Розвиток методів аналізу перехідних процесів електроенергетичних систем на основі використання удосконалених моделей їх елементів - Автореферат

Розвиток методів аналізу перехідних процесів електроенергетичних систем на основі використання удосконалених моделей їх елементівОтже, на даний момент існує потреба в удосконаленні методів аналізу перехідних процесів ЕЕС шляхом суттєвого розвитку й удосконалення математичних моделей їх елементів, які повинні мати значно вищі показники за компонентами ефективності й адекватності порівняно з моделями, наявними в бібліотеках сучасних компютерних середовищ моделювання режимів і процесів. Дисертаційна робота виконувалась в рамках держбюджетної наукової теми ДБ/АПРІОРА «Створення методів, алгоритмів і програм для математичного та компютерного моделювання динамічних процесів в електроенергетичних системах», номер державної реєстрації 0102U001170. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі: · провести аналіз методів створення та застосування математичних моделей і макромоделей елементів ЕЕС, наявних у компютерних середовищах математичного моделювання перехідних процесів і описаних у літературних джерелах; · розробити універсальний підхід до створення математичних моделей і макромоделей для аналізу перехідних процесів елементів ЕЕС з подальшою їх адаптацією до компютерних середовищ математичного моделювання усталених режимів і перехідних процесів; · запропоновано спосіб побудови математичної моделі ЕС з дискретними математичними макромоделями її окремих елементів, а також адаптації як математичних моделей, так і макромоделей до середовищ (Matlab/Simulink, ATP/EMTP) аналізу перехідних процесів.У першому розділі виконано огляд стану розвитку засобів математичного моделювання ЕЕС з використанням сучасних інформаційних технологій. Обгрунтовано, що аналіз перехідних процесів ЕЕС найдоцільніше здійснювати у середовищі Matlab/Simulink, перевага якого полягає у можливості аналізу процесів ЕЕС як за допомогою вбудованих моделей, так і з використанням математичних операторів і засобів програмування. У другому розділі проводиться аналіз математичних моделей і макромоделей елементів ЕЕС (джерел живлення, АТ і трансформаторів, повітряних і кабельних ліній та вузлів навантаження), представлених у літературних джерелах, з погляду аналізу перехідних процесів і врахування можливостей їх адаптації до компютерних середовищ математичного моделювання. Показано доцільність удосконалення наявних і розроблення нових математичних моделей і макромоделей з можливістю адаптації до компютерних середовищ математичного моделювання ЕЕС. , де , , , , , - вектор-стовпці фазних напруг і фазних струмів відповідно послідовної, спільної та трансформаторної обвитки АТ; - вектор-стовпець, компонентами якого є струм у нейтралі послідовної обвитки; - вектор-стовпець потокозчеплень фаз спільної обвитки від основного магнітного потоку; , , , , , - діагональні матриці резистивних опорів та власних індуктивностей розсіяння відповідно послідовної, спільної та трансформаторної обвитки АТ; , , - діагональні матриці взаємних індуктивностей відповідно між послідовною, спільною й трансформаторною обвитками АТ; , - діагональні матриці елементами яких є коригувальні опір й індуктивність, які враховують відмінність параметрів АТ для прямої та нульової послідовностей; ; - коефіцієнти трансформації між спільною та послідовною, спільною й трансформаторною обвитками; - матриця перетворень фазних напруг трансформаторної обвитки в лінійні.У дисертації вирішено наукову задачу розвитку методів аналізу перехідних процесів ЕЕС на основі удосконалення моделей їх елементів із використанням компютерних середовищ математичного моделювання. На підставі аналізу бібліотек елементів найбільш поширених сучасних компютерних середовищ математичного моделювання перехідних процесів ЕЕС (EMTP, ATP, NETOMAC, Matlab/Simulink тощо) виявлено недостатньо високу ефективність, універсальність й адекватність наявних математичних моделей у їх структурі. Розроблено концептуальні засади формування математичних моделей ЕС, які грунтуються на застосуванні декомпозиції та макромоделювання в методі підсхем у середовищі Matlab/Simulink із можливостями адекватного врахування нелінійних характеристик намагнічування та втрат у сталі елементів магнітопроводу ЕМА. Їх застосування дає змогу з єдиних позицій створювати математичні моделі в гібридному координатному базисі методу координат стану, контурних координат і координат віток шляхом перетворення диференціальних рівнянь у тотожні їм інтегральні. Моделі вирізняються ефективністю й універсальністю, що дозволяє здійснювати моделювання перехідних процесів для різних режимів і схем без зміни структури моделі.

Основний зміст роботи