67
гибридный подход, который предполагает моделирование
на цифровом, аналоговом и физическом уровнях. На
аналоговом уровне происходит решение математических
моделей методом точного непрерывного неявного
интегрирования на неограниченном интервале. На
физическом уровне происходит моделирование спектра
всех видов коммутационных процессов ВЭУ 3 типа, в
частности, воспроизводится работа преобразователя.
Цифроуправляемая физическая модель преобразователя
создана на базе цифровых управляемых аналоговых
ключей (ЦУАК) и реализована по трехуровневой схеме
[7]. На цифровом уровне моделирование представляет
численное
решение
математических
моделей
в
микропроцессорах (решается математическая модель
аэродинамического преобразования, модель ветра). На
цифровом уровне также реализуются САУ ВЭУ.
Согласно обозначенному подходу, разработан
специализированный гибридный процессор (СГП) ВЭУ 3
типа, который основан на принципах, заложенных в [7]
(рис. 1).
Рис. 1 – Структурная схема специализированного гибридного
процессора ВЭУ 3 типа.
Где: ГСП М – гибридный сопроцессор
математической модели АГДП (создан по принципу
модели [7] и реализован по уравнениям Парка-Горева);
МПУ – микропроцессорный узел, обеспечивающий все
информационно-управляющие функции СГП ВЭУ 3 типа
и состоящий из периферийных микропроцессоров: ЦП –
Центральный процессор, связующее звено между
процессорами МПУ и Сервером ВМК РВ ЭЭС. ЦП
синхронизирует работу всех сопроцессоров в МПУ,
передает данные на Сервер; Главный сопроцессор –
сопроцессор математической модели ветра, его
аэродинамического преобразования и управления углом
тангажа; ПК – процессор коммутации, реализует ШИМ, т.
е. ПК формирует управляющие воздействия для ЦУАК
ФМ преобразователя, а также и реализация прочих
коммутаций (К 1 – 3) и быстродействующей защиты СП
ФМ З; ПАЦП – процессор аналого-цифрового
преобразования (АЦП), обеспечивает посредством АЦП
оцифровку результатов моделирования, а также
всевозможные
функциональные
преобразования
информации; ЦП – центральный процессор, осуществляет
информационно-управляющее
взаимодействие
по
локальной компьютерной сети (ЛКС) между сервером
ВМК РВ ЭЭС и периферийными процессорами, а также
обеспечивает ввод данных в цифро-аналоговые
преобразователи (ЦАП) гибридных сопроцессоров (ГСП)
и
предварительную
функциональную
обработку
результатов моделирования при необходимости; ГСП Р,
ГСП ЦПТ, ГСП Ф, ГСП Т – соответственно гибридные
сопроцессоры реактора, цепи постоянного тока, фильтра
высших гармоник, трансформатора.
Каждый ГСП – это отдельная цифро-аналоговая
структура, созданная с использованием электронных и
интегральных
микроэлектронных
компонентов
(сумматоры и интеграторы на операционных усилителях,
пассивные элементы).
IV.
Э
КСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СРАВНЕНИЯ
МОДЕЛЕЙ
ВЭУ 3
ТИПА
Для проведения исследований тестовая модель
ЭЭС реальной размерности была реализована в ПВК
Eurostag и ВМК РВ ЭЭС (рис. 2).
Рис. 2 – Модель электроэнергетической системы.
Для данной модели ЭЭС задавался и сравнивался
исходный режим, результаты воспроизведения которого
полностью совпадают (различия не более 1%). Для всего
традиционного оборудования ЭЭС соответственно заданы
одинаковые параметры и настройки их САУ. Для моделей
ВЭУ 3 типа, настройка САУ осуществлялась в рамках
возможностей ПВК, стратегия направлена на контроль
напряжения в узле присоединения ВЭУ. Также приняты
одинаковые параметры механической, электрической
части, и их управление. Защиты ВЭУ и ЭЭС от
перенапряжения/тока и частоты не применяется, т.к. в
статье исследуются переходные процессы и возможные
последствия коротких замыканий при исследовании
различных моделей ВЭУ 3 типа.
Местом установки ВЭУ 3 типа является узел 176.
Мощность моделируемой ВЭС 20 МВт. В этом же узле на
такую же мощность задана нагрузка. Такой подход
принят, чтобы не менять исходное схемно-режимное
состояние ЭЭС и позволяет выявить именно погрешности
расчётов, возникающие из-за внедрения ВЭУ 3 типа.
В качестве возмущения приняты: наброс нагрузки и
трехфазное короткое замыкание (КЗ). Ввиду ограничений
на объем статьи осциллограммы переходных процессов
при набросе нагрузки не представлены.
Следует отметить,
что для малых возмущений модели могут обеспечить
сопоставимые отклики активной мощности, тока и
напряжения.
Рассмотрим переходные процессы при трехфазных
КЗ подробнее:
A.
Опыт 1: Близкое трехфазное металлическое
КЗ длительностью 0,1 сек в узле 158.
Результаты моделирования представлены на рис. 3.
