Сборник докладов - Электроэнергетика глазами молодежи 2010

Подождите немного. Документ загружается.

320

Необходимо решить нелинейную систему уравнений (3). Если для решения (3) ис-

пользовать метод Ньютона, то возникающая на каждом шаге итерационного процесса сис-

тема линейных уравнений (СЛУ) будет содержать вторые производные от целевой функ-

ции 









⁄

. Такой подход к задаче расчета УР, когда на каждой итерации решается

СЛУ с матрицей Гессе, называется обобщенным методом Ньютона (ОМН):

 ∆   

⁄

. (4)

Матрица Гессе содержит два слагаемых:







































, 



. (5)

Область сходимости ОМН превышает область сходимости метода Ньютона-Рафсона.

Замечательное свойство матрицы Гессе – она не вырождена на границе области существо-

вания режима [2]. Там, где определитель матрицы Якоби равен нулю или даже отрицате-

лен, определитель матрицы Гессе положителен. Это обстоятельство позволяет произво-

дить расчет УР для

мощностей, выходящих за пределы области существования [3].

Если сравнивать ОМН для расчета УР с методом Ньютона-Рафсона, использующим

матрицу Якоби, то вычислительные затраты на каждой итерации будут в несколько раз

выше, так как заполненность матрицы Гессе ненулевыми элементами в 2,5–3 раза выше

чем у матрицы Якоби. В матрице Якоби каждая строка, соответствующая какому

-либо уз-

лу, содержит ненулевые элементы, соответствующие всем инцидентным узлам схемы. В

матрице Гессе каждая строка содержит ненулевые элементы, соответствующие узлам пер-

вого и второго пояса. Однако данный недостаток можно скомпенсировать за счет сочета-

ния при расчете УР метода Ньютона-Рафсона с ОМН. Это означает, что часть узлов в схе-

ме сети может рассчитываться обычным методом Н-Р, а для оставшихся узлов будет ис-

пользоваться ОМН. В первую группу попадают пассивные узлы, в которых невозможно

или нецелесообразно изменять узловые мощности. В активных узлах предусматриваются

управляющие воздействия. Такой подход позволяет строго выдержать ограничения в виде

равенств на узловые мощности для всех пассивных узлов схемы, расчет которых произво-

дится методом Ньютона-Рафсона. В активных узлах схемы, расчет которых производится

ОМН, возможны отклонения от заданных значений узловых мощностей. Данные отклоне-

ния могут рассматриваться в качестве управляющих воздействий. Для исключения кор-

ректировки мощностей в пассивных узлах был создан алгоритм, совмещающий в себе ме-

тод Ньютона-Рафсона и ОМН.

Алгоритм расчета УР на основе комбинированного методов Ньютона можно пред-

ставить в следующем виде:

1. Для исходного приближения формируется СЛУ с матрицей Якоби для всех уз-

лов расчетной схемы. В первую очередь составляется список пассивных узлов, затем ак-

тивных.



∆



δ



∆







∆



δ



∆







∆



δ



∆







∆



δ



∆







∆



δ



∆







∆



δ



∆







∆



δ



∆







∆



δ



∆













∆δ



∆



∆δ



∆









∆



∆



∆



∆





. (6)

2. Методом Гаусса начинается процесс решения СЛУ с матрицей Якоби для всех

пассивных узлов. Процесс факторизации матрицы Якоби прерывается при исключении

321

уравнений для всех пассивных узлов. Факторизованные уравнения формируют фактори-

зованную матрицу Якоби для пассивных узлов 





. В качестве примера используется пя-

тиузловая схема сети, изображенная на рисунке 1. Активными узлами являются узлы 3, 4,

а узел 5 – балансирующим. Нефакторизованные уравнения формируют так называемый

активный эквивалент 





Рисунок 1 – Графическое изображение 2-ого шага алгоритма с примером

3. Из оставшейся (еще нефакторизованной) части матрицы Якоби 





, соответст-

вующей активным узлам, выделяется матрица узловых проводимостей 





, то есть опре-

деляются параметры сети для активного эквивалента. На рисунке 2 показан активный эк-

вивалент для приведенного примера.

ekv

act

ekv

act

Рисунок 2 – Графическое изображение 3-ого шага алгоритма с примером

4. Для активного эквивалента производится формирование СЛУ с матрицей Гессе





на основе ОМН

















∆











, (7)

где 









⁄





; ∆







∆δ



; ∆





5. Производится решение СЛУ с матрицей Гессе 



и определяются приращения

независимых переменных для активных узлов ∆



6. Производится обратный ход по факторизованной матрице Якоби 





, и опреде-

ляются приращения независимых переменных для пассивных узлов схемы ∆





∆δ



; ∆



 (рисунок 3).

7. За счет полученных приращений корректируется вектор независимых перемен-

ных для всех узлов схемы 















∆







, где ∆∆



; ∆



.

8. Определяются новые узловые мощности во всех узлах сети, проверяются огра-

ничения и в случае необходимости корректируется список активных узлов.

9. Осуществляется проверка сходимости итерационного процесса. При значитель-

ных приращениях переменных совершается переход к п. 1.

pas

ekv

act

6+j60

4 5

4+j40

1 3

3+j30 4+j40

5+j50

P1=1000 P3=500

2=900

4=800

3.7+j36.7

322

Рисунок 3 – Графическое изображение 6-го шага алгоритма с примером

Предложенный алгоритм будет сходиться либо к решению, если режим существу-

ет, либо к границе области существования режима с корректировкой мощностей в актив-

ных узлах, если начальный режим находится за пределами области существования. Если

последнее происходит из-за параметров пассивных узлов, то итерационный процесс не

сойдется и решение не будет получено, поскольку для пассивных узлов не предполагается

изменение мощностей. Не все запредельные режимы будут выводиться на границу облас-

ти существования. После превышения определенного порога итерационный процесс на-

чинает сходиться к мнимому решению с углами, превышающими 360.

Расходимость итерационного процесса можно отследить в ходе расчетов по знакам

диагональных элементов матрицы Якоби. Смена знака любого диагонального элемента

матрицы Якоби – показатель расходимости итерационного процесса.

Пример. В качестве примера применения комбинированного метода Ньютона была

использована 14-узловая тестовая схема IEEE (рисунок 4). Все расчеты производились в

среде MathCAD. Четырнадцатый узел принят за балансирующий, все остальные генера-

торные узлы считаются активными. Число активных узлов может регулироваться. В при-

мере расчет производился для узлов типа PV (напряжения во всех узлах фиксируются).

Рисунок 4 – IEEE тестовая схема, состоящая из 14 узлов

В таблице 1 приведены заданные значения активных мощностей в узлах, все узлы

имеют тип PV (генерация обозначена знаком «–»). Узел 14 является базисным и баланси-

рующим, активные узлы 10, 11, 12, 13.

В таблице 2 приведены результаты расчета различных режимов.

pas

ekv

act









509.6 6V



516 1V





516 1V



520V





514.4 3V

323

Таблица 1

Таблица 2

Режим

Комбинированный метод

Метод Н-Р,

число итераций

Число

итераций





, МВт 



, МВт 



, МВт 



, МВт

Нормальный

режим

3 –350 –200 –800 –900 3

Отключение

линии 4-13

3 –350 –200 –800 –604 расходится

Отключение

линии 12-13

5 –350 –200 –800 –742 расходится

Отключение тр-ра

4-7 и тр-ра 4-9

6 –567 –70 –800 –900 расходится

Из таблицы 2 видно, что в случае отключения обоих трансформаторов связи в уз-

ле 4 необходимо в узле 10 увеличить генерацию мощности, что невозможно сделать мо-

ментально. В данном случае необходимо изменять список активных узлов. Создание алго-

ритма автоматического изменения списка активных узлов – дело дальнейших исследова-

них в данном направлении.

Выводы. Расчет УР

электрической сети путем минимизации суммы квадратов не-

вязок узловых мощностей на основе обобщенного метода Ньютона существенно повыша-

ет результативность получения решения для тяжелых по условиям устойчивости режимов

и неустойчивых режимов, выходящих за границу области существования решения.

При расчете УР определитель матрицы Гессе положителен в области нулевого и

даже отрицательного значения определителя матрицы Якоби. При расчете неустойчивых

режимов, которые находятся за пределами области существования, итерационный процесс

автоматически сходится к ближайшему предельному режиму.

Область притяжения к решению (область сходимости) обобщенного метода Нью-

тона ограничена положительным значением определителя матрицы Гессе. Итерационный

процесс даже для относительно легких режимов может расходиться, если начальное при-

ближение находилось

за пределами области сходимости. Вычислительные эксперименты

показывают, что в качестве начального приближения целесообразно использовать нулевое

приближение, для которого определитель матрицы Гессе положителен.

Расчет УР на основе обобщенного метода Ньютона эффективен в задачах ввода

режима в область существования и в допустимую область, так как невязки узловых мощ-

ностей могут рассматриваться как оптимальные

дозировки управляющих воздействий.

Список использованных источников

1. Паздерин А.В., Юферев С.В. Расчет установившегося режима электроэнергетической системы

обобщенным методом Ньютона // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. 2008. № 5–6. С.68–

77.

2. A. Pazderin and S. Yuferev, “Steady-State Calculation of Electrical Power System by the Newton’s

Method in Optimization”, IEEE Power Tech Conference, pp. 1-6, Bucharest, Romania, 2009.

3. A. Pazderin and S. Yuferev, “Power Flow Calculation by Combination of Newton-Raphson Method

and Newton’s Method in Optimization”, IECON’09, pp.1693-1696, Porto, Portugal, 2009.

Номер

узла

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

, МВт

90 80 70 100 40 50 70 100 190 –350 –200 –800 –900

324

СОЗДАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО И АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ



А.Б. Осак, Е.Я. Бузина

ИСЭМ СО РАН

Введение. В связи с резкими изменениями внешних и внутренних условий сущест-

вующие в российской электроэнергетике системы управления, в том числе системы авто-

матизированного управления (АСУ) и системы автоматического управления (САУ), теря-

ют свою эффективность. В качестве изменившихся условий можно рассматривать факто-

ры, указанные в статье «Анализ эффективности автоматических и автоматизированных

систем управления в электроэнергетике» (авторы Осак А.Б., Бузина Е.Я.), опубликованной

в настоящем сборнике.

Можно отметить как несоответствие существующих принципов управления новым

условиям, так и отставание внедрения современных информационных технологий (ИТ) в

системы управления в электроэнергетике. Выполняя анализ данных проблем, можно уви-

деть их взаимосвязь.

Одной из современных тенденций является глобализация экономики и жизни об-

щества, когда стираются существующие административные границы. Схожие тенденции

наблюдаются и в электроэнергетике, что требует развития не только локальных, но и гло-

бальных систем управления.

Другим важным фактором является изменение как состава потребителей электри-

ческой энергии, так и их статических и динамических характеристик. Это приводит к из-

менению условий и требований к электроснабжению, включая качество электроэнергии.

Без этого невозможно эффективно осуществлять объявленную руководством РФ приори-

тетной программу энергосбережения в ее части, связанной с электроэнергетикой.

Учитывая свойства современных ЭЭС можно отметить, что эффективное управле-

ние невозможно только локальными САУ. Без глобальных систем управления невозможно

обеспечить надежную работу электроэнергетических систем (ЭЭС) и их объединений. А

для развития глобальных САУ требуется развитие применяемых в них ИТ.

В целом можно отметить революционное развитие ИТ за последние десятилетия.

Но наиболее значимые достижения касаются, главным образом, информационных задач, в

том числе применяемых в электроэнергетике. Но для применения современных ИТ в гло-

бальных САУ

в электроэнергетике требуется адаптация этих ИТ.

Выделим основные требования к САУ ЭЭС и их объединений:

 в связи с возможностью развития быстрых аварийных процессов в ЭЭС необхо-

димо обеспечить гарантированную реакцию САУ (включая глобальные САУ) в

течение от нескольких десятков до нескольких сотен миллисекунд, в зависимо-

сти от вида аварийного возмущения

;

 в связи с огромной важностью электроэнергетики, как инфраструктуры для

функционирования экономики и жизни общества, требуется очень высокая на-

дежность и адекватность САУ. Также следует отметить необходимость обеспе-

чения работоспособности и живучести электроэнергетических систем и их объе-

динений в случае отказа или ложной работы отдельных алгоритмов САУ;



Работа выполняется при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федера-

ции.

325

 в связи с повышенными требованиями к качеству электроэнергии современных

электроприемников (особенно энергосберегающих) необходимо непрерывно

обеспечивать адекватное управление режимом ЭЭС вне зависимости от состоя-

ния каналов связи и другой инфраструктуры САУ;

 современная электроэнергетика представлена большим числом субъектов (неза-

висимых друг от друга компаний). Это предъявляет особые требования к конфи-

денциальности и безопасности передачи информации внутри распределенной

глобальной САУ и защите ее от несанкционированного доступа. Традиционный

подход к администрированию, когда централизованные администраторы имеют

доступ ко всей информации, не пригоден. Соответственно структура САУ долж-

на быть адаптирована к новым условиям.

Новые функции АСУ и САУ нужны для повышения надежности и живучести рабо-

ты ЕЭС России, а также являются необходимым условием эффективного внедрения энер-

госберегающих технологий и современных систем противоаварийного управления.

Прикладное программное обеспечение для создания АСУ и САУ. ППО «ПЛАТ-

ФОРМА-АПК» – разработанная авторами информационная платформа для создания гло-

бальных и локальных распределенных систем автоматического и автоматизированного

управления в электроэнергетике. Основные функции ППО «ПЛАТФОРМА-АПК»:

 обеспечение жесткого реального времени в распределенных на тысячи километ-

ров САУ;

 многократно резервируемая подсистема передачи данных в распределенной САУ;

 самодиагностика САУ и АСУ в целом и отдельных подсистем и блоков;

 взаимодействия с внешними (сторонними) информационными и управляющими

системами и конечным электроэнергетическим оборудованием;

 взаимодействие с системным программным обеспечением и аппаратными сред-

ствами САУ;

 защита распределенной САУ от несанкционированного доступа;

 база данных реального времени и подсистема долговременного хранения ин-

формации;

 обеспечение функционирования адаптивных алгоритмов управления, сохра-

няющих работоспособность при отказе части САУ.

Основные отличия и преимущества ППО «ПЛАТФОРМА-АПК»:

 разрабатываемое ППО

адаптировано к задачам и условиям электроэнергетики

(необходимость распределения АСУ и САУ на тысячи километров);

 разрабатываемое ППО ориентировано на обеспечение требуемого уровня на-

дежности и живучести применяемых информационных платформ при создании

глобальных систем управления в широком функциональном диапазоне, особен-

но для глобальной системы противоаварийного управления, требующие гаран-

тированного управления за

короткий интервал времени.

В качестве прототипа ППО «ПЛАТФОРМА-АПК» выбран разработанный автора-

ми ранее программный комплекс «SCADA-АНАРЭС», предназначенный для создания ло-

кальных информационных и управляющих систем в электроэнергетике, внедренный на

ряде электроэнергетических объектов Иркутской и Амурской области [1, 2].

Используя опыт создания, внедрения и эксплуатации программного комплекса

«SCADA-АНАРЭС» авторы начали разработку информационной

платформы для создания

глобальных и локальных распределенных систем автоматического и автоматизированного

управления в электроэнергетике. В начале работ по разработке ППО «ПЛАТФОРМА-АПК»

был выполнен анализ существующих систем, включая «SCADA-АНАРЭС», их преиму-

ществ и недостатков, сформулированы основные нерешенные задачи. Доработаны от-

326

дельные программные блоки комплекса «SCADA-АНАРЭС», разработаны новые про-

граммные блоки.

Основные нововведения:

 введение понятия «каналы» и «маршруты», как одного из видов конфигураци-

онной информации распределенной системы управления. Автоматическое нахо-

ждение основных и резервных маршрутов, с определением их надежности, про-

пускной способности и величины задержек передачи данных;

 описание взаимосвязи сигналов (первичных и обработанных). Автоматическое

определение пропадающего функционала САУ при отказе первичного датчика

(сигнала), устройства или канала связи, эта функция в автоматическом режиме

должна выполняться на всех распределенных узлах САУ;

 привязка диагностической информации о работоспособности программных бло-

ков, о работоспособности и задержках каналов связи к состоянию достоверности

сигналов;

 организация пакетной передачи информации. Применение резервируемых сло-

тов данных для обеспечения жесткого реального времени в распределенной

САУ. Это необходимо в связи с появлением дополнительной информации, свя-

занной с диагностикой каналов и распределенных узлов САУ, передаваемой по

каналам связи во время эксплуатации системы.

Расширены возможности и функции самодиагностики для упрощения и повышения

качества пуско-наладочных работ:

 автоматическое сохранение действий пользователя при его работе с элементами

пользовательского интерфейса, возможность повторения действий;

 автоматическая регистрация начала и завершения основных функций системы

для анализа корректности работы системы в целом;

 сохранение в сервере каналов изменений от программных блоков (серверов дан-

ных) для возможности эмуляции (имитации) работы отдельных блоков.

Приведенные нововведения, а также само ППО «ПЛАТФОРМА-АПК», будут оп-

робованы в аппаратно-программном комплексе управления нормальными и аварийными

режимами большого энергообъединения, который создается в рамках международного

проекта «Интеллектная координация оперативного и противоаварийного управления энер-

гообъединениями Европейского союза и России» (английская аббревиатура «ICOEUR») [3].

База данных АСУ и САУ для долговременного хранения информации. Важной

составляющей любой АСУ и САУ является база данных, описывающая объекты контроля

и управления. Для решения электроэнергетических задач в широкой постановке по управ-

лению режимами требуется подробное описание параметров схемы замещения элементов

электрической сети, нагрузки и генерации. В совокупности необходим большой объем

информации, требующий трудозатрат по первоначальной подготовке и вводу его в базу

данных АСУ или САУ. Кроме того, требуется большая работа по актуализации и верифи-

кации данных на этапе пуска-наладки, а также проведение подобной работы в период экс-

плуатации, так как постоянно происходят изменения как состава оборудования (ремонты,

замена, ввод новых объектов), так и параметров режима (значений нагрузок и генераций).

Если мы имеем достаточно сложную задачу управления, такую как координированное ав-

томатическое управление локальными регуляторами и устройствами противоаварийной

автоматики, то задача поддержания актуальных данных является очень сложной, требую-

щей больших трудовых ресурсов, причем основная их составляющая необходима на этапе

верификации. При этом возникает проблема – как эксплуатировать АСУ и САУ в период,

когда предыдущие данные уже не актуальны, а новые еще не выверены.

327

Для решения данной проблемы предлагается создать иерархическую модель дан-

ных по энергообъектам, контролируемым и управляемым АСУ или САУ. Рассмотрим

возможную иерархию на примере энергообъединения ОЭС/ЕЭС. На первом уровне можно

данное энергообъединение представить в виде нескольких узлов, где каждое государство

будет представлено одним узлом. На втором уровне иерархии, к примеру узел, соответст-

вующий РФ, может быть представлен в виде 7 узлов, соответствующих ОЭС (ОЭС Цен-

тра, ОЭС Северо-Запада, ОЭС Юга, ОЭС Средней-Волги, ОЭС Урала, ОЭС Сибири, ОЭС

Востока). На третьем уровне иерархии узел каждой ОЭС будет представлена несколькими

узлами, соответствующими ЭЭС, которые входят в конкретную ОЭС. Фактически предла-

гается иерархию данных выполнить в соответствии со структурой оперативно-диспет-

черского управления энергообъединением.

В связи с проведенной реформой электроэнергетики в РФ появились энергопред-

приятия, работающие в нескольких ЭЭС, к таким предприятиям относятся ФСК, МРСК,

ОГК, ТКГ. Было бы правильно предложить несколько вариантов иерархии. Одну, как бы-

ло описано выше, в соответствии с территориальной структурой оперативно-диспетчер-

ского управления. Другую – в соответствии со структурой предприятий-собственников

энергообъектов, где в качестве иерархии можно задавать структуру филиалов и дочерних

организаций этих предприятий. Возможно применение и других структур иерархии.

Еще одна важная проблема заключается в том, что невозможно раз и навсегда соз-

дать абсолютно точную и полную модель энергообъединения. На практике модели от-

дельных элементов периодически уточняются, видоизменяются и корректируются. Соот-

ветственно изменяется состав необходимых исходных данных. Если каждый раз менять

структуру базы данных, то потребуются огромные трудозатраты на пуск-наладку АСУ

или САУ после изменения структуры базы данных. Поэтому предлагается гибкая струк-

тура базы данных, где можно вводить любую имеющуюся информацию по энергообъек-

там, их элементам, параметрам режима и др., касающуюся функционирования энергосис-

тем и энергообъединений. Рассмотрим основные функции такой гибкой базы данных:

1. Необходимо иметь возможность задавать и модифицировать структуру иерархии

данных. Важная возможность – это задание процессов изменения структуры во времени, в

соответствии с реальными событиями (реформирование, объединение, разделение и т.п.).

2. Возможность привязки данных (или файла с данными) к различным уровням и

вариантам иерархии данных.

3. Отдельные параметры (наборы данных) необходимо систематизировать и клас-

сифицировать в соответствии со словарем параметров и их типовыми значениями [4]. Та-

кой словарь должен быть в составе базы данных вместе с

функцией по его корректировке.

Подобная систематизация применена в международных открытых стандартов описания

информационных моделей систем – Common Information Model (CIM) [5].

4. Описание взаимодействия одних объектов с другими [6]. В качестве прототипа

можно использовать гиперссылки, широко применяемые в интернете.

5. И наконец, должны быть функции самой базы данных, позволяющие формиро-

вать на основе информации, хранящейся в ней, различные математические

модели ЭЭС и

их объединений (например, для расчета потокораспределения, переходных процессов и

др.). Здесь же должна быть функция сравнения новых и предыдущих вариантов (версий)

моделей для упрощения процедуры верификации и пуска-наладки. Соответственно по-

добные функции должны быть представлены в виде отдельных программных блоков, ра-

ботающих как с самой базой данных, так и с ее словарем и описателем структуры иерар-

хии данных. Набор таких программных блоков должен быть описан в словаре, и их состав

может изменяться во время эксплуатации по мере развития расчетных блоков, блоков ви-

зуализации и функций управления.

Важным свойством разрабатываемой базы данных является возможность использо-

вания документов-первоисточников в качестве исходных данных, поскольку многие па-

328

раметры конкретного электрооборудования приведены в каких-то документах, например,

в паспортах, протоколах испытаний и других. Обычно при вводе информации в базу дан-

ных необходимо в какие-то таблицы ввести значения из документа-первоисточника, в ре-

зультате чего теряется его связь с базой данных. Предлагается, при наличии текстового

варианта документа, используя специальные теги и словарь параметров, помечать в тексте

параметры, и в дальнейшем использовать это как файл исходных данных. При этом сам

текстовый документ может храниться различных видах, например, как документ MS

Word, в форматах RTF, XML или просто как текстовый файл без форматирования. Ссылка

на файл сохраняется в базе данных, и при выполнении функции

актуализации данных из

первоисточника, будет в автоматическом режиме заполнять соответствующие таблицы и

формы в базе данных. Для возможности вывода на печать документов первоисточников

имеется функция формирования специальной редакции документа с удаленными тегами.

Важное свойство базы данных, которое необходимо обеспечить, это чтобы в любой

момент времени информация в ней была целостной и структурированной, даже в момен-

ты, когда происходит корректировка структуры иерархии или словаря параметров. Этого

можно достичь в том случае, если любые изменения будут заключаться не в удалении

данных или замене текущих значений на новые, а в добавлении новых записей с одновре-

менной пометкой старых данных как устаревших [5]. Подобный подход реализован

в раз-

личных системах управления разработкой программного обеспечения и контроля версий

исходного текста программ, например, в системе Subversion.

Выводы. Названы новые условия, требующие развития глобальных и локальных

систем автоматического и автоматизированного управления в электроэнергетике. Быстрое

развитие ИТ способствует появлению глобальных САУ и дальнейшему развитию систем.

Разработано ППО «ПЛАТФОРМА-АПК», предназначенное для создания локаль-

ных и глобальных (распределенных) АСУ и САУ. Указанное ППО обладает рядом функ-

ций и свойств, ориентированных на надежную и эффективную работу глобальных САУ,

даже в случае отказа каналов связи или отдельных узлов САУ.

Сформулированы требования к системе долговременного хранения информации

для АСУ и САУ, позволяющие упросить их пуско-наладку и эксплуатацию, включая эта-

пы их развития и реконструкции.

Список использованных источников

1. Осак А.Б., Домышев А.В., Сорокин И.В. Автоматизация систем диспетчерского управления электроэнер-

гетическими объектами на основе SCADA-АНАРЭС. // Современные программные средства для расчё-

тов нормальных и аварийных режимов, надёжности, оценивания состояния, проектирования электро-

энергетических систем: Сб. докл. VI науч.-практ. семинара. Новосибирск: ИДУЭС, 2006.

2. Осак А.Б., Домышев А.В., Сорокин

И.В. Опыт создания и внедрения современных устройств противо-

аварийной автоматики АПНУ и перспективы их развития // Оперативное управление в электроэнергети-

ке. Подготовка персонала и поддержание его квалификации. 2009. №1. С. 55–58.

3. Осак А.Б., Домышев А.В., Бузина Е.Я. Современные подходы к созданию аппаратно-программного ком-

плекса управления нормальными и аварийными

режимами большого энергообъединения // Современные

направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем. Сб. докл. межд. науч.-техн.

конф. (Москва, 7-10 сентября 2009).

4. Осак А.Б., Домышев А.В., Шепилов О.Н., Разработка словаря электроэнергетических терминов, как ос-

новы взаимодействия различных программных комплексов.// Современные программные средства для

расчетов и оценивания состояния режимов электроэнергетических

систем: Сб. докл. III межд. науч.-

практ. семинара. Новосибирск: ИДУЭС, 2004. С. 83–87.

5. IEC 61970 Energy Management System Application Program Interface (EMS-API) - Part 301: Common Infor-

mation Model (CIM) Base, cd2.0, April 2009.

6. Осак А.Б., Домышев А.В., Шепилов О.Н. Система унифицированного хранения и обмена данными для

электроэнергетических задач и ее применение в ПВК АНАРЭС-2000 // Современные программные сред-

ства для расчетов надежности и оценивания состояния режимов электроэнергетических систем: Сб

. докл.

IV межд. науч.-практ. семинара. Новосибирск: ИДУЭС, 2004. С. 99–105.

329

УПРАВЛЕНИЕ РЕЖИМАМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ПУТЕМ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ

А.П. Долгов, Г.В. Рогов

НГТУ

Нормальное функционирование современных электроэнергетических систем (ЭЭС)

невозможно без применения средств регулирования режимов. Регулирование режима вы-

полняется прежде всего на электрических станциях путем изменения мощностей турбин и

токов возбуждения генераторов и дополняется средствами регулирования, размещенными

на подстанциях и в электрических сетях. В установившемся режиме для дополнительного

регулирования привлекаются, например, источники (или потребители) реактивной мощ-

ности: синхронные компенсаторы, статические тиристорные компенсаторы, шунтирую-

щие реакторы и др. В переходном режиме используются разнообразные меры противоава-

рийного управления, например, электрическое торможение, автоматическая частотная

разгрузка, управляемые источники реактивной мощности. Применение средств дополни-

тельного регулирования существенно улучшает режимы работы ЭЭС: вводит в допусти-

мые границы показатели качества электроэнергии, снижает потери активной мощности,

оптимизирует загрузку оборудования, повышает устойчивость.

В последнее время возможности по регулированию установившихся и переходных

режимов ЭЭС существенно расширились благодаря развитию технологий FACTS (управ-

ляемые электропередачи), которые основаны на последних достижениях силовой электро-

ники. Управление перетоками мощности и другими параметрами режима становится воз-

можным не только за счет изменения напряжений генераторов и углов их роторов, но и за

счет изменения параметров схемы. В статье рассмотрено влияние параметров схемы на

режимы работы электрических станций и сетей.

Рисунок 1 – Схема двухмашинной системы

Для анализа статической устойчивости и получения угловых характеристик мощ-

ности в двухмашинной системе при сложной связи между генераторами (рисунок 1) вос-

пользуемся собственными 



, 



и взаимными 



, 



проводимостями генераторных

ветвей, которые получаются преобразованием исходной схемы:





























;





























;

































В подобной системе активная и реактивная мощности, выдаваемые генератором 1 с

ЭДС 



, могут быть определены как: