
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭКВИВАЛЕНТОВ ЭЭС ПО ДАННЫМ СИНХРОНИЗИРОВАННЫХ ВЕКТОРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Работа №	102178
Тип работы	Авторефераты (РГБ)
Предмет	электроэнергетика
Объем работы	24
Год сдачи	2018
Стоимость	250 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	92

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Введение

Актуальность темы и степень ее разработанности. Современные энергосистемы включают в себя большое количество элементов: электростанции с генераторами различных типов, линии электропередачи различных классов напряжения и протяжённости, потребители с различными характеристиками нагрузок. При этом вся электроэнергетическая система (ЭЭС) характеризуется единством режима: авария на одном элементе может привести к нарушению нормальной работы значительной части системы. Надёжность и живучесть ЭЭС зависит в высокой степени от работы управляющих систем. Корректное и эффективное управление электроэнергетической системой возможно только при использовании математических моделей основного оборудования, обладающих достаточной для решаемых задач управления точностью.
Модели основного оборудования ЭЭС, применяемые в современных программных комплексах для расчёта электрических режимов, как правило, характеризуются большим числом параметров, которые в силу старения оборудования и влияния различных эксплуатационных факторов в течение времени могут изменяться. В современной практике эти параметры определяются из паспортных данных оборудования или экспериментальным путём во время испытаний. Полученные таким образом параметры в расчётных моделях могут существенно отличаться от фактических. Актуализация большей части из них затруднена из-за отсутствия методов, позволяющих определить параметры оборудования непосредственно в процессе эксплуатации.
Внедрение и всё более широкое применение технологии синхронизированных векторных измерений (СВИ) параметров электрического режима (ПЭР) в Единой энергетической системе (ЕЭС) России открывают широкие перспективы для повышения качества применяемых в задачах управления режимами расчетных моделей элементов ЭЭС. На сегодняшний день более 100 объектов ЕЭС России оснащены устройствами СВИ (УСВИ). В основном это мощные электростанции и крупные узловые подстанции 220 кВ и выше. Полученные с помощью УСВИ данные могут использоваться для количественной оценки параметров динамических моделей элементов ЕЭС.
Современные технологии дают возможность выполнять такую оценку в режиме реального времени во время переходных процессов. Определение параметров динамического эквивалента ЭЭС на начальной стадии переходного процесса позволяет получить количественную оценку характеристик моделей оборудования ЭЭС, соответствующую текущему состоянию системы, режиму и характеру возмущения, делая модели адаптивными. При таком подходе не требуется применение сложных моделей, характеризующихся большим числом параметров. Точность модели обеспечивается за счёт определения её фактических параметров в текущем режиме на основе реальных измерений, а не за счёт усложнения модели. Также упрощение моделей приводит к ускорению расчёта, что актуально для задач реального времени.
Одним из подходов к упрощению моделей ЭЭС является узловая модель системы, предложенная румынским учёным П. Димо. Узловой эквивалент позволяет решать широкий круг задач анализа режимов ЭЭС применительно к части энергосистемы. Важным применением таких моделей была централизованная система противоаварийной автоматики (ЦСПА) первого поколения, внедрение которой существенно увеличило эффективность и надёжность противоаварийного управления. Развитие технологии СВИ позволяет изменить и усовершенствовать подходы к определению параметров эквивалентов ЭЭС. Определение их фактических параметров позволяет улучшить точность и скорость решения многих задач управления режимами ЭЭС, в том числе задач противоаварийного управления.
Цель работы - разработка методов определения параметров эквивалентов ЭЭС в режиме реального времени с использованием СВИ, полученных в течение электромеханического переходного процесса.
Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:
1. Анализ применяемых методов определения параметров основных элементов эквивалентов ЭЭС.
2. Разработка методов определения параметров синхронной машины (СМ) и эквивалентной СМ на основе СВИ в ходе переходных режимов в ЭЭС.
3. Разработка методов определения параметров ветвей и нагрузок эквивалентов сети по СВИ в ходе переходных режимов.
4. Разработка новых методов обработки первичных измерений, позволяющих определять ПЭР с высокими скоростью и точностью для расчёта параметров эквивалентов в режиме реального времени.
5. Подтверждение эффективности разработанных методов по данным математического и физического моделирования, а также с использованием реальных архивов системы мониторинга переходных режимов (СМПР).
Объектами исследования являются энергосистема с оборудованием, системами управления и развернутой системой СВИ, а также общепризнанные цифровые и физические модели энергосистемы и СМ, описывающие и воспроизводящие электромеханические переходные процессы.
Методология и методы исследования. В ходе исследований были применены методы анализа и модели энергосистем и оборудования, разработанные в рамках теории электромеханических переходных процессов. Все алгоритмы проверялись с использованием цифровых моделей энергосистем и оборудования с помощью математического моделирования, а также воспроизведения переходных процессов на физической электродинамической модели (ЭДМ) энергосистемы, входящей в состав цифро-аналого-физического комплекса (ЦАФК) Научно-технического центра Единой энергетической системы (НТЦ ЕЭС) и на реальных данных, полученных из архивов измерений СМПР ЕЭС России.
Научная новизна заключается в:
- развитии методов адаптивного определения параметров эквивалентов ЭЭС, которые могут вычисляться в режиме реального времени на основе СВИ;
- разработке новых методов определения параметров эквивалентной СМ в режиме реального времени по данным СВИ в течение электромеханических переходных процессов;
- разработке нового метода определения параметров ветвей узлового эквивалента по данным СВИ в течение электромеханических переходных процессов;
- разработке двух новых методов определения ПЭР с частотой дискретизации первичных измерений УСВИ: метода, основанного на модифицированном преобразовании Гильберта, и метода экспресс-оценки мгновенных ПЭР.
Достоверность результатов подтверждается корректным применением теории ЭЭС и методов обработки сигналов, использованием различных математических методов, а также вычислительными экспериментами, выполненными на физических и математических моделях энергосистемы и аналитическими расчётами по реальным СВИ регистраторов, установленных в узлах ЕЭС России. Исследования выполнялись и обсуждались в контакте с научно-технической (АО «НТЦ ЕЭС», г. Санкт-Петербург) и диспетчерско- технологической (АО «СО ЕЭС», г. Москва) организациями, а также ведущей компанией-разработчиком программного и аппаратного обеспечения со-временных измерительных систем, развернутых в ЕЭС России (ООО «Прософт-Системы», г. Екатеринбург).
Теоретическая и практическая значимость работы состоят в:
- повышении надёжности ЭЭС за счёт увеличения скорости и точности решения задач противоаварийного управления реального времени с использованием методов определения параметров эквивалентов ЭЭС на основе СВИ, а также методов определения мгновенных ПЭР, позволяющих корректно определять параметры электрических величин во время переходного процесса;
- разработке «Системы определения инерционной постоянной синхронной машины», защищенной патентом РФ;
- использовании полученных результатов в учебном процессе и при повышении квалификации сотрудников профильных организаций.
Реализация и внедрение результатов работы. Система определения инерционной постоянной синхронной машины предполагается к использованию в системе мониторинга системных регуляторов в качестве дополнения, расширяющего ее функциональность в части определения динамических свойств СМ по данным СВИ в ходе электромеханических переходных процессов в ЭЭС. Метод экспресс-оценки мгновенных ПЭР (ЭОМПЭР) принят к реализации в разрабатываемом регистраторе динамических процессов (РДП).
Положения, выносимые на защиту:
1. Методы определения параметров СМ и эквивалентной СМ на основе СВИ, полученных в течение переходных процессов в ЭЭС.
2. Метод определения параметров ветвей эквивалента ЭЭС на основе СВИ.
3. Определение СВИ с плотностью первичных измерений методами модифицированного преобразования Гильберта и экспресс-оценки мгновенных ПЭР.
Апробация результатов работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на 9 конференциях, в том числе: Международная научно-техническая конференция «Электроэнергетика глазами молодежи» - Томск-2014, Иваново-2015, Казань-2016; 5-я Международная научно-техническая конференция «Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем» - Сочи-2015; конференция «Релейная защита и автоматика энергосистем 2017», Санкт-Петербург, 2017; International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON), Омск, 2015; International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Челябинск, 2016; 2016 57th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON), Рига, Латвия, 2016; 2017 9th International Conference on Infor¬mation Technology and Electrical Engineering (ICITEE), Пхукет, Тайланд, 2017. Основные положения работы рассматривались на научных семинарах кафедры «Автоматизированные электрические системы» УралЭНИН УрФУ, Екатеринбург, 2014-2018.
Публикации. Основные результаты по теме диссертации изложены в 15 печатных работах, в том числе 4 - в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ («Электрические станции», «Известия НТЦ Единой энергетической системы») и 5 - в зарубежных изданиях, входящих в международные базы цитирования Web of Science и Scopus. Получен патент РФ на изобретение «Системы определения инерционной постоянной синхронной машины».
Личный вклад соискателя. В работах, опубликованных в соавторстве, соискателю принадлежит разработка метода определения параметров эквивалентов ЭЭС, а также их алгоритмическая реализация; разработка методов определения мгновенных ПЭР; внедрение метода определения мгновенных ПЭР на основе модифицированного ПГ в РДП; выполнение апробации разработанных методов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 96 наименований и 1 приложения. Объем работы: страниц - 124, включая рисунков - 63 и таблиц - 13.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

1. Представлена адаптивная модель СМ, которая используется в составе модели ЭЭС в задачах анализа режимов, в том числе в режиме реального времени.
2. Разработаны методы определения параметров модели СМ на основе СВИ при динамических возмущениях, а также метод эквивалентирования СМ, позволяющий упростить моделирование генераторных узлов в эквиваленте ЭЭС.
3. Разработан метод определения параметров ветвей узловой модели на основе СВИ во время переходных режимов.
4. Разработаны методы МПГ и ЭОМПЭР, позволяющие с высокой точностью и небольшой задержкой в режиме реального времени определять мгновенные ПЭР, в том числе при переходных режимах, что позволяет увеличивать скорость и точность определения параметров узловых моделей.
5. Выполнена апробация разработанных методов на смоделированных данных, данных экспериментов на физической модели, а также на данных реальных архивов СМПР.
6. Разработана «Система определения инерционной постоянной синхронной машины».
7. Описанные в работе методы идентификации параметров эквивалента ЭЭС и методы определения мгновенных параметров электрического режима могут стать основной систем противоаварийного управления нового поколения.

Литература

1. Близнюк, Д. И. Оценка мгновенных значений параметров электрического режима в сети переменного тока / А.С. Бердин, Д.И. Близнюк, П.Ю. Коваленко, А.С. Черепов // Электрические станции. - 2015. - № 8. - С. 36-39. 0,22 п.л. / 0,07 п.л.
2. Близнюк, Д. И. Определение эквивалентной инерционной постоянной по данным измерений электромеханического переходного процесса / А.С. Бердин, Д.И. Близнюк, А.С. Герасимов // Известия НТЦ Единой энергетической системы. - 2016. - №1(74). - С. 58-66. 0,50 п.л. / 0,32 п.л.
3. Близнюк, Д. И. Оценка демпферных свойств энергоблока с использованием экспериментальных данных / А.С. Бердин, Д.И. Близнюк, А.С. Герасимов // Известия НТЦ Единой энергетической системы. - 2016. - №2(75). - С. 75-83. 0,46 п.л. / 0,31 п.л.
4. Близнюк, Д. И. Определение параметров узловых эквивалентов на основе синхронизированных векторных измерений / А.С. Бердин, Д.И. Близнюк, А.С. Герасимов // Известия НТЦ Единой энергетической системы. - 2017. - №2(77). - С. 15-22. 0,37 п.л. / 0,22 п.л.
5. D. Bliznyuk Estimating the instantaneous values of the state parameters during electromechanical transients / A. Berdin, D. Bliznyuk, P. Kovalenko // 2015 IEEE International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). Proceedings. - 2015. - С. 1-6. 0,43 п.л. / 0,21 п.л. (индексирована в Scopus и Web Of Science)
6. D. Bliznyuk Estimation of the Instantaneous Values of the Electrical Operating Parameters in the AC Network / A. Berdin, D. Bliznyuk, A. Egorov, P. Kovalenko, A. Cherepov // Power Technology and Engineering. - Т. 49. - С. 1¬3. 0,23 п.л. / 0,07 п.л. (индексирована в Scopus и Web Of Science)
7. D. Bliznyuk Defining the instantaneous power of alternating current during electromechanical transients / D. Bliznyuk, P. Kovalenko, A. Berdin // 2016 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). Proceedings. - 2016. - C.1-5. 0,56 п.л. / 0,31 п.л. (индексирована в Scopus и Web Of Science)
8. D. Bliznyuk Defining the Equivalent Inertia Constant of Generating Unit Based on Electromechanical Transient Measurements / D. Bliznyuk, A. Berdin, A. Gerasimov // 2016 57th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON). - 2016. - C. 1-5. 0,42 п.л. / 0,29 п.л. (индексирована в Scopus и Web Of Science)
9. D. Bliznyuk Defining the Damping Properties of Synchronous Generator Using Disturbance Measurements / D.I. Bliznyuk, A.S. Berdin, A.S. Gerasimov, P.Y. Kovalenko, S.A. Dekhtiar // 2017 9th International Conference on Infor¬mation Technology and Electrical Engineering (ICITEE), - 2017. - С. 1-5. 0,40 п.л. / 0,15 п.л. (индексирована в Scopus и Web Of Science)
Авторские свидетельства, патенты:
10. Пат. 2663826 Рос. Фед. Система определения инерционной постоянной синхронной машины / А.С. Бердин, Д.И. Близнюк, от 10 августа 2018 г. Заявка №2017128786, приоритет изобретения 11 августа 2017 г.
Другие публикации:
11. Близнюк, Д. И. Оценка мгновенных значений параметров электрического режима в сети переменного тока / Д.И. Близнюк, П.Ю. Коваленко, А.О. Егоров, А.С. Черепов // Электроэнергетика глазами молодёжи: научные труды V международной научно-технической конференции. В 2 т. - Т. 1. - Томск: 2014. - С. 389-394. 0,22 п.л. / 0,05 п.л.
12. Близнюк, Д. И. Мгновенные значения параметров электрического режима в электромеханических переходных процессах / А.С. Бердин, Д.И. Близнюк, П.Ю. Коваленко, А.С. Черепов // Известия НТЦ Единой энергетической системы. - №1(72). - СПб: Деан, 2015. - С. 65-77. 0,52 п.л. / 0,13 п.л.
13. Близнюк, Д. И. Повышение качества измерений параметров электрического режима в ходе электромеханических переходных процессов / А.С. Бердин, Д.И. Близнюк, П.Ю. Коваленко, А.С. Черепов // Сборник докладов 5-ой Международной научно-технической конференции «Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем». - 2015. - С.5.2-7. 0,31 п.л. / 0,09 п.л.
14. Близнюк, Д. И. Определение мгновенной мощности в сети переменного тока при электромеханических переходных процессах / Д.И. Близнюк, П.Ю. Коваленко // Электроэнергетика глазами молодёжи: труды VI международной научно-технической конференции. В 2 т. - Т. 1. - Иваново: 2015. - С. 45-50. 0,56 п.л. / 0,41 п.л.
15. Близнюк, Д. И. Оценка демпфирующих свойств энергоблока на основе измерений переходных режимов / Д.И. Близнюк, А.С. Бердин, А.С. Герасимов // Электроэнергетика глазами молодёжи: материалы VII международной научно-технической конференции. В 3 т. - Т. 2. - Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2016. - С. 75-78. 0,40 п.л. / 0,27 п.л.
16. Близнюк, Д.И. Разработка новых алгоритмов выполнения СВИ для их применения в WAMPACS / Д.И. Близнюк, А.С. Черепов, А.С. Герасимов, А.С. Бердин // Труды международной конференции "Релейная защита и автоматика энергосистем 2017". - 2017. - С. 1055-1062. 0,37 п.л. / 0,11 п.л.