Законы регулирования и режимы работы асинхронизированного компенсатора в энергосистеме

Цели и задачи работы

1. 
   Исследование режимов работы АСК в энергосистеме.
   
2. 
   Разработка законов регулирования АСК с обеспечением выполнения условий статической устойчивости в зависимости от наличия либо отсутствия информации об эквивалентном напряжении мощной сети.
   
3. 
   Разработка законов регулирования АСК с переменной частотой вращения как демпфера активной мощности.
   
4. 
   Исследование возможных областей применения АСК с переменной частотой вращения в энергосистеме и выработка методических рекомендаций по его внедрению в ЭЭС.
   

Методы решения задач

1. 
   Математическое моделирование АСК. Построенная модель включает в себя модель собственно электрической машины, выполненную по уравнениям Парка-Горева, модель системы возбуждения и управления, реализующую разработанные законы управления, и модель энергосистемы.
   
2. 
   Исследование статической устойчивости АСК в эквивалентной расчётной схеме методом малых приращений с анализом по алгебраическому критерию Гурвица (анализ коэффициентов характеристического полинома).
   
3. 
   Исследование динамической устойчивости АСК в эквивалентной расчётной схеме численным методом.
   
4. 
   Моделирование в реальном времени прототипа АРВ в цикле HIL (hardware in the loop, программно-аппаратное моделирование) на специализированном компьютерном стенде.
   
5. 
   Проектирование и конструирование программно-аппаратного комплекса на базе программного продукта Matlab xPC для проверки в режиме реального времени законов управления АСК и АСКМ, реализованных в реальном прототипе АРВ.
   

Научная новизна

1. 
   Доказана недостаточность традиционного закона регулирования АСК в простейшей энергосистеме.
   
2. 
   Разработаны законы регулирования АСК, обеспечивающие максимальный диапазон статически устойчивых режимов в простейшей энергосистеме как при наличии, так и при отсутствии информации о напряжении мощной сети.
   
3. 
   Проведён сравнительный анализ различных вариантов исполнения датчика положения ротора АСКМ и даны рекомендации по его выбору.
   
4. 
   Разработана методика нахождения оптимального соотношения установленной мощности системы возбуждения и момента инерции маховика АСКМ для различных областей его применения в энергосистеме.
   

Положения, выносимые на защиту

1. 
   Результаты исследований режимов работы АСК с т.н. «традиционным» законом регулирования АСК.
   
2. 
   Новые законы регулирования АСК, обеспечивающие статическую устойчивость режимов работы ЭЭС при наличии либо отсутствии информации о напряжении мощной сети.
   
3. 
   Результаты исследования режимов работы АСК с переменной частотой вращения в энергосистеме.
   
4. 
   Методика расчёта оптимального соотношения мощности системы возбуждения и момента инерции маховика АСКМ для обеспечения эффективности работы в энергосистеме.
   

Практическая ценность

1. 
   Разработаны законы регулирования АСК, обеспечивающие устойчивую работу АСК в ЭЭС.
   
2. 
   Разработана методика расчёта оптимального соотношения параметров системы возбуждения и маховика, а также диапазона частот вращения АСКМ при работе в энергосистеме.
   
3. 
   Предложены и проанализированы возможные области применения АСКМ в энергосистеме.
   
4. 
   Создан и испытан макет регулятора возбуждения для АСКМ на компьютерном стенде в режиме реального времени.
   
5. 
   Результаты, полученные в диссертации, верифицированы по результатам системных испытаний на компенсаторе АСК-100-4 на подстанции «Бескудниково».