автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Синтез субоптимальных законов управления ЭЭС с накопителями электроэнергии и расчет режимов работы и устойчивости ЭЭС в реальном масштабе времени

кандидата технических наук
Карелин, Андрей Николаевич
город
Москва
год
2000
специальность ВАК РФ
05.14.02
цена
450 рублей
Диссертация по энергетике на тему «Синтез субоптимальных законов управления ЭЭС с накопителями электроэнергии и расчет режимов работы и устойчивости ЭЭС в реальном масштабе времени»

Автореферат диссертации по теме "Синтез субоптимальных законов управления ЭЭС с накопителями электроэнергии и расчет режимов работы и устойчивости ЭЭС в реальном масштабе времени"

>г?г од

^ШЫтО

На правах рукописи

КАРЕЛИН Андрей Николаевич

СИНТЕЗ СУБОПТИМАЛЬНЫХ ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭЭС С НАКОПИТЕЛЯМИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РАБОТЫ И УСТОЙЧИВОСТИ ЭЭС В РЕАЛЬНОМ МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ

Специальность 05.14.02 "Электрические станции (электрическая часть), сети, электроэнергетические системы и управление ими"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва

2000

Работа выполнена на кафедре "Электроэнергетические системы" Московского энергетического института (технического университета)

Научный руководитель кандидат технических наук,

с.н.с. Д.В. Никитин

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор В.П.Васин

кандитат технических наук, с.н.с. В.А.Карпов

Ведущая организация ОАО "Энергетический институт

им. Г.М. Кржижановского", г. Москва

Защита состоится 22 декабря 2000 года в 15 час. 00 мин. в аудитории Г-200 на заседании диссертационного Совета К 053.16.17 Московского энергетического института (технического университета) по адресу: г. Москва, Красноказарменная ул., д. 17, 2 этаж, корпус "Г".

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим присылать по адресу: 1 11250, Красноказарменная ул., д.14, Ученый Совет МЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ.

Автореферат разослан "_"_2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

К 053.16.17 СъьрА—г Сыромятников С.Ю.

^ал-пях р п

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время графики нагрузки все более эазуплотняются. Таким образом, возникла необходимость аккумулировать шергию и использовать ее в часы максимума нагрузки.

Одним из способов решения данной задачи является включение в со-ггав энергосистем устройств, обеспечивающих, с одной стороны, равномер-1ую нагрузку электростанций, а с другой стороны - надежное электроснаб-кение и переменный график электропотребления. К таким устройствам отмоется различные типы накопителей энергии (НЭ).

Накопители электроэнергии (НЭЭ), помимо своего основного назначе-тая - выравнивания графика нагрузки электроэнергетической системы (ЭЭС) \ резервирования питания потребителей электроэнергии, могут выполнять и эяд других функций, таких как: регулирование или стабилизация потоков мощности в линиях сети и напряжений в ее узлах; повышение пределов динамической и статической устойчивости и демпфирование колебаний; учащие в регулировании частоты в системе; работа НЭЭ в режиме вставки по-ггоянного тока, в частности, при питании потребителей током нестандартной истоты.

При реализации каждой из перечисленных функций в отдельности, НЭЭ может быть весьма эффективным устройством, что обусловлено высоким быстродействием управления мощностью вентильных преобразователей, :вязывающих накопитель с сетью (ЭЭС). Однако общий технико-экономический эффект можно повысить при выполнении НЭЭ нескольких функций одновременно или раздельно во времени, что требует рационального выбора оборудования и режимов работы НЭЭ, предназначенных для ком-хлексного использования.

Развитие электроэнергетики страны связано с дальнейшим укрупнением и усложнением электроэнергетических систем, что обусловливает необходимость усовершенствования методов и средств исследования переходных 1роцессов в ЭЭС.

-4В связи с совершенствованием вычислительной техники и средств ав тематического управления дальнейшее развитие исследований по методоло гии управления режимами сложных ЭЭС и ее практическая реализация при обретает важное значение.

Целью работы является разработка комплекса быстродействующих ал горитмов синтеза субоптимального и оптимального закона управления электроэнергетической системой в реальном масштабе времени. Эти алгоритм ь должны обеспечивать управление электроэнергетической системой в режиме как советчика диспетчера, так и в автоматическом режиме.

Методы исследования основываются на базе асимптотических мето дов теории сингулярных возмущений при применении для анализа и синтез; систем в реальном масштабе времени в пространстве состояний.

Научная новизна состоит в следующем:

1. Разработаны новые подходы к проблеме формирования опти мального закона управления сложными электроэнергетическими системам! Специфические математические методы применены в прикладном аспекте дл решения задач электроэнергетики. Также была разработана математическа модель ЭЭС и проведены расчеты характеристик по критериям оптимально сти различных по конфигурации схем с применением асимптотических мето дов теории сингулярных возмущений.

2. На основе проведенных исследований были разработаны структу ры регулирования ЭЭС, формирования управляемого разряда накопителе электрической энергии, оптимизированы схемы электрических сетей на ре альных объектах, подтвержденные рационализаторскими предложениями.

3. Рассмотрены и развиты в прикладном аспекте вопросы оптималь ной стабилизации системы управления при наличии ограничений на выход ную переменную, оптимальной программы управления на множестве состоя ний функционирования, а также асимптотический метод анализа и синтез;

истем автоматического управления, синтез адаптивной системы стабилиза-1ии нелинейных динамических объектов с использованием интегральных |реобразований, использование моделей с последействием в задаче синтеза штимальных цифровых систем управления.

4. Для целей управления получены обобщенные зависимости с исполь-ованием асимптотических методов теории сингулярных возмущений. На их >снове разработана двухуровневая параметрически - адаптивная система оп-имального управления переходными режимами электроэнергетической сйс-емы.

5. Создано математическое обеспечение расчетов по определению штимальных законов управления ЭЭС и накопителем энергии, методов /правления режимами электроэнергетических систем, применения современ-шй теории управления к управлению режимами ЭЭС, оптимальной стабили-¡ации системы управления при наличии ограничений на выходную перемен-1ую, гарантированной оптимальной программы управления на множестве со-ггояний функционирования, синтеза адаптивной системы стабилизации не-чинейных динамических объектов с использованием интегральных преобра-юваний, использования моделей с последействием в задаче синтеза опти-\(альных цифровых систем управления.

6. Получен закон оптимального управления регулирующими устройствами, позволяющий осуществить оптимальное управление в реальном масштабе времени. Рассмотрены примеры и исследования ЭЭС с помощью формирования различных математических моделей и соответствующего программного обеспечения.

Практическая значимость работы. Разработанное программное и математическое обеспечение позволяет проводить оценку эффективности тех пли иных способов управления ЭЭС с 11Э, в комбинации с друшмп спосош-ми регулирования и без них, а также синтезировать субоптимальный закон управления ЭЭС в реальном масштабе времени. Регулирование с НЭ показало свою высокую эффективность по сравнению с другими способами управле-

ния. Проведенные исследования позволили сделать выводы, что применение НЭ повышает эффективность управления энергосистемами при одновременном управлении синхронным генератором.

Предлагаемый подход позволяет создать адаптивную двухконтурную систему управления режимами ЭЭС с соблюдением принципов централизованного управления, но с децентрализованной реализацией полученного закона оптимального управления. Для повышения степени практической реализации создана интеллектуальная поддержка диспетчера энергосистемы, включающая в себя: методику, алгоритм и программу по реализации оптимального управления ЭЭС.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на заседании кафедры "Электроэнергетические системы" МЭИ 19 января 2000г. Разработанные программы прошли успешную апробацию при решении задачи синтеза оптимального управления электроэнергетическими системами в реальном масштабе времени. Результаты работы внедрены на предприятиях ФГУП ГМП «Звёздочка», ФГУП ПО «Севмашпредприятие», ФГУП СПО «Арктика», АО «Архангельский морской порт», АО "Сполохи", использовались в учебном процессе в Филиале Санкт-Петербургского Морского Технического Университета и др.

Публикации. По теме диссертации опубликованы девять печатных работ и оформлена заявка на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа общим объемом 207 страниц состоит из введения, четырех глав, заключения, трех приложений, списка литературы из 304 наименований, содержит 35 рисунков и 19 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и эсновные задачи работы.

В первой главе на основе литературных данных и тенденций развития современных энергосистем обоснована необходимость использования накопителей энергии в энергетике. Рассматриваются общие вопросы субоптимального управления энергетическими системами.

Проанализировано использование накопителей энергии в качестве многофункциональных устройств, способных решать большую часть задач, возникающих при работе современных энергосистем, а именно:

- обеспечение электроэнергией потребителя с переменным графиком нагрузки при условии постоянства загрузки генераторов электростанций;

- повышение пропускной способности линий электропередач;

- обеспечение баланса активных и реактивных мощностей в точке подключения накопителей;

- поддержание постоянного, с заданной степенью точности, напряжения в некоторых точках ЭЭС;

- обеспечение статической устойчивости возможных режимов работы системы с заданным запасом;

- обеспечение заданных пределов динамической устойчивости системы;

- регулирование потоков обменных мощностей между энергосистемами.

Проведен анализ по применению теории оптимального управления линейными системами на решение различных задач управления режимами ЭЭС: синтез систем регулирования возбуждения и скорости первичных двигателей генераторов, синтез систем автоматического регулирования частоты и мощности, синтез систем управления регулируемыми элементами электрической

сети, а также различных методов управления, что позволило определить наиболее эффективные для решения задач электроэнергетики.

В процессе исследований был проанализирован ряд методов. Метод динамического программирования, который представляет последовательную процедуру применения уравнений Гамильтона-Якоби и базируется на двух принципах: принцип погружения и принцип оптимальности.

В методе вариаций второго порядка при определении приращения вектора управления учитывается кроме вариации первого порядка также вариация второго порядка в приращении целевой функции при изменении управления. Метод квазилинеаризации предусматривает рассмотрение последовательности векторов {х„(()}, которая может быть подобрана так, чтобы аппроксимировать точное решение исходного нелинейного уравнения х* =/(х,1), к которому сводится задача оптимального управления с граничными условиями для начального 10 и конечного I/ моментов времени в виде скалярных произведений.

При использовании методов математического программирования осуществляют дискретизацию задачи непрерывного оптимального управления, разбивая интервал времени от /0 до на N интервалов и сводят ее к классической задаче.

Однако применение данных методов в реальном масштабе времени часто бывает невозможно из-за большой размерности решаемой задачи. Поэтому возникает необходимость исследовать возможность применения других методов для достижения необходимых результатов.

Во второй главе рассматривается математическое обеспечение расчетов синтеза оптимальных законов управления ЭЭС и накопителем энергии, проводится адаптация методов современной теории управления к управлении: режимами ЭЭС. Проводится формирование оптимальных законов управления режимами ЭЭС.

Рассматриваются и развиваются в прикладном аспекте вопросы оптимальной стабилизации системы управления при наличии ограничений на вы-

ходную переменную, гарантированной оптимальной программы управления на множестве состояний функционирования, а также асимптотический метод анализа и синтеза систем автоматического управления, синтез адаптивной системы стабилизации нелинейных динамических объектов с использованием интегральных преобразований, использование моделей с последействием в задаче синтеза оптимальных цифровых систем управления. Синтез оптимального управления системы

х(о=мо+т, х«0)=х(о)

может быть осуществлен путем решения алгебраического матричного уравнения Риккати с использованием критерия оптимальности

J = М2\(х'Ох + и'Ки)Ж о

где О - положительно полуопределенная матрица; К - положительно определенная матрица, А - матрица состояний, В - матрица управления.

Элементы матриц О и /? выбираются так, чтобы отразить допустимые пределы переменных состояния х и управления и.

При этом закон оптимального управления будет иметь вид

ц(0 = -Ь(0,

где - к = Я'ХВ' Р - матрица коэффициентов регулятора Матрица Р находится в результате решения алгебраического матричного уравнения Риккати

РА + А'Р - РВЯ~1В'Р + 0 = 0 В данном случае все переменные состояния х должны быть доступны измерению, т.к. управление осуществляется по всем переменным х.

Однако его практическая реализация связана с рядом известных трудностей, вызванных, в основном, большой размерностью решаемой задачи. Количество операций, которые необходимо выполнить для расчета коэффи-

циентов регулятора к, примерно пропорционально л6, где п - количество решаемых уравнений. Определение оптимального управления на практике связано с расчетом параметров регулятора при каждом изменении режима ЭЭС, которое вызывает соответствующие изменения коэффициентов матриц А и В модели. Проводить такие расчеты в реальном масштабе времени при современных параметрах вычислительных машин не представляется возможным.

Поэтому с целью оптимального управления ЭЭС требуется применение эффективных методов декомпозиции исходных математических моделей системы. Тем не менее, в данной работе используются расчеты и по полным моделям ЭЭС, результаты которых принимаются в качестве эталонных, а также и по упрощенным моделям. При этом анализируется точность решаемых задач оптимального управления и их быстродействие.

Точное разделение исходной модели ЭЭС на подсистемы, различающиеся временным масштабом, можно осуществить с помощью итерационной процедуры теории сингулярных возмущений путем введения преобразования переменных х\ идгг-

¡,2 =х2+

где £1, Сг - новые переменные состояния; Н,Ь- матрицы преобразования. Такое преобразование не приводит к изменению физической сущности переменных модели, а лишь преобразует систему координат.

Получим следующую форму записи преобразования

гое Е, =

Ч1" , м =

Е-Н1 -Н

Е

Матрицы Ь и Я находятся в результате решения алгебраических матричных уравнений

- и -

Л£А21 + еА^Ц. 1п - АпЬ) - /. = О,

Аи -Н(А22+ип) + [А12 -А12Ь-Н(Аи-А22Ь + (Ап - АиЬ))}Н = О, Уравнение состояния ЭЭС в новых переменных при этом будет иметь

вид

^,(0 = Ли ¡^(0 + ^12 + Л1 !((/),

Ы1)=~АиШ + Лгг ЫО + Вг »(О,

где Ли = Л,, - АпЬ, Ац = А22 +815),

В\ = -Н(г~1В2 + ¿5,), Вг = В2 + е1В{, а матрш!Ы

А21=А21 -А221 + е1(Ап -Л|21) = 0,

Аи = гА12 ~ Н(А22 + е1Л12) + е(Л12 -АпЬ)Н = 0.

При этом

Ъ20) = А/ 12{1) + ВГи{1), где = /4ц, Л/ = Л22, В*=В1,В/ =В2

Таким образом, в результате разложения получены две независимые подсистемы, характеризующие медленные и быстрые процессы в системе. В дальнейшем рассматривается уже декомпозированная система.

В третьей главе проводится формирование математической модели и анализ поведения электроэнергетической системы при подключении в сеть накопителей'энергии. Проводится оценка эффективности тех или иных способов управления ЭЭС с НЭ, в комбинации с другими способами регулирования и без них. Регулирование с НЭ показывает свою высокую эффективность

по сравнению с другими способами управления. Применение НЭ повышает эффективность управления энергосистемами при одновременном управлении синхронным генератором. Рассматривается формирование программного обеспечения для анализа систем, синтеза оптимального регулятора ЭЭС. Приводится общее описание задач, разработанный основной программный блок, пример работы программы, описание программы, описание процедур и функций, включенных в программу.

Декомпозиция исходной модели ЭЭС и синтез оптимального регулятора рассматривается на примере модели, включающей два синхронных генератора и накопители энергии.

----¿и ___

В качестве исходной модели (рис.1) использована линеаризованная мо дель. Анализ работы сети рассматривается при включении в работу как одно го, так и двух генераторов. В этом случае для анализа принимается следую щая математическая модель.

Уравнение движения роторов генераторов:

- 13-

_ d231

Т —ML-ap Т Eql - АР

где Гл - постоянная времени инерции СГ, 8, - угол сдвига ЭДС генератора по отношению к оси, вращающейся с угловой скоростью СО 0 , Р - электромагнитная мощность.

Уравнения электромагнитных переходных процессов в обмотке возбуждения генератора (ОВ):

dE „ dE

41

Enel — Eq\ + 7joi-Г"> _ £"42 + Td02 " ,

dt dt

где T¿и - постоянная времени ОВ СГ, Ev - ЭДС возбуждения СГ, /;че, - значение ЭДС, пропорциональное напряжению, приложенному к ОВ, Ev'.- эдс за переходным реактивным сопротивлением Х&.

Уравнения баланса реактивной и активной мощности в точке подключения НЭ:

Р\-Р'г + Рт =0; Q\-Q\-Om = b,

где P¡, О i, Р2, Ог - активные и реактивные мощности, втекающие и вытекающие из узла, Рю, От - активная и реактивная мощности, потребляемые НЭ. Уравнение относительного движения ротора эквивалентного генератора:

Тл 55 1 . Тп 55 2 Тл дин Т31 5С/Н

+ > =0 «1 Ь2дЕЧ2

Уравнение электромагнитных переходных процессов в обмотке роторов генераторов:

- 14-

5Е' дЕ' дЕ'

35, дии дЕЧ1

сЕ\, дЕ',. <Э£'

Та02 + Г,02 ^¡Г^НР + (^02 Т7Г1 Р + 1)^2 = 0;

55 2 дин дЕЧ2

Уравнение баланса активных мощностей в точке подключения НЭ:

.дРх дРн... дРн дг ,дР{ дР, дРи.лГ.

(—!- + ——)Д5,---Д5, + (—5---^ + ——)Аи н +

55, аз/ 55 2 5(7 н 5£/н ас/к

+ Д£ ! - -^^-АЕ 2 = 0 5£„ 91 дЕЧ2 42

Уравнение баланса реактивных мощностей в точке подключения НЭ 35, 55, 1 552 2 дии дин дС/н н

^^е Ж^Е о

8Еч1 91 дЕч2

Эти уравнения отражают влияние. НЭ на режим ЭЭС, здесь р - оператор Лапласа.

В процессе исследований выяснено, что для повышения устойчивости целесообразно применять дополнительно к регулированию накопителя энергии регулирование возбуждения на генераторах. Рассмотрен синтез оптимального управления накопителем энергии с учетом управления синхронным генератором. Проанализированы возможности применения данных методик для анализа сложных систем.

Рассмотрена и построена матрица управления энергетической системы из 11 электрических генераторов (Рис.2).

М-0,05 Рп=1=0.3

12

0,3-)0

МЮ,03 Рт=0,605

2-320

М=0,003 Рт=2,245

М=0,03 Рт-3,28 19

НО,4 -К

2-320

2-320 16

■и,ьи:> 13

^ 1 0,2,3 [ 2-у

14

0

1

гекергтор нагрузка

■)20 2-320

17

2-)20

Фз ЩЗ

+ 1-31-5

1.5-30,3

1-31.5

0.4-35

М=0,04 Рт=2,225

2-320

20

-315

5-350 1-Л5

28

1-310

=0,04

М<

Ря1=3,142

1-315

0,2-33

СЕЯ1-

0.3-34

М=0,05 2з Р1»=0,185

1-310

15

2 1

1-ЛО 1^10

1-315

1-30

0,1-32,5 1-310

О

1-315

М=0,02 Ршах=0,149

•1-30,4 24

0,5-38

1-310 26 ' ■ 25

1-310

1-315

5-38

2-320

0,6-30,3

Г

М=0,03 Рт= 1.757

0,2-33

I Ю

0,2-33 1 1

21

М-0,04 Рт= 1,7.56

0,6-35

-0

1-315

22

0,5

М=0 ,03

© Рт=1,7?3 Рис.2. Структура электроэнергетической системы.

Важное значение имеют также проблемы определения динамических параметров заведомо устойчивого режима при утяжелении его параметров, влияния этих параметров на устойчивость системы. Если бы было можно варьировать параметры в широких пределах, то вопросы качества и устойчивости систем решались довольно просто. Достаточно установить некоторым постоянным времени определенные значения, а остальным - сколь угодно малые, и система будет устойчивой даже при больших коэффициентах усиления. Однако практически такая возможность по установке параметров в широких пределах не реализуема, поэтому важно исследовать влияние постоянных времени на устойчивость переходного процесса в системе. Стремление

получить максимальный по быстродействию регулятор НЭ не всегда является концептуально правильно поставленной задачей.

В процессе исследований также необходимо было выяснить, каким образом зависит динамическая устойчивость ЭЭС от увеличения мощности накопителей. После проведенных исследований сделаны следующие выводы.

Во - первых, анализ поведение системы в переходном режиме показал, что использование в схеме двух НЭ приводит к ухудшению параметров системы по колебательной устойчивости. Вопросы колебательности становятся актуальными при рассмотрении качества переходного процесса электроэнергетической системы в целом. Оценивая влияние элемента на режим всей системы, можно сделать вывод, что длительно повторяющиеся колебания могут вызвать раскачивания в других частях системы и этим быть опасны.

Во-вторых, определено, что влияние напряжения на процесс оценивается не только мгновенным изменением его абсолютного значения, но и временем существования этого отклонения. В переходном режиме для данной модели максимальные значения, как и минимальные, достигаются за более короткий временной период. Своеобразный эффект быстродействия переходного процесса достигается за счет роста суммарной выдаваемой мощности НЭ в единицу времени.

В - третьих, увеличение быстродействия одного из НЭ до определенного значения приводит к ухудшению параметров системы по устойчивости независимо от значений второго НЭ.

Таким образом, в работах по исследованию и синтезу регуляторов электроэнергетических систем актуальность приобретает получение не максимальных по быстродействию, а оптимальных регуляторов. Только в рамках данного направления представляет интерес получение быстродействующих систем регулирования.

Включение в сечь НЭ и использование современных математических методов позволяет повысить быстродействие системы приблизительно на порядок.

- 17В четвертой главе рассматриваются вопросы интеллектуализации АСУ систем электроснабжения, применения интегрированных информационно-измерительных систем для измерения параметров и формирования управляющих воздействий ЭЭС и НЭ, двухканальная система управления НЭ, применение НЭ для обеспечения непрерывного электрического снабжения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Показано, что эффективность оптимального управления режимами ЭЭС по напряжению и реактивной мощности недостаточна из-за проблем, возникающих при практической реализации законов оптимального управления в реальном масштабе времени. Для преодоления указанных трудностей необходимо получать значения оптимизационных расчетов в форме, реально позволяющей применить данные вычисления на практике.

2. Разработана и адаптирована математическая модель для управления режимами ЭЭС, целевая функция управления с выделенным вектором управляемых величин. Такой вид математической модели и целевой функции позволил применить современные математические методы для управления режимами ЭЭС.

3. Исследована устойчивость модели. Создана модель накопительного комплекса. Проведен анализ этой модели, определены оптимальные параметры комплекса.

4. Рассмотрено математическое обоснование расчетов по определению оптимальных законов управления ЭЭС и накопителем энергии. Проведена предварительная адаптация методов современной теории управления к управлению режимами ЭЭС.

5. Исследована критериальная зависимость значений переменных состояния от режимов работы электроэнергетической системы. Разработана параметрически - адаптивная система управления.

6. Проведена оценка эффективности тех или иных способов управления ЭЭС с НЭ, в комбинации с другими способами регулирования и без них.

Показано, что регулирование с НЭ имеет наиболее высокую эффективность по сравнению с другими способами управления.

7. Разработаны параметрически - адаптивные схемы систем управления ЭЭС и НЭ, позволяющие реализовать полученные законы управления режимами электроэнергетической системы в реальном масштабе времени. Создано устройство управления тиристорными ключами НЭ при управляемом разряде накопителя, схемы применения НЭ для обеспечения непрерывного электроснабжения.

8. Создано программное обеспечение для анализа систем и синтеза оптимального регулятора ЭЭС. Разработан и оптимизирован комплекс быстродействующих и эффективных алгоритмов синтеза оптимального управления ЭЭС. Быстродействие алгоритма обеспечивается за счет применения высокоэффективных методов декомпозиции систем с использованием итерационных процедур и асимптотических методов теории сингулярных возмущений. Оптимизированный алгоритм позволяет дополнительно снизить время расчета каждого конкретного режима и синтезировать закон оптимального управления в реальном масштабе времени. Время работы программы снижается за счет использования современных методов программирования, в том числе методов объектно-ориентированного программирования.

9. Разработан основной программный блок. Эффективность работы программы рассмотрена на конкретных примерах. Разработан и реализован программно алгоритм выбора бесконечно малых коэффициентов в системах линеаризованных уравнений, а также определения весовых коэффициентов матриц критерия оптимальности.

10. Развиты вышеизложенные теоретические положения в прикладном аспекте, рассмотрены примеры и исследования математической модели ЭЭС с помощью разработанных алгоритмов, методики и созданного программного обеспечения. Анализ проводится при подключении в сеть накопителей энергии.

11. Все программные продукты прошли успешную апробацию на различных тестовых схемах, а также на различных схемах энергосистем. По-

казано, что применение накопителем энергии наиболее эффективно при до-

толнительном регулировании систем возбуждения генераторов и систем

/правления турбин.

Основное содержание диссертации достаточно полно изложено в ра-

эотах:

1. Карелин А.Н. Современные методы повышения экономичности и надежности электрических систем в скользящем режиме.'/Надежность и контроль качества. -1998.-№6.-С.5-7.

2. Карелин А.Н. Применение асимптотических методов теории сингулярных возмущений для повышения режимной надежности многомерных объектов в пространстве состояний//Приборы.Справочный журнал.-1999.-№12,-С.10-12.

3. Карелин А.Н. Реализация бесконечно большого коэффициента усиления для повышения точности систем управления//Приборы и системы управ-ления.-1999. -№11.-С.6-9.

4. Карелин А.Н. Применение емкостных статических накопителей энергии для обеспечения непрерывного электрического снабже-ния//Приборы.Справочный журнал.-1999. -№12.-С.16-18.

5. Карелин А.Н. Вопросы синтеза высокоточных систем управления на гиперповерхности в пространстве состояний//Автоматизация и современные технологии,-1999. -№12.-С.3-7.

6. Карелин А.Н. Реализация бесконечно большого коэффициента усиления для повышения точности систем управления//Приборы и системы управ-ления.-1999.- №11.-С.10-11.

7. Карелин А.Н. Применение асимптотических методов теории сингулярных возмущений для обеспечения качественного управления энергснабжени-ем. Сб., "Вопросы технологии,эффективности производства и надежности".-! 999.-С. 17-20.

8. Карелин А.Н. Реализация скользящего режима в ЭЭС с учетом асимптотических свойств объекта управления и его значения для повышения точности и надежности. В кн.:Тезисы докладов 3-й международной конференции по морским интеллектуальным технологиям "Моринтех". С.Петербург, 1999.-С.39-40.

■ 9. Карелин А.Н. Блок управления генератором с регулированием от ЭВМ. //Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -2000,- №6,-

10.Карелин А.Н. Устройство регулирования системы возбуждения синхронного генератора// Изобретения.Полезные модели.ФИПС. М., №17 (I часть), 20.06.2000 (раздел Н).

С.17-19.

Подписано к печати

Л-

Печ. л. l.tíT

Тираж too

Типография МЭИ, Красноказарменная, 13

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Карелин, Андрей Николаевич

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

РЕЖИМАМИ ЭЭС.

1 Л.Общая характеристика методов теории управления сложными системами.

1.2. Постановка задачи оптимального управления применительно к ЭЭС.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 2. ВЫБОР МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ФОРМИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ЭЭС.

2.1. Синтез адаптивной системы стабилизации нелинейных динамических объектов с использованием интегральных преобразований.

2.1.1. Введение.

2.1.2. Постановка задач.

2.1.3. Метод решения.

2.1.4. Адаптивная фильтрация.

2.1.5. Интегро-дифференциальный алгоритм адаптации.

2.1.6. Задача сведения.

2.1.7. Адаптивная стабилизация при неизвестных возмущениях.

2.1.8. Интегральный алгоритм и его решение.

2.2.Использование моделей с последействием в задаче синтеза оптимальных цифровых систем управления.

2.2.1. Введение.

2.2.2. Постановка задачи.

2.2.3 Краевая задача принципа максимума.

2.2.4 Синтез оптимального управления.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ С НАКОПИТЕЛЕМ ЭНЕРГИИ И АНАЛИЗ

ПОВЕДЕНИЯ ЭЭС В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ.

ЗЛ. Формирование математической модели.

Уравнение движения роторов генераторов:.

3.2. Применение метода сингулярных возмущений при управлении режимами ЭЭС.

3.3. Линейная задача управления режимами ЭЭС.

3.3.1. Общая задача оптимального управления.

3.3.2. Традиционный подход к декомпозиции ЭЭС.

3.3.2.1. Декомпозиция модели ЭЭС.

3.3.2.2. Определение малого положительного параметра.

3.3.2.3. Декомпозиция критерия оптимальности. Закон оптимального управления.

3.3.3. Линейная задача управления ЭЭС с выходными параметрами.

3.3.3.1. Декомпозиция модели и критерия оптимальности.

3.3.3.2. Оптимальное управление ЭЭС только при наличии медленного управления = 0).

3.3.3.3. Оптимальное управление ЭЭС с вектором управления типа и=и8+и^.

3.3.4.Итерационный метод разделения модели ЭЭС на подсистемы.

3.3.5. Пример определения закона оптимального управления ЭЭС при воздействии только на медленные переменные = 0).

3.3.6. Декомпозиция исходной модели и синтез субоптимального управления синхронного генератора, работающего на шины бесконечной мощности (и = и8 + Щ.

3.4. Субоптимальное управление ЭЭС на основе многошаговой временной декомпозиции.

3.4.1. Алгоритм декомпозиции модели ЭЭС и синтеза закона управления.

-43.4.2 Синтез закона субоптимального управления.

3.4.2.1. Регулирование НЭ, возбуждения СГ и частоты вращения турбины.

3.4.2.2. Регулирование возбуждения синхронных генераторов.

3.4.3. Сравнительный анализ методов декомпозиции и синтеза оптимального и субоптимального управления.

3.4.4. Субоптимальное управление (многоканальный регулятор).

3.5. Использование временной декомпозиции для выбора закона управления и параметров регулятора накопителя энергии.

3.6. Применение теории сингулярных возмущений для синтеза оптимального управления ЭЭС, содержащей накопители энергии.

3.7. Синтез субоптимального управления ЭЭС при подключении НЭ.

3.8. Анализ результатов синтеза субоптимального управления ЭЭС при различных параметрах НЭ и схемах подключения.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЙ РАЗРАБОТАННОГО ОПТИМАЛЬНОГО РЕГУЛЯТОРА.

4.1. Формирование программного обеспечения расчета оптимального регулятора ЭЭС НЭ.

4.2. Схемная реализация оптимального регулятора ЭЭС с НЭ.

ВЫВОДЫ.

Введение 2000 год, диссертация по энергетике, Карелин, Андрей Николаевич

В настоящее время графики нагрузки все более разуплотняются. Возникла необходимость аккумулировать энергию и использовать ее в часы максимума нагрузки. Один из способов решения данной проблемы является включение в состав энергосистем устройств, обеспечивающих, с одной стороны, равномерную нагрузку электростанций, а с другой стороны - надежное электроснабжение и переменный график электропотребления. К таким устройствам относятся различные типы накопителей энергии (НЭ).

Накопители электроэнергии (НЭЭ), помимо своего основного назначения - выравнивания графика нагрузки ЭЭС и резервирования питания потребителей электроэнергии, могут выполнять и ряд других функций, таких как:

-регулирование или стабилизация потоков мощности в линиях сети и напряжений в ее узлах;

-повышение пределов динамической и статической устойчивости и демпфирование колебаний;

-участие в регулировании частоты в системе;

-работа НЭЭ в режиме вставки постоянного тока, в частности при питании потребителей током нестандартной частоты.

При реализации каждой из перечисленных функций в отдельности, НЭЭ может быть весьма эффективным устройством, что обусловлено высоким быстродействием управления мощностью вентильных преобразователей, связывающих накопитель с сетью ЭЭС. Однако общий технико-экономический эффект можно повысить при выполнении НЭЭ нескольких функций одновременно или раздельно во времени, что требует рационального выбора оборудования и режимов работы НЭЭ, предназначенных для комплексного использования.

Задача включения накопителя энергии в состав энергосистем продиктована в настоящее время объективными причинами. Исследованием возможности использования накопителей в энергетике сейчас занимаются ученые многих стран. В соответствии с прогнозами уже в ближайшее время более 10% всей выработанной энергии перед тем, как попасть к потребителю, будет проходить через системы накопления различных типов.

Большой интерес представляет возможность комбинированного использования различных типов накопителей энергии. Накопительные комплексы (НК), в состав которых должны входить накопители с различными технико-экономическими параметрами, будут обладать широкими функциональными возможностями и сравнительно невысокими удельными капиталовложениями [51,57]. Таким образом, возникает задача определения состава и оптимальных параметров накопительных комплексов.

Анализируя тенденции развития современных энергосистем, можно заметить следующие характерные особенности:

- превращение местной аварии в системную, что обусловлено постоянным ростом энергообъединений, усложнением их структуры и использованием дальних и сверхдальних линий электропередачи. Такие аварии имеют тяжелые последствия для народного хозяйства, поскольку при этом происходит массовое отключение потребителей, нарушается устойчивость параллельной работы электростанций, энергосистема разделяется на отдельные части, снижается частота и напряжение ниже допустимого уровня;

- неуклонный рост неравномерности суточного графика нагрузки в энергосистеме и, как следствие, перерасход топлива на электростанциях. Эти факторы в конечном счете приводят к увеличению себестоимости электроэнергии в электроэнергетической системе (ЭЭС);

- увеличение, помимо неравномерности графиков, их крутизны, т.е. возрастает интенсивность подъема нагрузки в «часы пик»;

- неизбежное укрупнение единичной мощности энергоблоков электростанций, что повышает их экономичность, но и в ряде случаев приводит к снижению маневренности. Это не позволяет достаточно эффективно работать по «крутым» графикам нагрузки, снижает экономичность покрытия пиков мощности.

Таким образом, все перечисленные факторы отрицательно влияют на надежность и экономичность работы энергосистем.

Неравномерность суточного графика нагрузки предъявляет особые требования и к оборудованию электростанций.

Частичное решение проблемы может быть достигнуто в результате уплотнения графиков нагрузки с повышением ночного максимума, за счет создания потребителей - регуляторов (п-р) и увеличение перетоков энергии через ОЭС [1-112].

Очевидно, что идеальным со всех точек зрения можно считать устройства, позволяющие частично разделить во времени процесс выработки и потребления электроэнергии, имеющее высокий КПД и вступающее в работу практически мгновенно.

В связи с этим необходимо признать целесообразным включение в состав энергосистем накопителей энергии.

Необходимо отметить, что вопросы использования НЭ в энергетике поднимались уже на начальной стадии развития ЭЭС [13,14].

Интерес к этой проблеме постоянно растет. В РОССИИ и за рубежом ведутся большие работы, связанные с системами накопления энергии [11,12,15-17,20,38].

Необходимо отметить, что НЭ является многофункциональным устройством, способным решать многочисленные и сложные проблемы развития энергосистем; однако он должен использоваться наряду с другим оборудованием, позволяющим выровнять графики нагрузок электростанций и повысить надежность работы энергосистемы [51,57].

Для того чтобы выяснить, какие типы накопителей энергии возможно и целесообразно использовать в энергосистеме, необходимо определить системные требования к накопителям [51,52]. Системные требования к НЭ будут зависеть от места установки его в энергосистеме и от тех функций, которые он будет выполнять.

Включение накопителя в состав ЭЭС позволит выровнять график работы электростанций, обеспечить равномерную загрузку их в течение суток. При этом одновременно удовлетворяется резкопеременный график электропотребления.

Накопители энергии работают в режиме заряда в часы минимума и в режиме разряда в часы максимума нагрузки, тем самым позволяют выровнять график нагрузки.

Это особенно важно для энергосистем, в состав которых входят атомные станции, т.к. регулировочный диапазон их невелик.

Накопители позволят уменьшить неравномерность графика загрузки электростанций до полного выравнивания.

При работе энергосистемы могут возникнуть большие возмущения, вызванные коротким замыканием, включением или отключением какого-либо элемента электропередачи, нарушающие нормальную работу ЭЭС. Одной из функций НЭ может являться поддержание динамической устойчивости системы. С этой целью целесообразно устанавливать накопитель на шинах электростанции [53]. В момент обнаружения аварии системной автоматикой накопитель переводится в режим потребления энергии, создавая тем самым дополнительную нагрузку на генераторы станции, необходимую для предотвращения нарушения устойчивой работы электростанции. После этого накопитель может быть отключен, либо переведен в режим выдачи энергии.

Установка накопителей энергии на шинах электростанции также позволит устранить случаи нарушения статической устойчивости, возникающие при малых возмущениях. Особенно важно это для атомных станций и энергосистем, где имеются мощные потребители с резкопеременной нагрузкой.

Кроме того, накопители позволяют поддерживать постоянное напряжение и участвовать в регулировании частоты в точках их подключения в системе.

Питание соответственных нужд электростанций, особенно атомных, должно отличаться повышенной надежностью, т.к. любой перерыв в их питании может привести к тяжелым авариям. В качестве надежного резерва может служить НЭ, позволяющий поддерживать напряжение на шинах собственных нужд станции, даже при отключении всех питающих фидеров электростанции.

Установка НЭ на шинах потребителя позволит осуществить надежное электроснабжение потребителя. При отключении одной из питающих линий нехватку энергии восполнит накопитель, работающий в режиме выдачи энергии. Накопитель соответствующей энергоемкости может осуществлять питание потребителя даже при полном перерыве в электроснабжении.

Таким образом, возможно использование накопителей энергии в качестве многофункциональных устройств, способных решать большую часть задач, возникающих при работе современных энергосистем, а именно [25,51,62]:

- обеспечение электроэнергией потребителя с переменным графиком нагрузки при условии постоянства загрузки генераторов электростанций;

- повышение пропускной способности линий электропередач;

- обеспечение баланса активных и реактивных мощностей в точке подключения накопителей;

- поддержание постоянного, с заданной степенью точности, напряжения в некоторых точках ЭЭС;

- обеспечение статической устойчивости возможных режимов работы системы с заданным запасом;

- обеспечение заданных пределов динамической устойчивости системы;

- 10- регулирование потоков обменных мощностей между энергосистемами.

В зависимости от системных требований и той роли, которую НЭ будут играть в энергосистеме, можно выделить накопители двух типов [51]:

1. Накопители малой энергоемкости - порядка 100 000000 Дж, предназначенные для повышения устойчивости энергосистемы. Они имеют времена заряда не более одного часа и времена разряда несколько секунд. Основное требование здесь - быстродействие.

2. Накопители средней энергоемкости, запасающие энергию 100000000000 - 10000000000000 Дж и предназначенные для покрытия неравномерности суточных графиков нагрузки. Времена заряда и разряда не более 8-10 ч.

Накопители электрической энергии обладают большим диапазоном энергоемкости и высоким быстродействием. Следовательно, они могут использоваться как для выравнивания графиков нагрузки, так и для повышения устойчивости и надежности энергосистем. Накопители электрической энергии - единственный тип накопителей, аккумулирующих непосредственно электрическую энергию. Они обладают высоким КПД. Такие накопители инвариантны к месту установки, могут быть расположены в центрах нагрузки и непосредственно у потребителя. Это позволяет НЭЭ одновременно выполнять практически все требования энергосистем. Накопители электрической энергии практически бесшумны в работе, достаточно надежны, т. к. не имеют движущихся частей.

Накопители электрической энергии являются самыми перспективными типами НЭ для энергетики.

В США на основе методов динамического программирования решаются задачи по определению оптимального режима работы накопителей энергии в энергосистемах [50,102,104].

Создание математической модели НЭ, включенного в энергосистему, поможет выяснить его поведение в условиях нарушения динамической и статической устойчивости систем, а также определить способы улучшения режима работы энергообъединений в таких случаях.

Очень важной является задача повышения качества напряжения и поддержания частоты с помощью накопителей, создание частотно-регулирующих станций на базе НЭЭ [51].

Необходимы подробные исследования возможностей улучшения надежности работы систем и электроснабжения потребителей, с использованием НЭ.

Одной из первоочередных задач является определение оптимальных параметров НЭ, исходя из системных требований к ним, и функций, которые накопитель должен выполнить в ЭЭС.

Развитие электроэнергетики страны связано с дальнейшим укрупнением и усложнением электроэнергетических систем (ЭЭС), а также с повышением требований к устойчивости и надежности их работы и к качеству генерируемой электроэнергии обусловливают необходимость усовершенствования методов и средств исследования переходных процессов в ЭЭС. В настоящее время проводятся широкие исследования в направлении развития методологии управления установившемся и переходными режимами ЭЭС.

К настоящему времени разработка методологии управления режимами ЭЭС получила существенное развитие. Вместе с тем, в связи с совершенствованием вычислительной техники и средств автоматического управления дальнейшее развитие исследований по методологии управления режимами сложных ЭЭС и ее практическая реализация приобретают важное значение.

Целью работы является разработка комплекса быстродействующих алгоритмов синтеза субоптимального и оптимального закона управления электроэнергетической системой в реальном масштабе времени. Эти алгоритмы должны обеспечивать управление электроэнергетической системой в режиме как советчика диспетчера, так и в автоматическом режиме.

Методы исследования основываются на базе асимптотических методов теории сингулярных возмущений при применении для анализа и синтеза систем в реальном масштабе времени в пространстве состояний.

Научная новизна состоит:

1. Разработаны новые подходы к проблеме формирования оптимального закона управления сложными электроэнергетическими системами. Специфические математические методы применены в прикладном аспекте для решения задач электроэнергетики. Также была разработана математическая модель ЭЭС и проведены расчеты характеристик по критериям оптимальности различных по конфигурации схем с применением асимптотических методов теории сингулярных возмущений.

2. На основе проведенных исследований были разработаны структуры регулирования ЭЭС, формирования управляемого разряда накопителей электрической энергии, оптимизированы схемы электрических сетей на реальных объектах, подтвержденные рационализаторскими предложениями.

3. Рассмотрены и развиты в прикладном аспекте вопросы оптимальной стабилизации системы управления при наличии ограничений на выходную переменную, оптимальной программы управления на множестве состояний функционирования, а также асимптотический метод анализа и синтеза систем автоматического управления, синтез адаптивной системы стабилизации нелинейных динамических объектов с использованием интегральных преобразований, использование моделей с последействием в задаче синтеза оптимальных цифровых систем управления.

4. Для целей управления получены обобщенные зависимости с использованием асимптотических методов теории сингулярных возмущений. На их основе разработана двухуровневая параметрически - адаптивная система оптимального управления переходными режимами электроэнергетической системы.

5. Создано математическое обеспечение расчетов по определению оптимальных законов управления ЭЭС и накопителем энергии, методов управления режимами электроэнергетических систем, применения современной теории управления к управлению режимами ЭЭС, оптимальной стабилизации системы управления при наличии ограничений на выходную переменную, гарантированной оптимальной программы управления на множестве состояний функционирования, синтеза адаптивной системы стабилизации нелинейных динамических объектов с использованием интегральных преобразований, использования моделей с последействием в задаче синтеза оптимальных цифровых систем управления.

6. Получен закон оптимального управления регулирующими устройствами, позволяющий осуществить оптимальное управление в реальном масштабе времени. Рассмотрены примеры и исследования ЭЭС с помощью формирования различных математических моделей и соответствующего программного обеспечения.

Практическая значимость работы. Разработанное программное и математическое обеспечение позволяет проводить оценку эффективности тех или иных способов управления ЭЭС с НЭ, в комбинации с другими способами регулирования и без них, а также синтезировать субоптимальный закон управления ЭЭС в реальном масштабе времени. Регулирование с НЭ показало свою высокую эффективность по сравнению с другими способами управления. Проведенные исследования позволили сделать выводы, что применение НЭ повышает эффективность управления энергосистемами при одновременном управлении синхронным генератором.

Предлагаемый подход позволяет создать адаптивную двухконтурную систему управления режимами ЭЭС с соблюдением принципов централизованного управления, но с децентрализованной реализацией полученного закона оптимального управления. Для повышения степени практической реализации создана интеллектуальная поддержка диспетчера энергосистемы,

- 14включающая в себя: методику, алгоритм и программу по реализации оптимального управления ЭЭС.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на заседании кафедры "Электроэнергетические системы" МЭИ 19 января 2000г. Разработанные программы прошли успешную апробацию при решении задачи синтеза оптимального управления электроэнергетическими системами в реальном масштабе времени. Результаты работы внедрены на предприятиях ФГУП ГМП «Звёздочка», ФГУП ПО «Севмашпредприятие», ФГУП СПО «Арктика», АО «Архангельский морской порт», АО "Сполохи", использовались в учебном процессе в Филиале Санкт-Петербургского Морского Технического Университета и др.

Публикации. По теме диссертации в целом опубликованы двадцать семь печатных работ и оформлена заявка на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа общим объемом 207 страниц состоит из введения, четырех глав, заключения, трех приложений, списка литературы из 304 наименований, содержит 35 рисунков и 19 таблиц.

Заключение диссертация на тему "Синтез субоптимальных законов управления ЭЭС с накопителями электроэнергии и расчет режимов работы и устойчивости ЭЭС в реальном масштабе времени"

ВЫВОДЫ

Таким образом, создана методика, алгоритм и соответствующее программное обеспечение, позволяющие провести синтез субоптимального и оптимального управления режимами электроэнергетических систем в реальном масштабе времени и получить регулятор системы.

По программе, разработанной на базе предложенного в работе алгоритма, проведено иссследование влияния изменений параметров электрической сети на эффективность функционирования системы при том или ином выбранном законе управления, структуре сети и составе оборудования.

Для практической реализации предложенных алгоритмов было разработано устройство регулирования по которому оформлена заявка на изобретение и получено положительное решение. Рассмотрена схема обеспечения непрерывного энергоснабжения с использованием емкостных накопителей энергии, устройство и работа преобразователя как составной части системы управления.

- 159-ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Показано, что эффективность оптимального управления режимами ЭЭС по напряжению и реактивной мощности недостаточна из-за проблем, возникающих при практической реализации законов оптимального управления в реальном масштабе времени. Для преодоления указанных трудностей необходимо получать значения оптимизационных расчетов в форме, реально позволяющей применить данные вычисления на практике.

2. Разработана и адаптирована математическая модель для управления режимами ЭЭС, целевая функция управления с выделенным вектором управляемых величин. Такой вид математической модели и целевой функции позволил применить современные математические методы для управления режимами ЭЭС.

3. Исследована устойчивость модели. Создана модель накопительного комплекса. Проведен анализ этой модели, определены оптимальные параметры комплекса.

4. Рассмотрено математическое обоснование расчетов по определению оптимальных законов управления ЭЭС и накопителем энергии. Проведена предварительная адаптация методов современной теории управления к управлению режимами ЭЭС.

5. Исследована критериальная зависимость значений переменных состояния от режимов работы электроэнергетической системы. Разработана параметрически - адаптивная система управления.

6. Проведена оценка эффективности тех или иных способов управления ЭЭС с НЭ, в комбинации с другими способами регулирования и без них. Показано, что регулирование с НЭ имеет наиболее высокую эффективность по сравнению с другими способами управления.

7. Разработаны параметрически - адаптивные схемы систем управления ЭЭС и НЭ, позволяющие реализовать полученные законы управления режимами электроэнергетической системы в реальном масштабе времени. Создано устройство управления тиристорными ключами НЭ при управляемом разряде накопителя, схемы применения НЭ для обеспечения непрерывного электроснабжения.

8. Создано программное обеспечение для анализа систем и синтеза оптимального регулятора ЭЭС. Разработан и оптимизирован комплекс быстродействующих и эффективных алгоритмов синтеза оптимального управления ЭЭС. Быстродействие алгоритма обеспечивается за счет применения высокоэффективных методов декомпозиции систем с использованием итерационных процедур и асимптотических методов теории сингулярных возмущений. Оптимизированный алгоритм позволяет дополнительно снизить время расчета каждого конкретного режима и синтезировать закон оптимального управления в реальном масштабе времени. Время работы программы снижается за счет использования современных методов программирования, в том числе методов объектно-ориентированного программирования.

9. Разработан основной программный блок. Эффективность работы программы рассмотрена на конкретных примерах. Разработан и реализован программно алгоритм выбора бесконечно малых коэффициентов в системах линеаризованных уравнений, а также определения весовых коэффициентов матриц критерия оптимальности.

10. Развиты вышеизложенные теоретические положения в прикладном аспекте, рассмотрены примеры и исследования математической модели ЭЭС с помощью разработанных алгоритмов, методики и созданного программного обеспечения. Анализ проводится при подключении в сеть накопителей энергии.

11. Все программные продукты прошли успешную апробацию на различных тестовых схемах, а также на различных схемах энергосистем. Показано, что применение накопителей энергии наиболее эффективно при дополнительном регулировании систем возбуждения генераторов и систем управления турбин.

-161

Библиография Карелин, Андрей Николаевич, диссертация по теме Электростанции и электроэнергетические системы

1. Справочник по электропотреблению в промышленности/ Под ред. Г.Л. Минина, Ю.В. Копытом. М.: Энергия. 1978.

2. Карелин А.Н. Вопросы синтеза высокоточных систем управления на гиперповерхности в пространстве состояний применительно к ЭЭС. Сб., «Вопросы технологии, эффективности производства и надежности», 1999г.

3. Карелин А.Н. Математические методы и понятия в научных исследованиях. Материалы межвузовской научно-практической конференции. Северодвинск, Сборник научных трудов, 1995.

4. Лепешинский И.Н. Вопросы анализа режима электропотребления объединенных энергосистем и основных групп потребителей. Изв. высших учебных заведений, "Энергетика", 1977, №8, с. 31-37.

5. Карелин А.Н. Применение энергосберегающих технологий для повышения эффективности функционирования промышленного хозяйства. Сб., «Вопросы технологии, эффективности производства и надежности», 1999г.

6. Волькенау И.М., Зейлигер А.И., Кабачев Л.Д. Экономика формирования электроэнергетических систем. М.: Энергия, 1981.- 320 с.

7. Симакин И.П. и др. Покрытие переменной части режимов работы энергосистем. М.: Энергия, 1974, с. 24-33.

8. Карелин А.Н. Зарубежные средства измерения параметров энергоносителей в системах энергетики. Приборы и системы управления, №12, 1999г.

9. Михайлов В.В. Потребители регуляторы в народном хозяйстве. "Пром. энергетика", 1980, №4,с.4-6.

10. Тр. Моск. Энерг. Институт , 1979, вып. 406.

11. Мохов В.Б., Тер Газарян А.Г. Возможность применения сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии в энергосистемах. В сб.: Молодые ученые и инженеры в борьбе за научно-технический прогресс в энергетике и электротехнике. Л.: 1978, 66 с.

12. Кукель Краевский С.А. Электроэнергетические системы. - М: Гонти, 1938.-442с.

13. Пауэр Б. Аккумулирование энергии. М.: ГИЗ, 1930.-231с.

14. Кудояров Л.И. Роль гидроаккумулирующих электростанций в современных энергосистемах. "Энергетическое строительство", 1977, №9, с. 57-59.

15. Кароль Л.А. Гидравлическое аккумулирование электрической энергии. М.: Энергия, 1975.-175с.

16. Фернандес P.A. и др. Новые принципы аккумулирования энергии и их применение в энергосистемах. В кн.: Энергетика мира. М.: Энергия, 1976,с. 154-161.

17. Михайлов А.К. Перспективы применения аккумуляторных батарей в качестве источников пиковой мощности в энергосистемах США. "Энергохозяйство за рубежом", 1977, №2, с.22 27.

18. Гулиа Н.В. Маховичные двигатели. М.: Машиностроение , 1976,192с,

19. Гулиа Н.В. Накопители энергии. М.: Знание, 1980.-92с.

20. Гулиа Н.В. Инерция. -М.: Наука, 1982.-150с.

21. Глебов И.А. и др. Материалы для инерционных накопителей. Известия АН СССР. "Энергетика и транспорт", 1982. №1, с.32-37.

22. Vau Gunter. Schwungrader fur die Energiespeicherung? "Betricbstechnic", 1975, 16, №10, 56p.

23. Бортников Ю.С. и др. Эффективность накопителей энергии различных типов. Изв. АН СССР "Энергетика и транспорт ", 1973, №4,с.97-101.

24. Разработка системных требований к накопителям энергии, предназначенным для повышения эффективности и надежности энергосистем (отчет) №76089440 МЭИ, Ю.Н. Астахов. М., 1978-181с.

25. Лидоренко Н.С. Аномальная электрическая емкость и экспериментальные модели интерпроводимости ДАН СССР, т.216 №6,1974.

26. Лидоренко Н.С. Об электрической природе материи и перспективах электротехники. Электричество, 1976, №7, с. 1-6.

27. Брехна Г. Сверхпроводящие магнитные системы. М.: Мир, 1976,-704с.

28. Жебит В.А Зарубежные разработки технологии аккумулирования энергии в сверхпроводящих накопителях (обзорная информация). Ин-формэнерго, 1980, 32с.

29. Раймерс А.В. и др. Индуктивный накопитель энергии из сверхпроводящего сплава. Электричество, 1969, №6.

30. Packh D.C. Energy storage contemporary inductive system. IEEE Trans. Nuclear Sc., 1973, 20, №1, p.452-455.

31. Boom.R.W., Peterson H. A. Superconductigily energy storage for power systems. "Dig. Intermag. Conf." Kyoto, 1972, N.Y., p.99/1.

32. The Fermilab cryodcnic energy storage system. "IEEETrans. Magn."1975, 11, №2, p. 482-492.

33. Boom R.W., Hainrson, Peterson H. A. Superconducting energy storage for large systems. " IEEETrans. Magn."1975, 11, №2, p.475-481.

34. Hassenzahl W. Magnrtic energy storage for large electric utility applicatios. "Proc. of MT-5", Roma, 1975.

35. Peterson H. A. Superconductios storage. Electric World, 1975, March 1, p.30-33.- 16437. Hassenzahl W. V., Boeing H.J. Superconducting Magnetic energy,1977, WELC, Sec. Z., p.88

36. Superconductios Maqnetic Energy Storage (SMES) for the Electric Power Industry -LASL -78-14

37. Boom.R.W. Superconductios Diurnal energy storage studies Proc. of the 1978 Meet and Mag. Energy Storage Contractors. Review Muting, 1979.

38. Rogers I.D. et al. 30-mj Superconducting Maqnetic Energy Storage (SMES) Unit for Stabilizing Electric Systems "IEEE Trans on Magnetics", 1979, Ma6-10, №11.

39. The Design of Large Low Aspect Ratio Energy Storage Solenoida for Electric Utility use, R.W. Boom et al. "IEEE Trans on Magnetic MA6-17", №05,September, 1981.

40. Boom.R.W. Superconductios Energy Storage Use by Electric Utilities "IEEE Trans, on Magnetic MAG-17", Vol.1, January 1981, p. 340-344.

41. Force and Magnetic Field Calculations for Ripped Energy Storage Solenoids Y.M. Eyssa and M.A. Hilal. Conf. MT-7, Rarlsruke, April, 1981.

42. Башилов В.А., Башкиров Ю.А., Соколов Н.И. и др. К вопросу применения сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии в энергетике СССР. -Тр / НПО "Энергия" ,1980, вып.1, с.5-87.

43. Weslowski Jim US. Superconducting magnetic attract export interest "Elec. Rev." 1983, 212, №7, p.30.

44. A.C. 743465 (СССР). Сверхпроводящая электропередача постоянного тока /Моск. энерг. ин-т; Авт. изобр. Астахов Ю.Н., ВениковВ.А., Жи-мерин Д.Г., Тер-Газарян А.Г. Заявл.12.01.79 №2711506 не публ. 28 февраля 1980 Г.МКИН02 1/00.

45. А.с.690588(СССР). Энергосистема / Энерг. ин-т; Авт.изобр. Игнатов В.Е., МизюринА.В. Заявл. 5. 11. 76, Опубл. в Б.И. 5. 10. 79. ИНФОРМЭНЕРГО № 1312ЭН-Д83, 1983, с.31. МКИ Н02 3/36.

46. Создание специальных схем включения в энергосистемы изделий типа «Кулон» (отчет) №80070965 МЭИ, Ю.Н. Астахов. М.,1980. 126 с.

47. Мартынов И.В. Расчет стационарных режимов совместной работы электропередачи постоянного тока и емкостного накопителя энергии. Деп. рукопись М.: Информэнерго, 1982, №1015 ЭН - 82,60с.

48. Lukis Vasilipe P. Optimal operating policy energy storage "IEEE Trans. Power. Appar. axol Syst», 1982, 101, №9, p.3295-3302.

49. Тер-Газарян А.Г. Схемно-режимные параметры многофункциональных накопителей электрической энергии. Автореф. дисс. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. М., 1983, Мин.ВУЗ Московский энергетический институт.

50. Астахов Ю.Н., Веников В.А., Тер-Газарян А.Г. и др. Требования, предъявляемые электроэнергетической системой к электропередачам от новых источников электрической энергии. Тр/Моск. энергэинсти-тут, 1981 ,вып.218,с. 8-14.

51. Котенко И.М. Выбор места установки накопителя электрической энергии в энергосистеме. В кн.: Тезисы докладов областной научной конференции энергетиков «Основные этапы и направления развития энергетики Архангельской области», Архангельск, 1982, c.l 1.

52. Тер-Газарян А.Г. Требования к месту установки накопителей энергии в энергосистеме. Моск. энерг. институт. М.: Рук. деп. в ИНФОРМЭНЕРГИИ №1105 ЭН Д82,1982.

53. Мохов В.Б. Повышение эффективности установившихся режимов энергосистем с помощью сверхпроводящих накопителей. Автореф.дисс.на соиск.учен.степени канд.тех.наук. М., 1980, Мин.ВУЗ Моск.энерг.институт.

54. Веников В.А., Строев В.А. Выбор закона регулирования возбуждения генераторов электрической системы на основе метода синтеза. -Изв.АН СССР. Энергетика и транспорт, 1967, №2.

55. Котенко И.М., Тер-Газарян А.Г. Технико-экономическая модель электропередачи с накопителем электрической энергии. Моск. энерг. институт. М.: Рук. деп. в ИНФОРМЭНЕРГИИ №1449 ЭН-Д84, с.41.

56. Котенко И.М., Тер-Газарян А.Г. Методика выбора места установки накопителей электрической энергии в энергосистемах. Моск. энерг. институт. -М.: Рук. деп. в ИНФОРМЭНЕРГИИ №1450 ЭН-Д84Д984, c.l 1.

57. Оптимизация параметров накопителей электрической энергии критериальным методом (отчет) №01830004837 МЭИ, Ю.Н.Астахов, 1984,96с.

58. Федин В.Т. Эффективность сверхпроводящих накопителей энергии в энергосистемах. Изв. АН СССР «Энергетика и транспорт», 1982, №3, с. 18.

59. Lee S.T.Y., Perchón J. Impact of Disperred generation on transmission and subtranmisson requirements. "IEEE Eng.Soc.Joint Power Central Conf." N.Y, 1979, p.1-7.

60. Котенко И.М., Мартынов И.В., Мохов В.Б. Повышение эффективности работы энергосистем с помощью накопителей энергии. В кн.:Тезисы докладов Всесоюзной научн. конфер. «Снижение потерь в электроэнергетических системах». Баку, 1981.

61. Михайлов В.В. Тарифы и режимы электропотребления. М.: Энергия, 1976, с. 128.

62. Астахов Ю.Н., Котенко И.М., Тер-Газарян А.Г. Определение оптимальной степени выравнивания графика нагрузки с помощью накопителей электрической энергии. Моск.энерг.институт. — М.: Рук. деп. в ИНФОРМЭНЕРГИИ № 1312 ЭН-Д83,1983, с.31.

63. Под редакцией Рокотяна С.С. Справочник по проектированию электрических систем. М.: Энергия, 1980, с 286.

64. Черемисин Н.М. Критериальный анализ элементов систем сельскохозяйственного электроснабжения. Автореф. Дисс. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. М.,1980, Мин. ВУЗ Моск. энерг. институт.

65. Астахов Ю.Н., Черемисин Н.М. , Рожавский С.М. Методика построения и оценка экономической эффективности унификации ЛЭП. Харьков , 1980,с 64.- 16768. Веников В.А. и др. Электрические системы. Том 2. М.: Высшаяшкола, 1971, с. 437.

66. Тер-Газарян А.Г., Сумин А.Г., Члаидзе Р.И. Выбор места установки накопителей, исходя из минимума потерь в сетях. В кн.: Тезисы докладов Всесоюзной научн. конф." Снижение потерь в электроэнергетических системах ". Баку, 1981, стр.84.

67. Мартынов И.В. Компенсация реактивной мощности, потребляемой накопителями электрической энергии в энергосистеме. Деп. рукопись М.: Информэнерго, 1982, № 1205 ЭН-Д82, 16с.

68. Тер-Газарян А.Г. Методика определения параметров схемы замещения накопителей электрической энергии / Моск. энерг. ин-т. М.: Рук. деп. в ИНФОРМЭНЕРГО № 1034 ЭН-Д82, 1982 6с.

69. Пентегов И.В. Основы теории зарядных цепей емкостных накопителей энергии. Киев, "Наукова Думка" 1982, 419 с.

70. Большаков ВИ. Разряд индуктивного накопителя энергии для получения импульса с коротким фронтом. Электричество , 1971, №1.

71. Под редакцией Веникова В.А. Электрические системы. Том 5. Кибернетика электрических систем. М.: Высшая школа 1974,328с.

72. Гордиевский И.К., Лордкипанидзе В.Д. Оптимизация параметров электрических сетей. М.: Энергия, 1978.144 с.

73. Критериальный анализ технико-экономических задач в энергетике. Астахов Ю.Н., Гордиевский И.Г., Карасев Д.Д. и др. в кн. Кибернетику на службу коммунизму. Т.7-М.: Энергия, 1973, с.134-159.

74. Веников В.А. Теория подобия и моделирования. М.: Высшая школа, 1976.-479с.

75. Даффин Р., Питерсон Э., Зенер К. Геометрическое программирование. М.: Мир, 1972,- 186 с.

76. Пампуро В.И. Прогнозирование стабильности информационных устройств. Киев: Техника, 1978,-248с.

77. Комплексная оптимизация краткосрочных режимов электроэнергетических систем/ Войнов О.Н., Крумм Л.А., Мурашко Н.А. и др. Изв. ЛИ СССР, Энергетика и транспорт , 1979, № 5, с.43.

78. Горнштейн В.М., Тимофеев В.А. Методика расчета на ЭВМ установившегося и оптимального режима электрической сети. В кн.: Труды ВНИИЭ, вып.54, 1978, с. 3 25.

79. Крумм Л.А. Методы оптимизации при управлении электроэнергетическими системами. Новосибирск.: Наука. Сиб. отд-ние, 1981-317с.

80. Нагул В.И. Оптимизация режимов неоднородных электрических систем критериальным методом. Автореф. дисс. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. М.: 1983, Мин. Вуз Моск. энерг. ин-т.

81. Использование критериального метода для эквивалентирования электрических цепей (отчет) № 01820075659 МЭИ, Ю. Н. Астахов, М., 1982.-44с.

82. Астахов Ю.Н. Исследование энергетических объектов при неполной информации. Изв. Вузов. Энергетика, 1977,№9, с. 3-9.

83. Веников В.А., Головицин Б.И., Лисеев М. С. Вопросы применения теории чувствительности к анализу режимов регулируемых энергосистем. Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт , 1969, №5,с. 17-21.

84. Зенер К. Геометрическое программирование и техническое проектирование. М.: Мир, 1973.

85. Упрощение электрических систем при моделировании. М. Л.: Энергия, 1966.

86. Густнов Ф.Г. Упрощение расчетных схем электрических систем. -М.: Энергия, 1978.-184с.

87. Жуков Л.А., Стратан И.П. Установившееся режимы сложных электрических сетей и систем. Методы расчетов. М.: Энергия, 1979,-416 с.

88. Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности в сложных электрических системах. М.:Энергоиздат, 1981.-200с.- 16992. Веников В.А., Маркович И.Н. Экономическое моделирование энергосистем. Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт ,1965, №6.

89. Гороховир Д.И., Журавлев В.Г. Электрическая модель технико-экономических расчетов выбора оптимальной величины и размещения источников электрической энергии. Изв. АН МССР, 1966, № 5.

90. Веников В.А. Современные проблемы моделирования. Электронное моделирование, 1979, № 1,с. 12-17.

91. Губин М.Ф. Экономическая эффективность гидроаккумулирования в крупных энергосистемах. " Итоги науки и техн. ВИНИТИ АН СССР. Серия гидроэнергетика ". 1979, №4, стр.93.

92. Paris Т., Saloaderi Т. Pamped Storage plant basic characteristics: this effect on generating system reliability ."Proc. Power Conf. Vol.36" Chicago, 1974, p.403-418.

93. Pumped Storage can be unique. "Elec. World", 1977,188, №3,p.28-31

94. Эрден Груз Т. Химические источники энергии. М.: Мир, 1974,302 с.

95. Федосеев А.А. Метод технико-экономического анализа в электроэнергетике при неполной исходной информации. Автореф. дисс. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. М.,1973, Мин. ВУЗ Моск.энерг. ин-т.

96. Карасев Д.Д. Исследование возможности применения методов теории подобия для анализа технико-экономических задач электроэнергетики. Автореф. дисс. на соиск. учен, степени канд. техн. наук, М.,1966. Мин. ВУЗ Моск. энерг. ин-т.

97. Bahrami К.А., R.W. Caldwell. Electric Utility System application at disperred storage and generation. IEEE, 1979.

98. Meliopuolos A.P., A. Decomposition Technique to determine Optimal coordinating policies of Energy Storage plants with Electric Power Systems, IEEE, 1979, p.876-878.- 170103. Lee. S.H., Grainger J.J. Optimal placement of fixed and Suitched

99. Capacitors on primary Distribution Feeders, "IEEE Trans, on Power Appar. and

100. Systems, Vol. PAS-100, №1, 1981, p.345-351.

101. Dechamps C., Nuytten R., Lee S.T. Optimal operating of storage devices in a Power systems "IEEE Trans on Power End., Text "A", Paper of Winters Meeting", N.Y.,1980, p. 1-7.

102. Бахвалов H.C. Численные методы.- M.: Наука, 1975, 631с.

103. Сигорский В.П. Математический аппарат инженера Киев: Техника,1975,765 с.

104. Моисеев Н.Н., Иванилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации. -М.: Наука, 1978. -352с.

105. Федоренко Р.П. Приближенное решение задач оптимального управления. М.: Наука, 1978. - 352 с.

106. Методы оптимизации режимов энергосистем/Горнштейн В.М., Мирлиниченко Б.П., Понаморев А.В. и др. Под ред. В. М. Горнштейна М.: Энергия, 1981 -336с.

107. Михайлов А.К. Разработка и исследование зарядно-разрядного преобразователя для аккумулирующих электростанций с накопителями электроэнергии. Автореф. дисс. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Д., 1983, Мин. ВУЗ. Ленинградский политехи, ин-т.

108. Сейдж Э.П., Уайт Ч.С. Оптимальное управление системами. М.: Радио и связь, 1982.

109. Табак Д., Куо Б. Оптимальное управление и математическое программирование. М.: Наука, 1975.

110. Poter В., Grossley R. Modal control.Theory and applications. London: Taylor and Fransis,1972.

111. Саридис Дж. Самоорганизующиеся стохастические системы управления. М.:Наука,1980.

112. Якубович В.А. Об одном методе решения специальных задач глобальной минимизации//Вест. С.-П. ун-та. Сер.1.1992.Вып.2.Т 8.С.58-68.

113. Yakubovich V.A. Nonconvex optimization problem: The infinite-horizon linear-quadrratic control problem with quadratic constains// System I Control Lettes. 1992.V. 19.P. 13-22.

114. Карелин A.H. Применение теории сингулярных возмущений для повышения надежности энергоснабжения. Инженерная физика, №2, 1999г.

115. Алиев Ф.А., Ларин В.Б., Науменко К.Н., Сунцев В.Н. Оптимизация линейных инвариантных во времени систем управления. Киев: Наукова думка, 1978.

116. Якубович В.А. Частотная теорема в теории управления //Сиб. мат. журн.1973.Т.14.Т 2.С.384-420.

117. Якубович В.А. Частотная теорема для периодических систем и теория аналитического конструирования регуляторов // Методы 1 функций Ляпунова в анализе динамических систем. Новосибирск: Наука, 1987.С.281-290.

118. Карелин А.Н. Вопросы синтеза высокоточных систем управления на гиперповерхности в пространстве состояний. Автоматизация и современные технологии, №12,1999г.

119. Муромцев Ю.Л., Ляпин Л.Н. Включаемость сложных систем// Динамика неоднородных систем. Сб. тр. Вып.14.М.:ВНИИСИ, 1988.С. 14-25.

120. Аоки М. Оптимизация стохастических систем. М.:Наука,1971.

121. Субботин А.И., Ченцов А.Г. Оптимизация гарантии в задачах управления. М. :Наука, 1981.

122. Благодатских В.И., Филиппов А.Ф. Дифференциальные включения и оптимальное управление// Тр. Матем. ин-та АНР. 1985.Т. 169.С. 194252.

123. Емельянов C.B. Системы автоматического управления с переменной структурой. М.:Наука,1967.

124. Казаков И.Е., Артемьев В.М. Оптимизация динамических систем случайной структуры. М.:Наука,1980.

125. Вонэм В.М. Стохастические дифференциальные уравнения в 2 теории управления// Математика. Сб. пер. 1973. Т.17. Т. 4.С.82-114.

126. Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. М.:Наука,1984.

127. Мелентьев JI.A. Системные исследования в энергетике -М.:Наука,1983.

128. Справочник по теории автоматического управления.// Под ред. A.A. Красовского, М.: Наука, 1987.

129. Князев A.B. Операционное исчисление рациональных дифференциальных операторов// Дифференциальные уравнения. 1978. T.X1V. N10, с. 1789-1792.

130. Князев A.B. Дифференциальные операторы с нерациональными характеристиками//Дифференциальные уравнения. 1982. T.XV111. N 11, с.1986-1989.

131. Князев A.B., Скалыга В.И. Матрицы рациональных дифференциальных операторов// Дифферент, уравнения. 1983. Т.Х1Х. N 10, с. 17931796.

132. Князев A.B. Операционные методы анализа линейных нестационарных систем. Метод усреднения// АиТ. 1981. N11, с.30-37.

133. Маслов В.П. Операторные методы, М.: Наука, 1973.

134. Волосов В.М., Моргунов Б.И. Метод осреднения в теории нелинейных колебательных систем. М.: Изд-во МГУ, 1971.

135. Васильева А.Б., Бутузов В.Ф. Асимптотические разложения решений сингулярно возмущенных уравнений. М.: Наука, 1973.

136. Васильева А.Б., Дмитриев М.Г. Сингулярные возмущения в задачах оптимального управления// Итоги науки и техники. Математический анализ. М.: Наука, 1982, с. 3-65.

137. Найфе А.Х. Методы возмущений. М.: Мир, 1976.

138. Пуанкаре А. Лекции по небесной механике. М.: Наука, 1965.

139. Боголюбов H.H., Митропольский Ю.А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. М.: Наука, 1958.

140. Митропольский Ю.А. Метод усреднения в нелинейной механике, Киев: Наукова думка, 1971.

141. Хапаев М.М. О теореме А.Н. Тихонова для сингулярно возмущенных систем// Докл. АН СССР, 1983. Т. 271. N5, с.1074-1077.

142. Ломов С.А. Введение в общую теорию сингулярных возмущений. М.: Наука, 1981.

143. Ломов С.А, Стрижков В.А. Обобщение теоремы А.Н. Тихонова на случай чисто мнимого спектра// Докл. АН СССР, 1983. Т.271. N 6, с. 1313-1320.

144. Уткин В.И. Скользящие режимы в задачах оптимизации и управления. М.: Наука, 1981.

145. Фридман Л.М. О "грубости" скользящих режимов систем с разрывным управлением// АиТ. 1985. N 5, с. 172-175.

146. Иосидо К. Функциональный анализ. М.: Мир, 1967. 42.

147. Князев A.B. Метод замороженного параметра// АиТ. 1980. N10, с. 19-20.

148. Крылов Н.М., Боголюбов H.H. Введение в нелинейную механику. М: Изд-во АН СССР, 1937.

149. Гольдфарб JI.C. О некоторых нелинейностях в системах регулирования // АиТ. 1947. N 5, с.349-383.

150. Гольдфарб JI.C. К вопросу о теории нелинейных регуляторов// АиТ. 1948. N 6, с.413-431.

151. Попов Е.П., Пальтов A.A. Приближенные методы исследования нелинейных автоматических систем. М.: Физматгиз, 1960.

152. Попов Е.П. Прикладная теория процессов управления в нелинейных системах. М.: Наука, 1973.

153. Айзерман М.А., Смирнова И.М. О применении метода малого параметра для исследования периодических режимов в системах автоматического регулирования, не содержащих малого параметра // М.: Изд-во АН СССР, 1955. с.77-92.

154. Бобылев H.A., Красносельский М.А. О методе гармонического баланса в задаче об автоколебаниях // АиТ. 1984. N 10, с.44-52.

155. Розенвассер А.Н. Апостериорные оценки применимости метода гармонического баланса в задаче о периодических движениях систем // АиТ. 1986. N2, с.44-51.

156. Князев A.B. Обоснование метода гармонического баланса // АиТ. 1980. N 12, с.5-9.

157. Князев A.B. Применение метода усреднения для исследования автоколебаний в системах высокого порядка// АиТ. 1982. N6, с. 171-173.

158. Попов A.M., Фрадков A.JI. Адаптивное управление сингулярно возмущенными объектами //Тр. XI Всесоюзного совещания по проблемам управления. М.: Ин-т проблем управления, 1983. с. 116.

159. Фрадков A.JI. Алгоритмы скоростного градиента в задачах адаптации и управления нелинейными системами //Динамика неоднородных систем. М.: ВНИИСИ, 1985. с. 46-58.

160. Тертычный В.Ю. Конечная сходимость самонастраивающегося алгоритма адаптации //А и Т. 1985 N12 с. 156-160.

161. Тертычный В.Ю. Построение стабилизирующей системы управления с малым параметром//Изв. вузов. Приборостроение. 1987. T. XXX N9 с. 25-28.

162. Лурье А.И. Аналитическая механика. М.: Физматгиз, 1961.

163. Новоселов B.C. Аналитическая механика систем с переменными массами. Л.: Изд-во ЛГУ, 1962.

164. Фомин В.Н., Фрадков А.Л, Якубович В.А. Адаптивное управление динамическими объектами. М.: Наука, 1981.

165. Емельянов C.B., Уткин В.И., Таран В.А. и др. Теория систем с переменной структурой. М.: Наука, 1970.

166. Катковник В.Я., Хейсин В.Е. Динамические алгоритмы адаптации, использующие универсальную функцию невязки //Вопросы кибернетики. Задачи и методы адаптивного управления. М.: Науч. совет по кибернетике АН СССР, 1981. с. 39-51.

167. Карелин А.Н. Применение асимптотических методов теории сингулярных возмущений для повышения режимной надежности многомерных объектов в пространстве состояний. Приборы.Справочный журнал, №12, 1999г.

168. Utkin V.l. and Drakunov S.V. On discrete time sliding modes: Preprints of IF AC workshop on nonlinear control.(Capri, Italy), 1989.

169. Тертычный В.Ю. Оценивание параметров управляемых динамических систем//Изв.АН СССР. Тех. кибернетика. 1988. N3. с. 181-185.

170. Тертычный В.Ю. Алгоритмы адаптивного управления градиентного типа в задачах синтеза стабилизирующих регуляторов //Изв. вузов. Приборостроение, 1988. T. XXXI. N2 с. 66-69.

171. Фомин В.Н. Рекуррентное оценивание и адаптивная фильтрация. М.: Наука, 1984.

172. Канторович JI.B., Акимов Г.П. Функциональный анализ. М.: Наука, 1977.

173. Канторович JI.B., Крылов В.И. Приближенные методы высшего анализа. М.: Д.: Физматгиз, 1962

174. Справочник по теории автоматического управления. Под ред. A.A. Красовского. М.:Наука,1987.

175. Михеев Ю.В., Соболев В.А., Фридман Э.М. "Асимптотический анализ цифровых систем управления" АиТ. 1988.N9.стр.83-88.

176. Колмановский В.Б., Носов В.Р. "Система с последействием нейтрального типа" AhT.1984.N1. стр.5-35.

177. Квакернаак X., Сиван Р. "Линейные оптимальные системы управления" М. Мир, 1977.

178. Стрыгин В.В. Об одной модификации метода усреднения при отыскании высших приближений. IIMM.,1984.t.48.N6.стр. 1042-1045.

179. Габасов Р., Кириллова Ф.М. Качественная теория оптимальных процессов. М.: Наука, 1971.

180. Габасов Р., Кириллова Ф.М. Оптимизация линейных систем. Минск: Изд-во Белорусского ун-та, 1973.

181. Гнедин A.B., Яралов A.A. идентифицируемость систем, зависящих от параметров //АиТ. 1988. N9 с. 48-57.

182. Гринберг A.C., Лотоцкий В.А., Майзус Р.И., Яралов A.A. Физические основы типовой идентификации в изменяемых координатах.// XI Всес. совещ. по проблемам управления. Тез. док. М.: ВИНИТИ, с. 120-122.

183. Гринберг A.C., Лотоцкий В.А., Шкляр Б.Ш. Управляемость и наблюдаемость динамических систем (обзор). //АиТ. 1991. N1 с. 3-21.- 177194. Крейн М.Г. Линейные дифференциальные уравнения в банаховом пространстве. М.: Наука, 1967.

184. Левин Б.Я. Распределение корней целых функций. М.: Гостехиз-дат, 1956.

185. Леонтьев А.Ф. Ряды экспонент. М.: Наука, 1976.

186. Хатсон В., Пим Дж. Применения функционального и теории операндов. М.: Мир, 1983.

187. Шилганов С.Н. К теории линейных дифференциальных систем с последействием //Дифференц. уравнения. 1965. Т.1 N1 с. 102-116.

188. Шкляр Б.Ш. К управляемости систем с распределенными параметрами //Доклад АН СССР. 1989. Т.307 N3 с. 560-563.

189. Шкляр Б.Ш. Об управляемости систем с распределенными параметрами //Дифференц. уравнения. 1991. Т.27 N3 с. 492-497.

190. Bartosievich Z. Approximate controllability of neutral system with delays in control // J. Diff. Equat. 1984. V.51 N3. p.8 295-325.

191. Hale H. Linear functional differential equations with constant coefficients //Conts. to Differ. Equat. 1963. N2. p.291-317.

192. Кельманс Г.К., Позняк А.С., Черницер A.B. Локально-оптимальное управление с неизвестными параметрами// АиТ, 1982, Т. 10, с.80-93.

193. Методы идентификации систем. М.Мир, 1979.

194. Wittenmark В. Jheory and applications of adaptive control //Automatical 983.v.l9.N5.p.471-486.

195. Цыпкин Я.З. Основы информационной теории идентификации. M.: Наука, 1984.

196. Веников В.А., Асамбаев С.Н. Опережающее определение изменений параметров режима при управлении переходным процессом. Электричество, 1981, Т2.

197. Веников В.А., Аеамбаев С.Н. Экспресс-оценка устойчивости процесса по его начальной стадии. Изв. АИР. Энергетика и транспорт, 1986, ТЗ.

198. Веников В.А., Маналь Заки. Информационное содержание критериев опережающего определения динамической устойчивости. Изв. АИР. энергетика и транспорт, 1988, Т2.

199. Микросредства управляющей вычислительной техники серии В7// Н.Н.Шереметьевский, В.М.Долкарт, Г.Х.Новик и др. Труды ВНИИЭМ, 1980,т.62.

200. Система автоматического регулирования возбуждения мощного синхронного генератора на базе микроЭВМ // В.Г.Любарский, А.В.Фадеев, М.А.Лотков и др. Электротехника, 1979.

201. Корбут А.А., Финкельштейн Ю.Ю. Дискретное программирование. М.: Наука, 1969.

202. Корбут А.А., Финкельштейн Ю.Ю. Метод ветвей и границ (обзор теории алгоритмов, программ и приложений)// Math. Operat. Statist. Optimization. 1977. Bd.8. N2.P.253-280.

203. Цагараев Б.М. Точные методы решения задач.// Методы исследования нелинейных систем управления. М.: Ин-т проблем управления, 1983. с.117-124.

204. Смирнов В.Н. Интеллектуализация традиционных компьютерных систем//Приборы и системы управления, 1992. Т1.

205. Скурихин В.И. О формулировании концепций. Концепция "четырех И"// Управляющие системы и машины. 1989. Т2.

206. Гридин В.Н., Сперанский С.Н. Методы и средства интеллектуализации комплексных САПР// Механизация и автоматизация производства. 1991.Т5.

207. Ильин В.Н. Интеллектуализация САПР//Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1987.Т.30.Т6.- 179219. Mfckerle J. A review of expert systems development tools//Engineering Computations. 1989.N4.

208. Gal T.The historical development of parametric programming/ International Series of Numerikal Matematics. Birkhauser Verlag Basel. 1984. V.72.P. 148-165.

209. Крысов Ю.А. Использование агрегирования для построения одного класса нелокальных аппроксимаций функции оптимума/ АиТ. 1990.1. N7. С.23-32.

210. Вен B.JL, Крысов Ю.А. Агрегирование и аппроксимация в задачах параметрического программирования/ Докл. АН СССР, 1990. Т.311. N6. С. 1289-1292.

211. Hassan М., Titli A. Closed-loop hierarchical control for practical large scale systems using the prediction principle.-12th Conference on Statistics and Computer Science, Cairo 5-6 April 1976.

212. Tamura H. Decentralised optimisation for distributed-lag models of dicrete systems. IEEE. Trans. 1974, SMC 4, pp.424-429.

213. Баринов В.А., Совалов С.А. Режимы энергосистем: методы анализа и управления. М., Энергоатомиздат, 1990 г.

214. Применение вычислительных методов в энергетике: Обзор докладов 8 Международной конференции/Под ред. В.А.Веникова. М., Энергоатомиздат, 1987 г.

215. Сингх Н.П., Сингх И.П., Аксон С.И. Итеративный метод понижения порядка моделей синхрогенераторов с использованием сингулярных возмущений. ТИИЭР, т.74, № 6, 1986 г., с. 144-145.

216. Карелин А.Н. Применение асимптотических методов теории сингулярных для обеспечения качественного управления энергоснабжением. Сб., «Вопросы технологии, эффективности производства и надежности», 1999г.

217. Смирнов В.И. Курс высшей математики. М., Наука, Т.2., 1974г.

218. Воронов А.А. Введение в динамику сложных управляемых систем. М., Наука, 1985 г.

219. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. М., Высшая школа, 1985 г.

220. Карелин А.Н. Применение теории сингулярных возмущений для синтеза оптимального управления энергосистемами. А., Архангельский ЦНТИ, научно-технический сборник, 1991г.

221. Modelling & Simulation of Electrical Machines & Power System. J. Robert , D. K. Tran / Editors / Elsevier Science Publishers В. V. / North Holland / I M А С S , 1988.

222. Popov V.M. Criterii suficiente de stabilitate asimptrotica in mare pentru sistemele automate neliniare cu mai multe organe de executie. Studii si cercetari de energetica. Acad. R. P. R., Anul. IX. 4. 1959.

223. Богатырев JI. Л. Диагностика аварийных состояний электроэнергетических систем. СУПИ, 1983.

224. Utkin V.I. and Drakunov S.V. Sliding mode control in dynamic system. International Journal of Control, 1992. vol. 55. № 4.

225. Utkin V.I. Sliding mode control in discrete-time and difference system. Lecture notes and information sciences 193 (Variable structure and lyapunov control). Springer-verlag.1994.

226. Фратков A.JI. Градиентный метод скоростного спуска. Доклад АН СССР. 1986. №9.

227. Luc'yanov A.G. Optimal nonlinear block-control method. Proc. 2th Europen control conference. Groningen. 1993.

228. Карелин A.H. Вопросы синтеза высокоточных систем управления на гиперповерхности в пространстве состояний применительно к ЭЭС. Сб., «Вопросы технологии, эффективности производства и надежности», 1999г.

229. Карелин А.Н. Современные методы повышения экономичности и надежности электрических систем в скользящем режиме. Надежность и контроль качества, 1998, №6.

230. Мееров М.В. Синтез структур систем автоматического регулирования высокой точности. М., Наука, 1977.

231. Карелин А.Н. Реализация бесконечно большого коэффициента усиления для повышения точности систем управления. Приборы и системы управления, №11, 1999г.

232. Федоренко Р. П. Приближенное решение задач оптимального управления. М.: Наука, 1978.

233. Красовский Н. Н. Теория управления движением. М.: Наука, 1968

234. Габасов Р., Давранов Б. Э. Задача оптимизации линейной динамической системы в классе релейных управлений || Докл. АН БССР. 1991. Т. 35. № I.e. 23-26.

235. Нгуен Ба Тхи. Об одной задаче импульсного управления движением. || Вестн. Белорус. Ун-та. Сер.1: Физ., Мат., Мех. Минск. 1990. Ден. в ВИНИТИ 25. 12. 1990. №6421-В90.

236. Фельдбаум А. А. О синтезе оптимальных систем с помощью фазового пространства. || А и Т. 1955. №2. с. 129-144.

237. Беллман Р. Динамическое программирование. М.: Издательство иностр. лит., 1960

238. Калман Р. Об общей теории систем управления || Тр. I конгр. ИФАК. М.: Изд-во АН СССР, 1961. Т. 1. с. 521 547.

239. Летов А. М. Аналитическое конструирование регуляторов | А и Т. 1960 №4-6. с. 436-441.

240. Габасов Р., Кириллова Ф.М. Костюкова О. Н. Построение оптимальных управлений типа обратной связи в линейной задаче || Докл. АН СССР. 1991. т. 320 № 6. с. 1294-1299.

241. Габасов Р., Кириллова Ф. М. Конструктивные методы оптимизации. Задачи управления. Минск: Университетское, 1984.

242. Астахов Ю.Н., Лежнюк П.Д. Применение теории подобия в задачах управления нормальными режимами электроэнергетических систем. Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт.- 1990,- N 5,- С.8-15.

243. Методика по оценке эффективности применения трансформаторов с РПН и автоматического регулирования напряжения в замкнутых электрических сетях. РД.34.46.504-90.-М.: СПО Союзтехэнерго, 1990.- 36с.

244. Холмский В.Г. Расчет и оптимизация режимов электрических сетей.- Издательство Высшая школа. М., 1975.

245. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1976 г.

246. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука, 1989 г.

247. Первозванский A.A. Курс теории автоматического управления. -М.: Наука, 1986 г.

248. Афанасьев В.Н., Колмановский В.Б., Носов В.Р. Математическая теория конструирования систем управления. М.: Высшая школа, 1989 г.

249. Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики. М.: Энергоатомиздат, 1987г.

250. Сахаров В.В. Расчет оптимальных регуляторов судовых автоматических систем. Л.: Судостроение, 1983 г.

251. Крутько П.Д., Максимов А.И., Скворцов JI.M. Алгоритмы и программы проектирования автоматических систем. М.: Радио и связь, 1988 г.

252. Мелса Дж., Джонс Ст. Программы в помощь изучающим теорию линейных систем управления. М.: Машиностроение, 1981.

253. Топчеев Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования. М.: Машиностроение, 1989 г.

254. Калиткин H.H. Численные методы: Учебное пособие. М.: Наука, 1978г.

255. Автоматизированное проектирование систем автоматического управления. Под ред. В.В. Солодовникова. М.: Машиностроение, 1990 г.

256. Машинное проектирование систем автоматического управления. Под ред. В.А. Букатова.- JL: Судостроение, 1978 г.

257. Автоматизированное проектирование систем управления. Под ред. М. Джамшиди, Ч.Дж. Хергета перевод с английского. М.: Машиностроение, 1989 г.

258. Сольницев Р.И. Автоматизация проектирования систем автоматического управления.- М.: Высшая школа, 1991 г.

259. Поляков Д.Б. Круглов И.Ю. Программирование в среде Турбо Паскаль (версия 5.5). М.:МАИ, 1992 г.

260. Математические основы теории автоматического регулирования, в 2-х томах т.1. Под редакцией Б. К. Чемоданова. -М.: Высшая школа, 1977г.

261. Жогло Н. Мониторы, фильтры и здоровье. Журнал Радиолюбитель 10/1993 г. стр.10.

262. Долин П.А. Справочник по технике безопасности.

263. Карелин А.Н. Программное обеспечение КТС «Энергия». Промышленные АСУ и контроллеры, №12, 1999г.

264. Егоров К.В. Основы теории автоматического регулирования.-М: Энергия, 1967г.

265. Болнокин В.Е., Чинаев П.И. Анализ и синтез систем автоматического управления на ЭВМ. Алгоритмы и программы. : Справочник.- Москва: Радио и связь, 1986г.

266. Афанасьев В.Н., Колмановский В.Б., Носов В.Р. Математическая теория конструирования систем управления.- Москва: Высшая школа, 1989г.

267. Мышкис А.Д. Лекции по высшей математике.- Москва: Наука, 1969г.

268. Джонс Ж., Харроу К. Решение задач в системе Турбо-Паскаль.-Москва: Финансы и статистика, 1991г.

269. Мануйлов В.Г. Разработка программного обеспечения на Паскале.- Москва: Приор, 1996г.

270. Боревич З.И. Матрицы и определители.- Москва: Наука, 1970г.

271. Уинн Л.Рош. Библия по техническому обеспечению Уинна Ро-ша,- Минск: МХХК "Динамо", 1992г.

272. Карелин А.Н. Анализ работы систем учета потребления энергоносителей на основе СПТ и КТС «Энергия». Приборы.Справочный журнал, №7, 1999г.

273. Карелин А.Н. Повышение экономической эффективности энергосистем на основе интегрированных ИИС. Приборы и системы управления, №6, 1999г.

274. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта/ Под ред. Д.А.Поспелова. М.:Наука,1986.

275. Прикладные нечеткие системы/ Под ред. Т.Тэрано, К.Асаи, МСугэно.-М. Мир, 1993.

276. Карелин А.Н. Применение энергсберегающих технологий для повышения эффективности функционирования промышленного хозяйства. Сб., «Вопросы технологии, эффективности производства и надежности», 1999г.

277. Лепешинский И.Н. Вопросы анализа режима электропотребления объединенных энергосистем и основных групп потребителей. М., Энергия, Известия высших учебных заведений, N8,1977 г.

278. Волькенау И.М., Зеймегер А.И., Кабачев Л.Д. Экономика формирования электроэнергетических систем. М., Энергия, 1981 г.

279. Симакин И.П. и др. Покрытие переменной части режимов работы энергосистем. М., Энергия, 1984 г.

280. Жежеленко И.В., Рабинович Н.Л., Божко В.М. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях. К., Техника, 1981г.

281. Гордиевский И.К., Лордкипанидзе В.Д. Оптимизация параметров электрических сетей. М., Энергия, 1978 г.

282. Пампуро В.И. Прогнозирование стабильности информационных устройств. К., Техника, 1988 г.

283. Инструкция о порядке расчетов за электрическую и тепловую энергию. М., Экономика и жизнь, №3, 1994 г.

284. Эффективность капитальных вложений: Сборник утвержденных методик. М., Экономика, 1983 г.

285. Карелин А.Н. Устройстово регулирования системы возбуждения синхронного генератора//Изобретения. Полезные модели. ФИПС. М., №17 (1 часть), 20.06.2000 (раздел Н).

286. Карелин А.Н. Внедрение энергосберегающих технологий и систем в промышленное производство для повышения надежности энергоснабжения. Сб. докладов XXVIII Ломоносовских чтений (25-26 ноября 1999г.). Северодвинск, 2000г.

287. Карелин А.Н., Карелин E.H. Применение емкостных статических накопителей для обеспечения непрерывного электрического снабжения. Приборы.Справочный журнал, №12,1999г.