Анализ неоднородностей электроэнерrетических систем - Войтов О.Н.
ISBN 5-02-031231-2
Скачать (прямая ссылка):
движений при их линейном (в основном) описании. Такое представление предлагалось в виде:
— аналитического решения линейного дифференциального уравнения быстрого движения на шаге интегрирования медленных движений [130, 131];
— осреднения быстрых движений на фоне медленных [132];
— интегрального представления линейных дифференциальных уравнений быстрых движений [133—135].
Оказывается, что при использовании указанных представлений быстрых движений можно существенно упростить исходную модель динамики ЭЭС, введя преобразование координат к центру (центрам) инерции. При этом если в качестве подсистем, представляемых движениями соответствующих центров инерции, принимаются сильно связанные подсистемы со слабыми связями между ними, то движения центров инерции будут медленными, а движения генераторов по отношению к центрам инерции — быстрыми [38, 58]. Тем самым мы ухудшили модель с точки зрения жесткости, но можем по отношению к уравнениям быстрых движений применить методы осреднения, представление интегральными уравнениями и др., т.е. избавиться от жесткости, одновременно сократив количество
численно интегрируемых дифференциальных уравнений.
Используя преобразование к центру инерции в виде (6.3),
применим его к математической модели динамики подсистемы в виде (2.17). Получим уравнение движения центра инерции подсистемы /
п л
Тц-^Г = ?1 ~ 2 2 ?&Уи *Ь (*и - 6л - №.12)
и уравнения движения генераторов подсистемы / по отношению к ее центру инерции
Т -— = Р
п
6.4. РАЗМЕЩЕНИЕ И ПАРАМЕТРЫ РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ 233
Здесь
я
Р, = РТ1 - Е*упялап, Р, = 2 Л. *л = Г//«о- (6.14)
1=1
В результате математическая модель динамики ЭЭС представляется совместной системой уравнений (6.12), (6.13). В общем случае ЭЭС может содержать несколько подсистем, каждая из которых представляется уравнением движения ее центра инерции вида (6.12) и уравнениями движения генераторов подсистемы по отношению к своему центру инерции.
В [5] рассматривалась линеаризация системы уравнений (6.13), представляющих собой быстрые движения генераторов подсистемы по отношению к медленному движению ее центра инерции. Такая линеаризация имеет основание, поскольку в сильно связанных подсистемах движение генераторов близко к когерентному, т.е. колебания генераторов по отношению к центру инерции подсистемы незначительны. Для системы уравнений (6.13) может быть также использовано интегральное представление.
6.4. ВЫБОР МЕСТ РАЗМЕЩЕНИЯ И ПАРАМЕТРОВ
РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЭЭС
Развитие крупных энергообъединений мира показывает, что наряду с известными преимуществами централизации производства и распределения электроэнергии по мере роста и усложнения ЭЭС ухудшаются их динамические свойства, растут проблемы управления, повышается опасность каскадного развития аварий.
Известный из кибернетики принцип необходимой (или достаточной) сложности требует, чтобы сложность системы управления соответствовала сложности управляемой системы и происходящих в ней процессов [137]. Однако сложность систем управления ЭЭС, особенно в аварийных ситуациях, может существенно затруднить их реализацию и эффективное функционирование и оказаться фактором снижения устойчивости и живучести ЭЭС из-за отказов и неправильной работы систем управления, что заставляет искать новые принципы и средства управления ЭЭС.
В последнее время активно прорабатывается новая технология гибкого управления ЭЭС на основе устройств, использующих силовую электронику и другие средства (Flexible Alternative Current Transmission System — FACTS) [138, 139 и др.]. Их использование для задач управления установившимися режимами рассматривалось в разд. 4.3. К одним из устройств, входящих в группу FACTS,
234 Гл. 6. СТРУКТУРНЫЕ НЕОДНОРОДНОСТИ В ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ
относятся сверхпроводящие индуктивные накопители электроэнергии (СПИН), интерес к которым достаточно велик [140, 141 и др.].
Эффективное применение устройств FACTS в сложных ЭЭС требует решения задач выбора их мощности и энергоемкости (для СПИН), размещения этих устройств в ЭЭС, выбора законов управления ими и настройки систем управления. Мощность (и энергоемкость) СПИН определяется необходимостью компенсации возникающих при возмущениях в ЭЭС небаланса активной и реактивной мощности, мощность и настройка систем управления СПИН и управляемых ИРМ характеризуют возможности демпфирования электромагнитных и электромеханических колебаний в сложной ЭЭС. Выбор и настройка систем управления СПИН и управляемых ИРМ требуют подбора подходящих законов управления, оптимизации коэффициентов регуляторов с учетом необходимости координации настроек этих устройств в системе между собой, а также с настройками АРВ генераторов и средств противо-аварийного управления. Результаты исследований показывают высокую чувствительность настроек средств управления СПИН и управляемых ИРМ к изменениям режима ЭЭС, места и вида возмущений [142].
Проблемы устойчивости и живучести сложных ЭЭС, как отмечалось выше, определяются наличием в этих системах слабых мест, из-за которых могут происходить нарушения устойчивости. Слабые места в ЭЭС с точки зрения устойчивости могут быть выделены на основе структурного анализа, позволяющего получать оценки взаимной связности (в том числе динамической) пар генераторов сложной системы и их возмущенности (реакции на возмущения) [5, 103], в результате чего с помощью алгоритма кластерного анализа:
