Аналіз та синтез систем збудження машин змінного струму електромашиновентильних комплексів генерування електроенергії - Автореферат

Національний університет “Львівська політехніка” УДК 621.313.322 Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук АНАЛІЗ ТА СИНТЕЗ СИСТЕМ ЗБУДЖЕННЯ МАШИН ЗМІННОГО СТРУМУ ЕЛЕКТРОМАШИНОВЕНТИЛЬНИХ КОМПЛЕКСІВ ГЕНЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ 05.09.03 Електротехнічні комплекси та системи Куцик Андрій Степанович Львів 2007 Дисертацією є рукопис. Робота виконана в Національному університеті “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки Науковий консультант:доктор технічних наук, професор Плахтина Омелян Григорович, професор кафедри „Електропривод та автоматизація промислових установок” Національного університету „Львівська політехніка. Офіційні опоненти:доктор технічних наук, професор Нізімов Віктор Борисович, професор кафедри електрообладнання Дніпродзержинського державного технічного університету. доктор технічних наук, професор Сивокобиленко Віталій Федорович, завідувач кафедри електричних станцій Донецького національного технічного університету. Автореферат розісланий 13 березня 2007 р. Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Коруд В.І. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальність теми. В дисертаційній роботі під електромашиновентильним комплексом (ЕМВК) генерування електроенергії розглядається система, яка складається з електричної машини (синхронної або асинхронної), напівпровідникового регулятора збудження, системи керування і захисту, яка може працювати як паралельно з мережею, так і на автономне навантаження. Отже, при проектуванні системи збудження необхідно враховувати реальні параметри генератора і навантаження. Окремою проблемою є випробування систем керування і захисту електромашиновентильних комплексів генерування електроенергії за умови відсутності силової частини цих комплексів. На підставі аналізу доступних нам літературних джерел можна стверджувати, що таких моделей, адекватних в широкому діапазоні роботи електромашиновентильних комплексів генерування електроенергії, зокрема в нормальних і аварійних режимах, в усталених і перехідних режимах, здатних працювати в реальному масштабі часу з реальними системами керування не існує. На основі зазначеного, розробка адекватних математичних моделей ЕМВК генерування електроенергії для аналізу і синтезу систем збудження машин змінного струму, а також для комп’ютерного випробування регуляторів збудження з використанням сучасних досягнень комп’ютерної і цифрової електронної техніки, математичного моделювання, нових методів програмування є актуальною науково-прикладною проблемою, яка має велику практичну цінність. Робота виконувалася згідно з грантом Президента України для молодих науковців в межах наукової роботи Синтез і аналіз систем керування збудженням потужних синхронних генераторів з використанням принципів теорії нечітких множин (GP/F11/0020), а також в рамках держбюджетних робіт: ДБ/Спектр 0103U001362 (2003 - 2004 рр.) Методи аналізу та синтезу інтелектуальних систем керування енергетичними об’єктами, ДБ/Коло 0105U000608 (2005 - 2006 рр.) Інтелектуальні технології для ідентифікації та керування електроенергетичних систем. Метою дисертаційної роботи є розроблення методу для розв’язання задач аналізу, синтезу та випробування систем збудження машин змінного струму в складі електромашиновентильних комплексів генерування електроенергії з використанням уточнених математичних моделей їх елементів (електричних машин і напівпровідникових перетворювачів) та виявлення з їх використанням нових залежностей процесів в електромашиновентильних комплексах генерування електроенергії. · Запропоновано метод, який дає можливість з використанням сучасних досягнень в галузі моделювання та комп’ютерної техніки розв’язати задачі аналізу та випробування систем збудження машин змінного струму з забезпеченням встановлених вимог до повноти математичного опису об’єктів та придатності розроблених моделей для взаємодії з фізичними системами в реальному часі. · Розроблено з використанням запропонованого методу математичні та комп’ютерні моделі генераторних установок електростанцій з синхронними генераторами (СГ) та безщітковими і статичними напівпровідниковими системами збудження, а також математичні моделі генераторних установок з асинхронними генераторами, в яких застосовано перспективні схемотехнічні рішення. · Встановлено нові залежності процесів в генераторних установках з асинхронними машинами, в яких реалізовано нові схемотехнічні рішення, та вироблено рекомендації щодо підвищення якості формування напруги та покращення енергетичної ефективності в умовах регулювання збудження та швидкості обертання генератора Об’єктом дослідження є електромагнітні та електромеханічні процеси в потужних електротехнічних системах. Метод математичного моделювання електромашино-вентильних систем та методи об’єктно-орієнтованого проектування, які покладено в основу запропонованого методу аналізу. · Запропонований метод, а також розроблене мовою С програмне забезпечення, дає можливість створювати комп’ютерні моделі складних електромашиновентильних систем (ЕМВС) у форм