222
I.
В
ВЕДЕНИЕ
Одним из важнейших параметров нормальной работы
электроэнергетической системы (ЭЭС) является, частота.
Ее значение должно входить в пределы, заданные ГОСТом
и обеспечивается за счет сохранения баланса генерируемой
и потребляемой активных мощностей. При малых
отклонениях частоты отрабатывает автоматический
регулятор частоты и мощности (АРЧМ). Однако, в случае
возникновения аварийного небаланса активной мощности,
за счет отключения межсистемной связи или нагрузки
большой мощности задействуется противоаварийная
автоматика. В дефицитной части ЭЭС баланс мощностей
сохраняется за счет функционирования автоматической
частотной разгрузки. В избыточном районе возникает
необходимость
использования
противоаварийной
автоматики, среди которых наиболее технологически и
экономически эффективным является применение
управляющего воздействия (УВ) противоаварийной
разгрузки турбогенератора (ПАРТ) [1, 2].
Эффективность ПАРТ в значительной мере зависит от
значений параметров УВ, которое подается на внешний
вход
усилителя
электрогидравлического
АРЧМ
предназначенного для разгрузки турбогенератора. Выход
усилителя
подключен
к
обмотке
плунжерного
электромагнита, плунжер которого соединен со штоком
гидравлического исполнительного механизма (ГИМ),
инициирующего
при
ПАРТ
процесс
закрытия
регулирующих клапанов паровой турбины. Для
осуществления ПАРТ с гидромеханическим, существенно
более инерционным, АРЧМ, последний дополняется
электрогидравлической приставкой (ЭГП), состоящей из
выше указанных усилителя электрических сигналов,
плунжерного магнита и ГИМ.
II.
П
РОБЛЕМАТИКА
Приемлемая эффективность функционирования УВ
ПАРТ достигается при соответствующей настройке
обеспечивающей сохранение динамической устойчивости
и выход на послеаварийной уровень генерации активной
мощности с минимальным уровнем и длительностью
синхронных качаний с учетом взаимовлияния всего
оборудования, не только непосредственно участвующего в
ПАРТ, но и ЭЭС в целом. Однако получение необходимой
информации является основной проблемой при адекватной
настройке ПАРТ, ввиду невозможности проведения
испытаний в реальной ЭЭС, и чрезвычайной сложности, а
также
существенных
ограничений
физического
моделирования. Вследствие чего единственным способом
получения достаточно полной и достоверной информации,
необходимой для адекватной настройки ПАРТ, является
математическое моделирование, полнота и достоверность
которого обеспечивается двумя факторами:
•
полнотой и достоверностью используемых
математических моделей всего влияющего не разгрузку
оборудования и ЭЭС в целом;
•
приемлемой точностью решения применяемых
математических моделей.
Сложность подобного математического моделирования
заключается в единстве, непрерывности и параллельности
производства, трансформации, передачи, распределения и
потребления электроэнергии, всё участвующее в этом
многочисленное, сложное и разнообразное оборудование
электрических станций и ЭЭС, особенно связанных с
противоаварийной разгрузкой постоянно взаимодействует
между собой во всевозможных нормальных, аварийных и
послеаварийных режимах их работы. С физико-
математической точки зрения подавляющее большинство
этого оборудования (котлоагрегаты с паровыми
турбинами, гидротурбины, электрические генераторы и их
системы
регулирования,
трансформаторы,
линии
электропередачи, электродвигатели и значительная часть
остальной электрической нагрузки, а также различного
рода и назначения преобразователи и многое другое
оборудование)
описываются
системами
дифференциальных уравнений.
Между тем, во всех используемых в настоящее время
для подобных целей многочисленных программах расчета
режимов и процессов в реальных ЭЭС постоянно
применяются, несомненно, в ущерб полноте и
достоверности, нередко неприемлемые для сложных задач,
упрощения и ограничения для математических моделей
ЭЭС и условий их решения. Главной причиной
необходимости этих упрощений и ограничений является
то, что достаточно полная и достоверная трехфазная
математическая модель любой реальной ЭЭС, с учетом
допустимого частичного эквивалентирования, всегда
содержит
очень
жесткую
нелинейную
систему
дифференциальных уравнений чрезвычайно высокого
порядка, плохо обусловленную, согласно теории методов
дискретизации для дифференциальных уравнений, на
ограничительных условиях применимости методов их
численного интегрирования, неизбежно составляющих
вычислительное ядро всех современных программно-
вычислительных комплексов (ПВК) расчета режимов и
процессов в ЭЭС.
В силу методического характера рассмотренной
проблемы, определяемые ею указанные негативные
последствия
возникают
при
сугубо
численном
моделировании любых больших динамических систем,
независимо от используемой компьютерной техники, и в
рамках этого одностороннего подхода принципиально
неустранимы.
Единственной
методологической
альтернативой,
позволяющей
радикально
решить
проблему
адекватного
моделирования
больших
динамических систем, может служить только комплексный
подход, представляющий собой в широком смысле
гибридное моделирование, открывающее возможность для
каждого значимого аспекта сложной проблемы создавать и
применять наиболее эффективные методы и средства,
агрегирования которых обеспечивает требуемый уровень
решения проблемы в целом. Данную идею позволяет
реализовать созданный Томском политехническом
университете экспериментальный образец Всережимного
моделирующего
комплекса
реального
времени
электроэнергетических систем (ВМК РВ ЭЭС) [3, 4],
обладающего всеми вышеуказанными свойствами и
возможностями.
III.
М
ЕТОДИКА НАСТРОЙКИ
УВ ПАРТ
В настоящее время УВ ПАРТ имеет 2-3 ступени
разгрузки турбогенератора. Данные уставки проверяются
на отдельно стоящем турбогенераторе и не учитывается
