы расчета динаюгческой устойчивости ЭЭС принят метод макромоделирования, разработанный в последние годы на кафедре электроэнергетических систем МЭИ.

С целью выбора наиболее эффективного подходя применительно к задаче расчета и анализа динамической устойчивости ЭЭС в работе выполнен анализ существующих методов эквивалентировашш. За основу принят метод, объединяющий такие критерии эквивалентности

как сохранение режимных параметров узлов примыкания (токов, напряжений и мощностей; и свойство синфазности машин эквивален-тируемой подо пего г. и. При этом, первые критерии определяют ста-тичеокие параметры и структуру эквивалента. В зависимости от отепени справедливости последнего критерия формируется "теоретически точний" синйаэшй или "приближенно" синфазный одномашинный эквивалент.. В последнем случае степень приближения оценивается, и если она превышает допустимые пределы, то эквиваленти-руемая подсистема делится на две или более синфазные части. Полученный таким образом эквивалент обладает следующими достоинствами:

1. Математическое описание его соответствует общепринятому в промышленных программах расчета динамической устойчивости.

2. Сохраняются нелинейные свойства эквивалентируемой.подсистем.

3. Опыт эквиЕвлентированпя энергетических многомашинных подсистем показывает, что критерий синфазности (точный или приближенный) удовлетворяется, как правило, в большинстве практических случаев, что позволяет строить одномашинный эквивалент.

Важнейшим условием нормального функционирования ЭЭС явля- • ется дальнейшее совершенствование систем ее управления на основе использования математических методов современной теории оптимального регулирования. Трудности построения системы оптимального управления динамически,! режимом сложной ЭЭС известны: нелинейность и многокритериальность целевого функционала. В литературе известны подходы преодоления их при построении систем оптимального управления относительно несложными динамическими объектами. Суть их сводятся к следующему. Непрерывная задача оптимального динамического управления диокретизируется и сводится к задаче математического программирования, за основу берется линеаризованная математическая модель системы. Полученный, таким образом, закон оптимального регулирования ЭЭС уточняется на оонове расчетных экспериментов по оптимальному управлению ее нелинейной исходной модели. Это позволяет косвенным образом в определенной отепени учесть нелинейные свойства ЭЭС, проявляемые при больших возмущениях.

Такой подход принят в данной работе для построения системы оптимального управления динамическими режимами агрегатов ЭЭС АРЕ. Теоретические аспекты и алгоритмы его реализации рассмотрены в четвертой глава.

Характерной особенность») структуры объединенной ЭЭО Египта является то, что она соотоит, по-сущеотву, из двух частей: избыточная по мощности часть (Асуанская ГЭС) и дефицитная (Северный Египет). Эти части удалены на расстояние около 1000 мл. Указанная особенность отражается на неудовлетворительном качестве электромеханических переходных процессов.

Задачей диссертации ставилась разработка способов управления ЭЭС Египта, обеспечивающих необходимое качество переходных процессов после больших возмущений.

Во второй главе рассмотрен алгоритм расчета динамической устойчивости сложной многомашинной ЭЭС, базирующийся на методе макромоделированля. Суть его основана на интеграле Дюамаля и диакоптическом подходе.

Разностные уравнения формируются отдельно в виде макромоделей для каждой из выделенных подсистем или элементов ЭЭС. Им в соответствие ставятся схемы замещения - резистиЕше цепи постоянного тока (в пространственных <1 , я - координатах, например, для электрических машин и сети, если в ней учитываются электромагнитные переходные процессы) или цепи переменного тока (в координатах комплексной плоскости, например, для сети при неучете в ней электромагнитных переходных процессов).

Общее решение совместной системы нелинейных алгебраизиро-ванных дифференциальных уравнений переходного процесса ЭЭС и алгебраических уравнений связи (например, уравнений сети, объединяющей отдельные станции и нагрузку) на кавдом шаге чио-ленного интегрирования - это режим разветвленной, нелинейной электрической цепи. Алгоритм его определения основан на методе диэкоптики и теории преобразований матричных электрических цепей.

Положенный в основу данного метода интеграл Дюамеля позволяет формализовать процедуру построения макромоделей отдельных элементов и подсистем ЭЗС. Например, алгебраизованные формы дпййеренциалыгаго уравнения состояния элементарной индуктивности, соответствующие неявным методам численного интегрирования Эйлера или трапеций, имеют соответственно шщ

ип„ = ( ¡п.| - ¡п). I /ДТ (I)

Этим уравнениям соответствует разностная схема замещения индуктивности L в форме Y (рис.1,6) и в форме Z (рис.1, в).

На основа рассмотренной разностной схемы замещения индуктивности и известной многоконтурной схемы замещения машины (рис.2,а), соответствующей упрощенным по статору уравнениям Парка-Горева, процессов в синхронной машине представим в виде рио.2,6, где ЭДС вращения в контурах статора равны

edn»i = -Wn»i •4)qn4--Wn.|(Lq-iqn., • 'kq )

С 3)

еЯп.1 '^dn*! ^Wn.i^d-Wi + Mad '«п-н + ikdn»i))

Макромодель электромеханического переходного процесса ма-ииш согласно уравнению движения ротора

M(3W/3t ) - Trn - Те = ДТ

(4)

по аналогии о выражениями (I) и (2), имеет вид: - для неявного метода Эйлера

Юпч = ( Д +п.1 /"М ) ДТ +

- для метода трапеций Юпч =Илтп«1 'ДТП», )/2М] + 1Мп-ДТП)/2М]+\ИП (6)

при этом электромагнитный момент выражается как

Те = 1}|(1 . ¡а (7)

Момент Тт представляет здеоь механический момент на валу машины-,

Вэметим, что макромодель синхронного генератора нелинейна (уравнения 3 и 7), и потому для ее расчета в пределах шага интегрирования необходим итерационный метод.

Макромоделью системы автоматического регулирования (САР), ее линейной чаоти, является по существу ее матричная переходная функция. Матричная структурная схема стационарной линейной динамической САР показана рис.3,а, где X - Еектор перемен-

них состояния САР порядка п ; и - управляющее воздействий;

У - выходной сигнал; А, Б, С - матрицы постоянных коэффициентов соответственно порядков (п.рп ), ( п х 1 ), ( п х 1 ). Нормальная форма уравнений состояний САР иЫа'ет вид:

х = а.х + е. и (В)

Выходной сигнал У связан о переменными состояния X и управляющими воздействиями I) соотношением

у = ст • x (9)

Общее решение уравнения (8) имеет вид

х( + )=еА+. Х(0) в.и<?)<п (ю)

Если положить, что в пределах шага интегрирования управляющее воздействие изменяется по линейному закону

ип..(Т)=1 ( ип< - ип /н + ип

то неявная форма разностного уравнения (10) примет ввд

иПт1=елН.[хп (А'^аг ).в.ип +^теА^).в.(ип.,-ип)/н] (ш

В соответствии с полученным выражением (ii) матричную структурную схему обойденной итерационной макромодели линейной САР представим в вида рио.З.Й.

Макромодель электрнчеэкой сети. Поскольку расчет электромеханических переходных режимов ЭЭС производим без учета электромагнитных переходник процессов в цепи статора машин, модель электрической сети строится на основе системы алгебраических уравнений, описывающих ее установившийся реяим. При этом сеть преобразуется к эквивалентной схеме типа сетки собственных и взаимных проводжюстей для генерирующих узлов. Нагрузка представляется постоянными импедансами, и ее узлы исключаются.

Алгоритм расчета электромеханического переходного процесса на основе метода макроиоделирования содержит два осноеных цикла:

-О о-

(а)

(6)

РИС.1. Резиотивннв охемн замещения индукгиЕнооти

РИС.2. Макромодель синхронного генератора (упрощенные диф.уравнения)

Х^АХ+Ви

и

В

1

3

(а)

В гт

гп<-1.

(Б)

ГИСЛ. Математичеокая модель САР

внутренний (итерационный) и внешний, обусловленный движением о шагом интегрирования в пределах рассматриваемого интервала врймени. Макромодели машин и САР внутри одного итерационного цикла работают дважды: прямой ход - определение внутренних ЭДС машин edn+i и Çqnfl (рис .2,6) и обратный ход -раопределение токов и напретекий по ветвям макромоделей (рко. 2,6). В промежутке между шш решается система алгебраических уравнений сети. ..

Рассмотренный алгоритм положен в Основу разработанной программы, о помощью которой произведены расчеты переходных электромеханических процессов в ЭЭС Египта пооле больших возмущений. Качество их (рио. в ) неудовлетворительно так по длительности, так и по размаху колебаний.

В третьей главе рассмотрены еопроси динамического эквива-лентирования многомашинной ЭЭС при большое возмущениях.

Существует много подходов в динамичвщгам эквивалектирога-нии многомашинной ЭЭС при больших возмущениях. В данной работе для построения динамического эквивалента ЭЭС АРЕ использован способ, который предполагает следующую последовательность действий:

•I. В электроэнергетической оиотеме (рио.4), содержащей N" машин, выделяем область о г» машинами (, n<N ), подлежащую эквивалентированию. Одну из п машии назначаем как баэионую. Число узлов примыкания двух подоиотем равно С.

Электромеханическую модель эквивалонтируемой подоиотеш представил в виде следующих уравнений :

lc=Ycc.Vc +Ycg.Hg

Ig=Ycg Vc +Ygg.Eg <K)

Mhf^fT/a^îsPmh-Peh

• , , (13) Fçh=Re[ Eh • Ih I , haï,2,.....

где Mh =2H/W0 - механичеохэя постоянная времени агрегата;

Y - блоки матриц«- узловых проводимоотей зквивалентируемо'» подсистемы относительно независимых узлов типа " 9 " и " С " со следующими размерностями: УСс -1С *С ) > Ygg-( nxn ) , Ycg «yJc -( С *n) ! vc - вектор напряжений узлов примыкания; Eg~ вектор ЭДС „Генераторов.

2. Проверяем соотьетсгЕие структуры и значений параметров элементов эгсЕиваленткруешй подсистемы (генераторов и нагрузки) условиям теоретической структурной сяифазности г» машин. Если эти условия. удовлетворяются, то строим (определяем параметры) точный структурный эквивалент, -представляющий собой точный динамический эквивалент, отражающий ^Рочно динамические свойства эхвивалентируемой подсистемы при любых возмущениях, внешних по отношении к данной подсистеме. Необходимые и достаточные условия синфазности группы синхронных машин, объединенных общей сетью, следующие:

+ '-¿п(+и^--СОГ£Г., <5ь =<Гп = (Гп

=СЁ^)/МП] У^с;, (15)

. Если условия (14) и (15) структурной синфазносги не удовлетворяются, строим приближенный структурный эквивалент, отражающий приближенно динамические свойства подсистемы.

Степень приближения контролируется, и если она не удовлетворяет заданным критериям, то эквивалентируемая подсистема делится на две или более части, максимально удовлетворяющие условия (14), (15).

3. Выбираем параметры динашче-ского структурного эквивалента: Тбчногб иЛи приближенного. При этом схема его показана на рис.5, а уравнения состояния имеет вид:

10 = *оо-Ео + Увс..Уе

'с =Усо • Е0 + Уссо-Ус

(16)

6о- I рто - рео ) /'Мо

Рео^КеГЕоЛ^] , . (18)

где

2во = агд [ 21 е12^ 3 м0 = |Г мь е*2*ьп\

Е<з - параметры установившегося реяша маашш динамического эквивалента до возмущен:«;

„(О) Bvlo)

vc экв

'с

|(0) _ ,(0 ) с ~ с экв

v(t! = v1

сэкв

I«)»

сэкв

ш

(i)

'сс

= Y,

сс

п

+ <Z

точный эквивалент

ci gh

Vcio >

У*, = Voo+.ГУсоГ^о^пЧ ^ГУдпд^п Í

t=i

Yoci = YC0¡ - -(E^/M^.) У9пCj eTQo

покЗликенный эквивалент ¿o)]

- П-|

00

OCI

3eh 101 n -

(o)

o

со»

¡ = с

На основе рассмотренной методики был построен динамхческлй эквивалент ЭЭС АРБ, структура которого, показана на рис.6. Анализ показал, что для ЭЭС АРЕ удовлетворяются условия (14) и (15). "точного структурного" дкнамическог© эквивалента. С его ' помощью были выполнены вариантные расчета переходных электромеханических процессов при варьирования тяжести я места больших возмущений во внешней части (по отношению к'эквиваленту) ЭЭС. Результаты расчетов для двух случаев (к.з. на стороне БН Асуанской ГЭС и на стороне ЕН ТЭС Суэц) показаны соответственно на рис.9. Сравнительный анализ о результатам расчетов для .тех ке случаев, но с использованием полной динамической модели ЭЭС АРЕ (гл.2, рис.8) показывает црактхтчески их полное .совпадение, что вполне оправдывает термин "точный" динамический эквивалент.

Четвертая глава посЕяДена выбору оптимального закона управления переходными электромеханическими процессами, обусловленными большими возмущениями в ЭЭС АРЕ,- —

Принципиальный вцр структуры системы оптимального управления ЭЭС можно представить в кие рис.7,а. Объектом регулирования является ЭЭС. Информация о векторе ее переданных состояния посылается на вход блока СОУ системы оптимального управления. Последняя отрабатывает выбранный наш! закон оптимального управления р( х0) , который, как будет показано далее, завиоит

0м-

192

Е2 О

Епв1^

- 1а -

"1 . 1с» _

Г"

иЭКВИВАЛЕНТАЯ_ СИСТЕМА,

т »

Ч----1~ч

I

-с---

М-'-вЕпи

^У ЧАЕМАЯ_ОИСГЕ.МА_ _

РИС. А Динамическое экЕнвалентирование подсиотеш ЭэО

гССО|

г

Чо^

М0

!'С2<

'оси

I 1С

& £

^<УУссо6 1 1сс,

J

РИС. 5 Одномашинный динамический эквивалент подсиотеш

\А6УК&Р_

с

РИС.6 Дчняи^чреети оопя^лшт АН? АП!

от установившихся процессов до и после возмущения. Здеоь сразу заметим, что собрать в темпе времони вою необходимую информации о векторе X переменных состояния ЭЭС практически невозможно. Поэтому положим, что для имитации приближенной оценки вектора

5? будет использован динамически}! экЕ1шалент ЭЭС, варианты которого применительно к ЭЭС АРЕ рассмотрены в гл.З.

В этом случае структура оптимального управления, например, агрегатами одной из станций ЭЭС показана на рис.7,б. Эдось в блок СОУ вводится модельный вектор , а вектор управления

0 направляется как на 'реальный объект ЭЭС, так к на ее динамический эквивалент. Задачей ставится определить применительно к ЭЭС АРБ эффективность одного из наиболее известных методов оптимального управления на основе динамической модели ЭЭС, т.е. ее динамического эквивалента.

Цель оптимизации управления динамическим переходом из одного установившегося состояния ЭЭС в другое, послеаварийное, поставим в виде минимизации функционала

Тип

1 = / [ 1),0\'*( 1 > + иТП>-КI с! С1 > <20)

где Т^п - время рассматриваемого переходного процесса, о; О. - лолооттельно полуопрвделенная симметричная матрица; Я - симметрична)? положительно определенная матрица; Х( { ) -вектор переменных соотояния динамической модели ЭЭС; и( { ) -вектор управляющих воздействий.

Аргументы функционала (20), т.о. некоторые функции вектора управляющих воздействий и (О » ограничены нелинейной динамической связью о вектором функций переменных ооотояння Х( |) , в данном случае, динамическим эквивалентом ЭЭС (рио,7,в), что математически можно записать как:

' -М(и,Х ). ии ) = О (21)

Решение в общем ввдо поставленной многомерной оптимизационной задачи предотаЕляет известные трудности. Такого' рода задачи, как правило, практически можно реветь только яооле ряда существенных упрощений.

В качеотво первого'упрощения, линеаризуем ограничение

(21), что дает известную форму систеш линеарпзовашшх уравнений ЭЭО, записанных в перемените состояния:

X = А X + В и , (22)

где А - характеристическая матрица систеш; В - матрица постолкжх коэффициентов управления.

Решение уравнения (22) в общем матричном виде, как известно, имеет вод:

х=еА(1'ы . х( {.) +/еАП"Г).в.и(-г>с)г (23)

Непрерывные функции X (<) и и^) заменил их ступенчатой аппрокешацией, разбив рассматриваемую длительность переходного процесса на N интервалов длительностью д I Тогда, функционал (20) преобразуется в линейную целевую функцию

N-1

.х 4-иТ Я и.1 (24)

^ [ хТ,а-Х ЧгикП

а ограничение (22) из системы дифференциальных уравнений преобразуется 'в систему линейных алгебраических уравнений, представляющих линейную дискретно-временную модель ЭЭС и имеющих вид '

X (( к +1)Т ] = ф.Ш Т) + 0.и(к Т ) ^ (25) где

4 = еАТ <26)

о ^/-«АТ.в «И = ( еДТ-1 ).А"'.в (¡¿7)

. В результате принятых упрощений оптимизационная задача оводится к линейной целевой функции (24) о числом независимых переменных, равным' т*н (где т - размерность вектора управления и , а N - число интервалов на отрезке ТПп ) и N линейных ограничений вида (25). Задача в такой формулировке уже может быть решена на оопве метода Лагранжа я преобразования Риккати.

В результате закон оптимального управления получаем в

виде:

uk = f . хк , (28)

где

F =-R4.DT. (<DT)"\rPk-a } (29)

рк = а + сьт- рь( [ i + d.r'1-dt. рк + , f1 <р (30)

Таким образом, алгоритм определения закона оптимального управления сводится к следующему:

а) приникаем р^ = 0;

б) решаем уравнение (3Ü) для определения матрицы Р^ ;

в) решаем уравнение (29) для окончательного определения матрицы коэффициентов управления обратно!! связи F , которая зависит от значения элементов матриц весов 0. и R

Элементы матриц й и R определяем методом проб я ошибок на основе расчетных экспериментов, проводимых на.базе динамического эквивалента ЭЭС.

Результаты расчетов переходных электромеханических процессов в ЭЭС АРЕ при jk оптимальном управлении я соответствии с рассмотренным вше законом показаны на pzo.IQ. Видно, что использование оптимального управления существенно улучшает качество переходных процессов как по их длительности, ток и по размаху колебаний.

'¿ШХШШ

1. Разработаны алгоритма и программы раочета динамических режимов сложной многомашинной ЭЭС на основе методов макромода-лированпя и динамического эквисаленгиронанш, позволяющих преодолеть высокую жесткость и многомерность математической модели системы.

2. С помощью разработанных алгоритмов и программ псследо-ван характер динамики ЭЭС АРЕ при больших возмущениях. Установлено его неудовлетворительное качество по длительности и размаху колебаний переходного электромеханического процесса.

3. Предложены меры по улучшению качества электромеханического переходного процесса на основе комплексного регулирования возбуждения и скорости турбоагрегатов тепловых станций Северного Египта,

4. Предложена структура управления динамикой агрегата на основе разработанного динамического'эквивалента ЭЭС и выбран закон оптимального управления, обеспечивающий необходимое качество электромеханического переходного процесса.

5. Выполнены расчеты и произведен анализ динамики ЭЭС АРЕ о учетом предложенной системы оптимального управления. Предложено для тепловых станций Северного Египта попользовать оптимальное управление динамикой агрегатов в сочетании с системами быстрого регулирования их возбуждения и окорооти.

ЭЭС М(Х.и )

СО-У Р(Хо)

ЛЫРИНЭКВ. ээс

хм

СОУ ИХ»)

и оин. эка X

ЭЭС АРЕ

'— СОУ Р(Хо)

рис.7 Структуры СОУ

РИС 8а Результаты рчечетп электромеханических переходи« нроцпсоол к.з, нл пиппх ВН Суэц ТУС

-1351

РИС. 8.Б. Результаты распета электромеханических переходных процессов к.з. на шинах ВН Асуан ГЭС

/ П N : \ А/ ЛА * с,

РИС. 9.а. Результаты расчага электромеханического переходного процесса па оопово точного дянамичеокого эквивалента ЭЭС АРБ к.з. на шкнах БН СУЭЦ ТЭО ■

РИС.9.6 Результата расчета электромеханического переходного

процеоса на основе точного динамического эквивалента ЭЭС АРЕ к.з. на шинах ВН Асуанской 1ЭС

РИС-Ю-с. Результаты расчета электромеханического переходного процесса на основе динамического эквивалента ЭЭС АЕК при оптимальном управлении к.з.на шинах ВН Суэц ТЭС

рИС. Ю. Б Результаты расчета электромеханического переходного процесса на основе динамического эквивалента ЭЭС АРЕ Асуанской ГЭС

!!:'.:Г^Г'" чад

[и ицнф.м Ч.+П. К|>4 И"К,П.1]>Ч<ЛНЧП< и