92
•
UF – воспроизведение обобщенного вектора
фазного напряжения и частоты этого вектора, модель
верифицируется по трехфазной активной и реактивной
мощности;
•
PQUF
–
использует
параллельно
два
вышеописанных парадигм (PQ и UF) за один цикл
воспроизведения.
Однако,
данные
парадигмы
обладают
существенными
недостатками,
среди
которых
принципиальное отсутствие возможности учесть
несимметричность режимов. Вычисление фазового угла
вектора напряжения, необходимого для воспроизведения
режимов в парадигме UF, производится из сигнала
частоты.
Как
показывают
вычислительные
эксперименты, такой подход способствует появлению
существенной погрешности. В свою очередь, парадигма
PQ имеет недостаточную чувствительность при
воспроизведении аварийных режимов. Это связано с
неопределенностью,
вызванной
бесчисленным
количеством всевозможных вариаций векторов тока и
напряжения, необходимых для расчета характеризующей
режим мощности.
Учитывая обозначенные недостатки, был разработан
метод верификации модели СГ, основанный на
следующих подходах:
1.
Воспроизведение вектора напряжения для
каждой фазы. Сравнение осуществляется по векторам
фазных токов статора в записи через действительную и
мнимую часть.
2.
Воспроизведение вектора тока статора для
каждой фазы. Сравнение осуществляется по векторам
фазных напряжений статора в записи через
действительную и мнимую часть.
ПП в СГ с ДК (3) [11,12] изначально представляет
собой затухание тока в ДК, затем – в ОВ. Следовательно,
сам процесс верификации модели СГ можно разделить на
три последовательных этапа:
1.
Верификация синхронных параметров по
данным установившегося режима.
2.
Верификация переходных параметров в
электромеханических ПП.
3.
Верификация сверхпереходных параметров в
электромагнитных ПП.
{
i(t) = (I
пm
′′
e
−
t
T d
′′
+ I
пm
′
e
−
t
T d
′
+ I
пm∞
) ∙ cos(ωt) + i
а
(t)
i
а
(t) ≈ 0
. (3)
Качество модели оценивается при сравнении
зарегистрированного сигнала процесса и сигнала,
получаемого с модели. Для количественной оценки
предлагается использовать показатель MSE (4): он
продемонстрировал адекватные результаты в ходе
вычислительных экспериментов. Для корректного
сравнения интервал дискретизации данных для всех
контролируемых сигналов измерений должен быть
одинаковым. Стоит отметить, что в отличие от целевой
функции в статье [5], приведение MSE к базовому
сигналу в данном случае не требуется из-за обращения к
вектору через действительную и мнимую составляющие,
а не через модуль и угол. Таким образом, не возникает
потребности в сравнении показателей MSE для сигналов
разного типа. Преимуществом MSE перед SSE
заключается
в
том,
что
MSE
учитывает
продолжительность процесса
T
, что позволяет
сравнивать сигналы разной длины.
MSE =
1
K∙T
∙ ∑ [∑ (S
i
meas
(t) − S
i
sim
(t))
2
C
i=0
]
j
K
j=0
. (4)
Следует отметить, что важнейшим этапом процесса
верификации параметров модели СГ является процесс
формирования совокупности режимов.
При выборе событий для верификации параметров
турбоагрегата
необходимо
руководствоваться
следующими принципами:
•
погрешность измерений должна быть в классе
точности;
•
вариативность и избыточность событий –
наличие и электромеханических, и электромагнитных
ПП, а также установившиеся режимы (для модели СГ);
•
кластеризация по частоте событий за
оговоренный
период
времени,
интенсивности
использования оборудования, сезону и обобщенной
оценке температуры окружающей среды;
•
использование событий внутри промежутка
времени между ремонтами (калибровкой) исследуемого
оборудования.
IV.
А
ПРОБАЦИЯ
Перед выполнением апробации метода требуется
сформировать массив данных по измерениям заданных
режимов ЭЭС. Для тестирования вышеописанного
метода рассматриваются следующие режимы:
•
установившийся режим СГ, характеризуемый
неизменностью параметров;
•
несимметричное
короткое
замыкание
в
определенной точке сети;
•
синхронные качания с плавно нарастающей
амплитудой.
Подобная выборка позволяет охватить основные
типы режимов, характерных для ЭЭС (установившийся
режим, быстропротекающий электромагнитный процесс
и электромеханический процесс) и удовлетворить ранее
сформулированную
потребность.
Данные
вышеперечисленных режимов были получены с
имитационной модели ЭЭС в «MATLAB/Simulink».
Вектора токов и напряжений режимов были получены
путем имитации функционирования устройства СВИ
(УСВИ) с частотой дискретизации 50 выборок в секунду.
При этом, параметры СГ были одинаковы и при
моделировании
первичных
данных,
и
при
воспроизведении режима по записанным данным.
Затем по сформированным данным осуществлялось
воспроизведение
режимов
в
соответствии
с
разработанным методом. И для оценки метода
производился
как
количественный
анализ
(с
использованием показателя MSE), так и качественный
анализ (путем визуального сравнения эталонных
графиков
с
графиками,
полученными
при
воспроизведении режимов в модели).
