Научная статья на тему 'Анализ возможности применения всережимного моделирующего комплекса реального времени электроэнергетических систем в качестве программно-аппаратного комплекса настройки и сертификации автоматических регуляторов возбуждения'

Анализ возможности применения всережимного моделирующего комплекса реального времени электроэнергетических систем в качестве программно-аппаратного комплекса настройки и сертификации автоматических регуляторов возбуждения Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
441
90
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ВОЗБУЖДЕНИЯ / МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ / ГИБРИДНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ / МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ / PSCAD / ВМК РВ ЭЭС / AUTOMATIC EXCITATION REGULATOR (AER) / POWER SYSTEM SIMULATION / HYBRID SIMULATION / MATHEMATIC SIMULATION / HYBRID REAL-TIME POWER SYSTEM SIMULATOR (HRTSIM)

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Аскаров Алишер Бахрамжонович, Рубан Николай Юрьевич, Андреев Михаил Владимирович, Уфа Руслан Александрович, Суворов Алексей Александрович

ЦЕЛЬ. В данной работе изучен вопрос возможности применения Всережимного моделирующего комплекса реального времени электроэнергетических систем (ВМК РВ ЭЭС), разработанного в ФГАОУ ВО «НИ ТПУ», как основы для создания первого отечественного программно-аппаратного комплекса настройки и сертификации автоматических регуляторов возбуждения (АРВ). МЕТОДЫ. Методом исследования при выполнении экспериментальной части являлось математическое моделирование исследовалась модель АРВ сильного действия (АРВ СД), интегрированная в ВМК РВ ЭЭС. В качестве инструмента моделирования применялся программный комплекс PSCAD. Базовой схемой для проведения исследований являлась часть энергорайона Томской области. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Представлены осциллограммы работы АРВ СД в программной среде PSCAD и в ВМК РВ ЭЭС при возникновении возмущающих воздействий, из которых видно, что модель функционирует корректно, в соответствии с действующим стандартом. ВЫВОДЫ. В итоге установлено, что благодаря своим свойствам ВМК РВ ЭЭС позволяет получать наиболее точную и достоверную информацию о режимах и процессах, протекающих в ЭЭС, что, в свою очередь, предоставляет возможность адекватной настройки устройств АРВ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Аскаров Алишер Бахрамжонович, Рубан Николай Юрьевич, Андреев Михаил Владимирович, Уфа Руслан Александрович, Суворов Алексей Александрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

APPLICATION POSSIBILITY ANALYSIS OF A HYBRID REAL-TIME POWER SYSTEM SIMULATOR AS A HARDWARE-SOFTWARE SYSTEM FOR AER CONFIGURATION AND CERTIFICATION

PURPOSE. The paper studies the application possibility of a Hybrid Real-Time Power System Simulator (HRTSim) developed at National Research Tomsk Polytechnic University as a basis for the development of the first national hardware and software system for configuration and certification of automatic excitation regulators (AER). METHODS. Mathematical modeling has been used as a research method for the experimental part including the study of the AER model of forced control (AER FC) integrated in HRTSim. The PSCAD software package has been used as a simulation tool. A part of the Tomsk region power system has been used as a base scheme for the researches. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. The presented resulting waveforms of AER FC operation in PSCAD software and HRTSim under arising disturbances demonstrate that the model correctly operates in accordance with the standard in force. CONCLUSIONS. It has been determined that HRTSim characteristics allow to obtain the most accurate and reliable information on electric power system (EPS) regimes and processes. Due to this fact there is a possibility for adequate configuration of AER devices.

Текст научной работы на тему «Анализ возможности применения всережимного моделирующего комплекса реального времени электроэнергетических систем в качестве программно-аппаратного комплекса настройки и сертификации автоматических регуляторов возбуждения»

Оригинальная статья / Original article УДК 621.313.126

DOI: 10.21285/1814-3520-2017-9-114-124

АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВСЕРЕЖИМНОГО МОДЕЛИРУЮЩЕГО КОМПЛЕКСА РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ В КАЧЕСТВЕ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА НАСТРОЙКИ И СЕРТИФИКАЦИИ АВТОМАТИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ ВОЗБУЖДЕНИЯ

© А.Б. Аскаров1, Н.Ю. Рубан2, М.В. Андреев3, Р.А. Уфа4, А.А. Суворов5

Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Российская Федерация, 634050, г. Томск, пр-т Ленина, 30.

РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬ. В данной работе изучен вопрос возможности применения Всережимного моделирующего комплекса реального времени электроэнергетических систем (ВМК РВ ЭЭС), разработанного в ФГАОУ ВО «НИ ТПУ», как основы для создания первого отечественного программно-аппаратного комплекса настройки и сертификации автоматических регуляторов возбуждения (АРВ). МЕТОДЫ. Методом исследования при выполнении экспериментальной части являлось математическое моделирование - исследовалась модель АРВ сильного действия (АРВ СД), интегрированная в ВМК РВ ЭЭС. В качестве инструмента моделирования применялся программный комплекс PSCAD. Базовой схемой для проведения исследований являлась часть энергорайона Томской области. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Представлены осциллограммы работы АРВ СД в программной среде PSCAD и в ВМК РВ ЭЭС при возникновении возмущающих воздействий, из которых видно, что модель функционирует корректно, в соответствии с действующим стандартом. ВЫВОДЫ. В итоге установлено, что благодаря своим свойствам ВМК РВ ЭЭС позволяет получать наиболее точную и достоверную информацию о режимах и процессах, протекающих в ЭЭС, что, в свою очередь, предоставляет возможность адекватной настройки устройств АРВ.

Ключевые слова: автоматический регулятор возбуждения, моделирование электроэнергетических систем, гибридное моделирование, математическое моделирование, PSCAD, ВМК РВ ЭЭС.

Формат цитирования: Аскаров А.Б., Рубан Н.Ю., Андреев М.В., Уфа Р.А., Суворов А.А. Анализ возможности применения всережимного моделирующего комплекса реального времени электроэнергетических систем в качестве программно-аппаратного комплекса настройки и сертификации автоматических регуляторов возбуждения // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 9. С. 114-124. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-9-114-124

APPLICATION POSSIBILITY ANALYSIS OF A HYBRID REAL-TIME POWER SYSTEM SIMULATOR AS A HARDWARE-SOFTWARE SYSTEM FOR AER CONFIGURATION AND CERTIFICATION A.B. Askarov, N.Yu. Ruban, M.V. Andreev, R.A. Ufa, A.A. Suvorov

National Research Tomsk Polytechnic University, 30 Lenin pr., Tomsk 634050, Russian Federation.

ABSTRACT. PURPOSE. The paper studies the application possibility of a Hybrid Real-Time Power System Simulator (HRTSim) developed at National Research Tomsk Polytechnic University as a basis for the development of the first na-

1

Аскаров Алишер Бахрамжонович, магистрант, e-mail: solanoichi@mail.ru Alisher B. Askarov, Master's Degree student, e-mail: solanoichi@mail.ru

2Рубан Николай Юрьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры электроэнергетических систем, e-mail: rubanny@tpu.ru

Nikolai Yu. Ruban, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Power Supply Systems, e-mail: rubanny@tpu.ru

3Андреев Михаил Владимирович, кандидат технических наук, заведующий научно-исследовательской лабораторией «Моделирование электроэнергетических систем» кафедры электроэнергетических систем, e-mail: andreevmv@tpu.ru

Mikhail V. Andreev, Candidate of technical sciences, Head of the Research Laboratory of Electric Power System Modeling of the Department of Power Supply Systems, e-mail: andreevmv@tpu.ru

4Уфа Руслан Александрович, старший преподаватель кафедры электроэнергетических систем, e-mail: hecn@tpu.ru

Ruslan A. Ufa, Senior Lecturer of the Department of Power Supply Systems, e-mail: hecn@tpu.ru

5Суворов Алексей Александрович, ассистент кафедры электроэнергетических систем, e-mail:suvorovaa@tpu.ru

Aleksei A. Suvorov, Assistant Professor of the Department of Power Supply Systems, e-mail: suvorovaa@tpu.ru

tional hardware and software system for configuration and certification of automatic excitation regulators (AER). METHODS. Mathematical modeling has been used as a research method for the experimental part including the study of the AER model of forced control (AER FC) integrated in HRTSim. The PSCAD software package has been used as a simulation tool. A part of the Tomsk region power system has been used as a base scheme for the researches. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. The presented resulting waveforms of AER FC operation in PSCAD software and HRTSim under arising disturbances demonstrate that the model correctly operates in accordance with the standard in force. CONCLUSIONS. It has been determined that HRTSim characteristics allow to obtain the most accurate and reliable information on electric power system (EPS) regimes and processes. Due to this fact there is a possibility for adequate configuration of AER devices.

Keywords: automatic excitation regulator (AER), power system simulation, hybrid simulation, mathematic simulation, PSCAD, Hybrid Real-Time Power System Simulator (HRTSim)

For citation: Askarov A.B., Ruban N.Yu., Andreev M.V., Ufa R.A., Suvorov A.A. Application possibility analysis of a hybrid real-time power system simulator as a hardware-software system for AER configuration and certification. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2017, vol. 21, no. 9, pp. 114-124. (In Russian) DOI: 10.21285/1814-35202017-9-114-124

Введение

Математическое моделирование в настоящее время является практически безальтернативным способом получения полной и достоверной информации о режимах и процессах, протекающих в электроэнергетических системах. Это связано с ограниченностью проведения натурных испытаний в реальных ЭЭС, а также ограниченностью физического моделирования ЭЭС6.

При моделировании реальных энергосистем, которые имеют огромные размеры и большое количество разнообразного оборудования, возникают значительные трудности численного интегрирования совокупной системы дифференциальных уравнений высокого порядка с применением существующих программных и программно-аппаратных комплексов (ПАК). Это вынуждает использовать упрощенные математические модели элементов, ограничивать интервал решения, а также осуществлять декомпозицию режимов и процессов [1, 2].

Использование для всех моделируемых элементов энергосистемы полных и достоверных математических моделей с полноценным учетом основного и вспомогательного оборудования (автоматики, релейной защиты и т.д.), адекватно воспроизводящих реальный непрерывный спектр процессов в этом оборудовании при все-

возможных нормальных и аварийных режимах его работы, представляет одну из наиболее сложных и актуальных проблем.

Синхронные генераторы (СГ) являются первоосновой существования любой энергосистемы - с них начинается выработка электроэнергии, передаваемая затем конечному потребителю. Вследствие этого нормальный режим работы генератора обеспечивает устойчивую работу электростанции, являющейся частью огромной энергосистемы, в которой все связано, а развитие аварий зачастую происходит каскадно.

Назначение автоматических регуляторов возбуждения СГ заключается:

- в поддержании на требуемом уровне напряжения в узлах энергосистемы и у потребителей;

- ускорении восстановления напряжения до нормального значения после отключения коротких замыканий (КЗ);

- повышении устойчивости параллельной работы отдельных генераторов электростанций и энергосистем и, как следствие, в повышении статической и динамической устойчивости электрических систем;

- демпфировании колебаний в переходных режимах.

Однако некорректная или неэффективная настройка противоаварийной и тех-

6Веников В.А. Теория подобия и моделирования: учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1976. 479 с. / Venikov V.A. Theory of similarity and modeling: Learning aids for universities. 2nd edition, revised and enlarged. М: Higher School, 1976. 479 p.

нологической автоматики, в том числе АРВ, может привести к крупномасштабным авариям, связанным с распадом энергосистемы, обесточиванию населения и значительному материальному ущербу [3, 4].

Правильная настройка технологической автоматики генератора является особенно актуальной в связи с появлением новых устройств, предназначенных для повышения управляемости энергосистем, таких как асинхронизированные синхронные машины (АСМ), гибкие системы передачи на переменном токе (FACTS), высоковольтные передачи постоянного тока (HVDC), различные накопители энергии и др., способные оказывать влияние на параметры энергосистемы в целом. В результате ввода новых устройств помимо повышения управляемости режима в энергосистеме появляются также некоторые негативные свойства, проявляющиеся, в частности, в возникновении низкочастотных (0,1-3,0 Гц) общесистемных колебаний ее режимных параметров, что зачастую приводит к недостаточно эффективному действию автоматики и ложным срабатываниям защит [5-7].

В России стандарты АО «СО ЕЭС» определяют требования, предъявляемые к АРВ сильного действия синхронных генераторов. Согласно этим документам, проверка новых параметров настройки АРВ осуществляется либо на физической модели энергосистемы, либо на математической модели энергосистемы с использованием программно-аппаратного комплекса моделирования энергосистем в режиме реального времени (ПАК РВ)7. При этом на текущий момент сертификация АРВ СД производится на физической модели ЭЭС с тенденцией к переходу на ПАК РВ.

Сертификацией АРВ в России занимается только один орган - ОАО «НТЦ ЕЭС», который для проверки параметров устройств АРВ в качестве источника первичной режимной информации использует

моделирующий комплекс RTDS (RTDS Technologies Inc., Канада), обладающий рядом недостатков [8]:

- взаимосвязь моделируемых элементов ЭЭС реализуется на цифровом уровне, вследствие чего возможна потеря данных, асинхронное взаимодействие (особенно при моделировании больших систем);

- высокая стоимость;

- соответствие интегрированных моделей библиотеки комплекса стандартам IEEE;

- отсутствие на территории РФ отдела технической поддержки комплекса.

Поэтому как никогда актуальным является вопрос импортозамещения и создания отечественного инструмента для моделирования, не накладывающего ограничений на используемые математические модели, что привело бы к значительному повышению достоверности моделирования за счет применения высокоточных моделей всех элементов ЭЭС и в том числе АРВ СД.

Данная работа посвящена исследованию вопроса о возможности использования Всережимного моделирующего комплекса реального времени электроэнергетических систем, разработанного в ФГАОУ ВО «НИ ТПУ», как основы для разработки отечественного программно-аппаратного комплекса настройки и сертификации автоматических регуляторов возбуждения синхронных генераторов. ВМК РВ ЭЭС является мультипроцессорной системой, работающей на основе современного гибридного подхода к моделированию ЭЭС и имеющей ряд существенных преимуществ перед широко используемыми в настоящее время цифровыми системами моделирования (RTDS, eMEGAsim, HYPERSIM):

- исключена декомпозиция режимов и процессов;

- высокая точность моделирования, ограниченная только инструментальной

7СТО 59012820.29.160.20.001-2012. Требования к системам возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения сильного действия синхронных генераторов; введ. 03.04.2012, изм. 14.07.2015. М.: Изд-во стандартов. 2012, 150 с. / STO 59012820.29.160.20.001-2012. Requirements for excitation systems and automatic excitation regulators of forced control of synchronous generators; introduced in April 3, 2012, amended in July 7, 2015. Moscow: Publishing Standards. 2012, 150 p.

погрешностью, которая зависит от используемой компонентной базы;

- обеспечивается непрерывное методически точное решение адекватных трехфазных математических моделей элементов и ЭЭС в целом в реальном времени;

- отсутствуют ограничения на объем моделируемой ЭЭС и глубину детализации модели.

Свойства и возможности комплекса позволяют использовать его для решения широкого спектра задач, что подтверждено результатами исследований [9-11]. Таким образом, можно сделать вывод, что после соответствующей адаптации ВМК РВ ЭЭС будет отвечать требованиям документов и стандартов РФ в части сертификации АРВ и может быть использован для решения поставленных задач.

Материалы и методы исследования

Целью проведения дальнейших экспериментов является верификация универсальной математической модели АРВ СД, используемой в ВМК РВ ЭЭС и представленной на рис. 1, в том числе на соответствие требованиям стандарта «СО ЕЭС» с помощью программного комплекса PSCAD, обладающего достаточно высокой точностью и скоростью обработки результатов, а также всемирно признанного и широко используемого для моделирования ЭЭС7.

На рис. 1 показана несколько упрощенная математическая модель АРВ, представляющая основные звенья регулятора и основной алгоритм его функционирования. Данная модель адаптируема и синтезирована на основе анализа существующих систем возбуждения и АРВ сильного действия, а также известных вариантов их моделирования, что позволяет учитывать значимые для адекватности воспроизведения этих систем возбуждения и АРВ-факторы.

С учетом возможностей изменения, регулирования, введения дополнительных каналов и элементов, обнуления любых настроечных коэффициентов и параметров в представленной модели АРВ приведенная математическая модель позволяет достаточно полно и достоверно воспроизводить функционирование всех видов и типов эксплуатируемых в российских энергосистемах устройств АРВ.

Базовой схемой для проведения исследований является район энергосистемы Томской области (рис. 2). Нормальный установившийся режим воспроизведен по телесигналам и телеизмерениям ОИК Томской ЭЭС в программном комплексе PSCAD и ВМК РВ ЭЭС.

В качестве моделируемого генератора с установленным АРВ СД использовался генератор номинальной мощностью 140 МВт, расположенный на одной из ТЭЦ Томской области «ТЭЦ-А».

Результаты исследования и их обсуждение

Проверка корректной работы модели АРВ сильного действия синхронного генератора, синтезированная в программе PSCAD, осуществлена согласно регламентированными СТО «СО ЕЭС» тестовыми испытаниями. Параметры настройки (коэффициенты усиления каналов) модели АРВ СД генератора заданы в соответствии с требованиями, а проверка модели в статье представлена путем реализации следующих возмущений7:

1. Проверка корректной работы ограничителя двукратного тока ротора. Данная проверка должна выполняться двумя способами:

- путем моделирования затянувшегося двухфазного КЗ на землю (длительностью 0,4 с) вблизи генератора с сертифицируемым АРВ СД;

- серии из двух двухфазных КЗ на землю (время между КЗ 0,3 с, длитель-

ность первого КЗ составляет 0,12 с; повторного - 0,35 с).

Рассмотрим рис. 3, 4.

Пример корректной работы ограничителя двукратного тока ротора в составе АРВ СД при моделировании серии из двух двухфазных КЗ показан на рис. 5, согласно требованиям7.

Также для аналогичного возмущения представлены осциллограммы (рис. 6), полученные на модели энергосистемы Томской области в ВМК РВ ЭЭС.

Как видно из полученных осциллограмм (рис. 3, 4, 6), ввод ограничения двукратного тока ротора приводит к затуханию периодических токов, вызванных близкими короткими замыканиями, и не препятствует вводу релейной форсировки возбуждения как в случае работы с моделью в программной среде РБОДР, так и с моделью, интегрированной в ВМК РВ ЭЭС.

2. Проверка функции блокировки каналов стабилизации при возникновении небалансов мощности в энергосистеме, приводящих к увеличению или уменьшению частоты в энергосистеме, которая осуществлена аварийным отключением нагрузки в энергосистеме - отключением части нагрузки на шинах 110 кВ «ТЭЦ-А», приводящей к увеличению частоты в сети.

Рассмотрим рис. 7, 8.

Из осциллограмм, представленных на (рис. 7 и 8), можно сделать вывод, что при работе АРВ СД происходит блокировка каналов стабилизации при возникновении избытка мощности в энергосистеме, вследствие аварийного отключения нагрузки и увеличения частоты сети на 0,12 Гц, возникают кратковременные колебания напряжения и тока возбуждения, которые затем возвращаются к исходным значениям, т.е. автоматика регулирования возбуждения никак не вмешивается в данный режим.

Как результат работы, в программном комплексе PSCAD произведена верификация модели АРВ СД синхронных генераторов, интегрированной в ВМК РВ ЭЭС. Рассмотрено влияние используемой модели с установленными параметрами на работу генератора при возникновении возмущающих воздействий. Ряд имитационных экспериментов на модели, в том числе представленных в статье, показал, что система регулирования генератора, основанная на подобной универсальной математической модели, обеспечивает коррекцию переходного процесса при любых внешних воздействиях.

E

If 0,0032i 0,0032i 0,0032i K1IF = 0,7

1 + 0,00017i 1 + 0,00017i 1+ 0,00017i

Рис. 1. Универсальная модель АРВ, реализованная в ВМК РВ ЭЭС Fig. 1. AER universal model implemented in HRTSim

Рис. 2. Участок моделируемого энергорайона с установленным устройством АРВ СД на генераторе G1 «ТЭЦ-А», реализованный в программной среде PSCAD Fig. 2. Part of the simulated power district with the AER FC installed on G1 «TPP-A» generator implemented in PSCAD software

Terminal Voltaqe,Field Voltaq ■ TERMINAL VOLTAGE

e.Field Current : Graphs FIELD VOLTAGE

*

f pc ( Ï

U Jr* \ V1 -

2.25 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00

FIELD CURRENT

H

ZT

IT

I ¿M «Ii

/

/

1

0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00

t, с

Рис. 3. Осциллограммы работы АРВ СД при моделировании затянувшегося

двухфазного КЗ на землю, полученные в PSCAD Fig. 3. Oscillograms of AER FC operation under simulation of a prolonged double line-to-ground fault received in PSCAD

Terminal Voltaae,Field Voltage,Field Current: Graphs TERM IN AL VOLTAG E ■ FIELD VOLTAGE

-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2.0

1.0

0.0

-1.0

-2.0

Uf* A.

( 7, , РЧ ГАП f r

J Г* re i .J <

2.25 2.00 1.75 1.50 1.25

Д l.oo

0.75 0.50 0.25 0.00

FIELD CURRENT

.j ■

j 1

□ г

L

T

/

/

1

5ec 0.00 0.2.5 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00

«

_L

t, с

Рис. 4. Осциллограммы работы АРВ СД при моделировании серии из двух двухфазных КЗ на землю, полученные в PSCAD Fig. 4. Oscillograms of AER FC operation under simulation of series of two double line-to-ground faults received in PSCAD

Uf r-l i

ir r-i :

и r-i 1

Рис. 5. Пример корректной работы при моделировании серии из двух двухфазных КЗ на землю Fig. 5. Example of correct operation under simulation of series of two double

line-to-ground faults

Рис. 6. Осциллограммы работы АРВ СД при моделировании серии из двух двухфазных КЗ на землю,

полученные в ВМК РВ ЭЭС Fig. 6. Oscillograms of AER FC operation under simulation of series of two, double line-to-ground faults received in HRTSim

2.25 -,

2.00

1.75

1.50

1.25

1.00

0.75

0.50

0.25

0.00

Synchronous MachinerMainrTerminal Vottaqe : Graphs ' FIELD VOLTAGE

Uf* -1 ггдг

\l— 'HnlJ

FIELD CURRENT

1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0

I

1 , 1 'S CAE

If* >

1.50 -J 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 --0.25 -0.50

' DELTAif)

i

л/

1.2 -,

1.0

0.8

0.5

0.4

0.2

0.0

TERMINAL VOLTAGE

1 ЖГДГ1

1 J LnLI >

1 TIt-x

0.0

<

5.0 >

Рис. 7. Осциллограммы работы АРВ СД при увеличении частоты в ЭЭС, полученные в PSCAD Fig. 7. Oscillograms of AER FC operation under frequency increase in EPS received in PSCAD

Рис. 8. Осциллограммы работы АРВ СД при увеличении частоты в ЭЭС, полученные в ВМК РВ ЭЭС Fig. 8. Oscillograms of AER FC operation under frequency increase in EPS received in HRTSim

Выводы

1 uf.oe®r-1 ТЭЦ-A

2

1

2 if,oe@T-1 ТЭЦ-А

1

3 Дш,ое@Г-1 ТЭЦ-A

1

4 u1 :ое@Г-1 ТЭЦ-A

1

1 I I I j I I 1 I 1 : 1 1 1 1 j 1 1 1 1 j 1 1 1 1 j 3 4 6 2.012

В заключение можно сказать, что в данной статье впервые предложено использовать для настройки и сертификации АРВ всережимный моделирующий комплекс реального времени электроэнергетических систем, который благодаря своим уникальным свойствам и возможностям позволяет получать полную и достоверную информацию о режимах и процессах, протекающих в ЭЭС.

Данный комплекс реализован на микроэлектронной элементной базе с использованием современных наработок в области 1Т-технологий и объединяет в себе преимущества физического и математического моделирования энергосистем. Кроме того, данный комплекс ориентирован на

российское оборудование в отличие от существующих аналогов, адаптированных под эксплуатацию за рубежом. Одним из ключевых преимуществ является отсутствие методической погрешности вычислений, что дает высокую степень точности моделирования, зависящую только от компонентной базы. Таким образом, ФГАОУ ВО «НИ ТПУ» может стать органом добровольной сертификации (ОДС) в системе добровольной сертификации «СО ЕЭС» после соответствующей адаптации ВМК РВ ЭЭС.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-38-60043 мол_а_дк.

Библиографический список

1. Суворов А.А., Гусев А.С., Сулайманов А.О., Андреев М.В. Проблема верификации средств моделирования электроэнергетических систем и концепция ее решения // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2017. № 1. С. 11-23.

2. Груздев И.А., Торопцев Е.Л., Устинов С.М. Влияние упрощения математических моделей на оценку эффективности АРВ-СД // Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. Энергетика. 1986. № 1. С. 15-20.

3. Кузьмичев В.А., Коновалова Е.В., Сахаров С.Н., Захаренков А.Ю. Ретроспективный анализ работы устройств РЗА в ЕНЭС // Новое в российской электроэнергетике. 2014. № 7. С. 5-10.

4. Литкенс И.В., Строев В.А., Филиппова Н.Г., Штро-бель В.А. Проблемы статической устойчивости и динамики регулируемых электроэнергетических систем // Известия Академии наук СССР. Энергетика. 1993. № 4. С. 76-88.

5. Бердин А.С., Герасимов А.С., Захаров Ю.П., Коваленко П.Ю., Мойсейченков А.Н. Оценка участия синхронного генератора в демпфировании низкочастотных колебаний по данным синхронизированных векторных измерений // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2013. Т. 13. № 2. С. 62-68.

6. Kumar N. S., Gokulakrishnan J. Impact of FACTS controllers on the stability of power systems connected with doubly fed induction generators. International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 2011.

Vol. 33. No. 5. P. 1172-1184. DOI: 10.1016/j.ijepes.2011.01.031

7. Ghorbani A., Mozafari B., Soleymani S., Ranjbar A.M. Impact of STATCOM and SSSC on synchronous generator LOE protection. Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences. 2016. No. 24. P. 2575-2588. DOI: 10.3906/elk-1403-13

8. Прохоров А.В., Васильев А.С., Рубан Н.Ю., Уфа Р.А. Разработка гибридных моделей высоковольтных передач постоянного тока для задач всережимного анализа больших энергосистем // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг ресурсов. 2014. № 4. С. 123-133.

9. Андреев М.В., Боровиков Ю.С., Гусев А.С., Рубан Н.Ю., Сулайманов А.О., Суворов А.А., Уфа Р.А. Исследование влияния управляемых шунтирующих реакторов на режимы работы системы электроснабжения Эльгинского горнодобывающего комбината // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг ресурсов. 2016. Т. 327. № 7. С. 46-57.

10. Ruban N.Y., Andreev M.V. Borovikov S.Y. Software and hardware simulation tools of automatic load-frequency control system // 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM) (Tehran, 25-26 January 2016). Tehran, 2016. Р. 1-4. DOI: 10.1109/ICIEAM.2016.7910994

11. Borovikov Y.S., Gusev A.S., Sulaymanov A.O., Ufa R.A., Vasilev A.S., Andreev M.V., Ruban N.Y., Suvorov A.A. A Hybrid Simulation Model for VSC HVDC // IEEE Transactions on Smart Grid. 2016. Vol. 7. No. 5. P. 2242-2249. DOI: 10.1109/TSG.2015.2510747

References

1. Suvorov A.A., Gusev A.S., Sulajmanov A.O., Andreev M.V. Verification problem of electric power system simulation means and its solution concept. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo jenergeticheskogo uni-versiteta [Vestnik of Ivanovo State Power Engineering University]. 2017, no. 1, pp. 11-23. (In Russian)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Gruzdev I.A., Toropcev E.L., Ustinov S.M. Effect of mathematical model simplification on the ARW-FC effectiveness evaluation. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij i jenergeticheskih objedinenij SNG. Jener-getika [Proceedings of higher educational institutions and energy associations of CIS. Power Engineering]. 1986, no. 1, pp. 15-20. (In Russian)

3. Kuz'michev V.A., Konovalova E.V., Saharov S.N., Zaharenkov A.Ju. A retrospective analysis of operation of automatic equipment relay protection device in the Unified National Electric Network. Novoe v rossijskoj jelektrojenergetike [New in the Russian Electric Power Industry]. 2014, no. 7, pp. 5-10. (In Russian)

4. Litkens I.V., Stroev V.A., Filippova N.G., Shtrobel' V.A. Problems of static stability and dynamics of controlled electric power systems. Izvestija Akademii nauk SSSR. Jenergetika [Proceedings of the USSR

Academy of Sciences. Power engineering]. 1993, no. 4, pp. 76-88. (In Russian)

5. Berdin A.S., Gerasimov A.S., Zaharov Ju.P., Ko-valenko P.Ju., Mojsejchenkov A.N. Estimation of synchronous generator participation in low-frequency oscillations damping based on synchronized phasor measurements. Vestnik Juzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Serija: Jenergetika [Bulletin of the South Ural State University. Series: Power Engineering]. 2013, vol. 13, no. 2, pp. 62-68. (In Russian)

6. Kumar N. S., Gokulakrishnan J. Impact of FACTS controllers on the stability of power systems connected with doubly fed induction generators. International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 2011, vol. 33, no. 5, pp. 1172-1184. DOI: 10.1016/j.ijepes.2011.01.031

7. Ghorbani A., Mozafari B., Soleymani S., Ranjbar A.M. Impact of STATCOM and SSSC on synchronous generator LOE protection. Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences. 2016, no. 24, pp. 2575-2588. DOI: 10.3906/elk-1403-13

8. Prohorov A.V., Vasil'ev A.S., Ruban N.Ju., Ufa R.A. Development of hybrid models of high voltage direct

current systems for comprehensive analysis of large power systems. Izvestija Tomskogo politehnicheskogo universiteta. Inzhiniring resursov [Proceedings of Tomsk Polytechnic University. Resource engineering]. 2014, no. 4, рр. 123-133. (In Russian) 9. Andreev M.V., Borovikov Ju.S., Gusev A.S., Ruban N.Ju., Sulajmanov A.O., Suvorov A.A., Ufa R.A. Study of influence of thyristor controlled reactors on the regimes of power supply systems of Elga coal mining complex. Izvestija Tomskogo politehnicheskogo universiteta. Inzhiniring resursov [Proceedings of Tomsk Polytechnic University. Resource engineering]. 2016, vol. 327, no. 7, рр. 46-57. (In Russian)

Критерии авторства

Аскаров А.Б., Рубан Н.Ю., Андреев М.В., Уфа Р.А., Суворов А.А. имеют на статью равные авторские права и несут равную ответственность за плагиат.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Статья поступила 20.06.2017 г.

10. Ruban N.Y., Andreev M.V. Borovikov S.Y. Software and hardware simulation tools of automatic load-frequency control system. 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM) (Tehran, 25-26 January 2016). Tehran, 2016, pp. 1-4. DOI: 10.1109/ICIEAM.2016.7910994

11. Borovikov Y.S., Gusev A.S., Sulaymanov A.O., Ufa R.A., Vasilev A.S., Andreev M.V., Ruban N.Y., Suvorov A.A. A Hybrid Simulation Model for VSC HVDC. IEEE Transactions on Smart Grid. 2016, vol. 7, no. 5, pp. 2242-2249. DOI: 10.1109/TSG.2015.2510747

Authorship criteria

Askarov A.B., Ruban N.Yu., Andreev M.V., Ufa R.A., Suvorov A.A. have equal authors' rights and bear equal responsibility for plagiarism.

Conflict of interests

The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.

The article was received 20 June 2017

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.