Разработка алгоритмов автоматизированного цифроаналогового стенда для испытаний систем возбуждения электротехнических комплексов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат наук Тимощенко, Константин Павлович

• Тимощенко, Константин Павлович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Тимощенко, Константин Павлович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1 Пути повышения качества наладки оборудования систем возбуждения

1.1 Классификация систем возбуждения синхронных машин

1.2 Основные аспекты проблемы повышения качества

1.3 Обзор диагностическое-наладочных комплексов

1.4 Выводы к главе 1

Глава 2 Разработка концепции проверки систем управления возбуждением

2.1 Требования к энергосистеме, позволяющей выполнить необходимый перечень проверок

2.2 Модель «трехмашинной» энергосистемы

2.3 Модель «машина-линия-шины бесконечной мощности»

2.4 Выводы к главе 2

Глава 3 Сравнение возможностей многомашинной схемы и схемы «машина-линия-шины бесконечной мощности» (экспериментальные исследования)

3.1 Методика проведения экспериментов, программа испытаний

3.2 Результаты проведения экспериментов в «трехмашинной» схеме

3.3 Результаты проведения опытов в схеме машина - шины бесконечной мощности

3.4 Выводы к главе 3

Глава 4 Цифровые регуляторы возбуждения. Проблемы реализации и

идентификации

4.1 Неудачные требования к первичной обработке и оцифровке входных аналоговых сигналов V, I и, как следствие, получения частоты £

4.2 Неудачное преобразование передаточных функций в двоичную форму

4.3 Неудачный алгоритм безударного перехода

4.4 Некорректное применение программно-аппаратных модулей для выявления переменных состояния объекта (в частности отклонения частоты

и её первой производной по времени)

4.5 Выводы к главе 4

Глава 5 Цифроаналоговый стенд для проверки систем управления возбуждением

5.1 Обзор параметров требующих улучшения

5.2 Требования к разрабатываемому цифроаналоговому стенду для проверки систем управления возбуждением

5.3 Описание цифроаналогового стенда для проверки систем возбуждения

5.4 Программное обеспечение «Диана - 4»

5.5 Выводы к главе 5

Глава 6 Разработка методики испытания оборудования с использованием цифроаналогового стенда для проверки систем возбуждения

6.1 Виды проверок осуществляемых во время жизненного цикла изделия

6.2 Проверки, выполняемые в режиме холостого хода

6.3 Начальное возбуждение

6.4 Проверка работы сигналов «БОЛЬШЕ/МЕНЬШЕ»

6.5 Переходы с одного канала регулирования на другой

6.6 Подгонка напряжения при синхронизации с сетью

6.7 Вход в сеть, набор активной мощности

6.8 Выбор настройки по каналам регулирования и стабилизации (толчки по напряжению возбуждения и короткие замыкания)

6.9 Проверка работы функции реле форсировки

6.10 Проверка работы ОМВ в статических и динамических режимах

6.11 Переходы между режимами регулирования

6.12 Разгрузка по реактивной мощности

6.13 Проверка работы системы блокировки системного стабилизатора

6.14 Проверка работы защит генератора

6.15 Защита МТЗ и ОТ

6.16 Защита СЧ

6.17 Защита ПН

6.18 Защита ПР

6.19 Выводы к главе 6

Заключение

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка алгоритмов автоматизированного цифроаналогового стенда для испытаний систем возбуждения электротехнических комплексов»

Введение

Актуальность работы

Надежность работы электротехнических комплексов, содержащих мощные генераторы, и качество вырабатываемой ими электроэнергии в большой степени зависят от надежности функционирования систем возбуждения и их автоматических регуляторов.

В настоящее время идет массовый перевод средств управления и регулирования с аналоговой на цифровую аппаратную базу. Это относится и к системам возбуждения генераторов электротехнических комплексов.

Для проведения оценки эффективности систем управления возбуждением и обеспечиваемого ими качества регулирования производят ее тестирование в конкретных условиях будущей работы оборудования. Математическое описание регуляторов возбуждения представляется в виде передаточных функций, состоящих из стандартных звеньев в 5 - форме. Практика показала, что работа реальных цифровых устройств, представленных таким образом зачастую отличается от работы математических моделей. Стенда для проведения такого вида проверок не существует. Проверки систем возбуждения частично проводятся на электродинамической модели, частично же не проводятся вообще. Зафиксированные в энергосистемах России качания генераторов и даже системные аварии, как правило, обусловлены отсутствием методики полнофункциональной проверки систем возбуждения.

Таким образом, разработка и внедрение новых решений, алгоритмов и программ, позволяющих повысить эффективность проведения проверок и снизить трудозатраты на их выполнение, являются весьма актуальными.

Степень разработанности

Проверке соответствия характеристик реальной аппаратуры и выбору её настройки всегда уделялось большое внимание. Исследование же этих проблем поначалу проводилось на чисто эмпирической основе в виде натурных испытаний. Затем были созданы физические модели энергосистем (М.П.Костенко

и В.А.Веников, Н.Н.Щедрин). С развитием вычислительной техники появились аналоговые и аналого-физические испытательные стенды (Я.Н.Лугинский и Г.Н.Рощин). Многочисленные исследования в этом направлении были выполнены рядом организаций (ВЭИ, НИИПТ, ВНИИЭлектромаш, ЦПКТБКЭМ и др.) под руководством Г.Р.Герценберга, С.А.Совалова, И.А.Глебова. Однако созданные на их основе устройства (из-за больших габаритов, сложности обслуживания и высокой цены) не нашли широкого практического применения.

Автоматизированных стендов позволяющих обеспечить необходимую глубину проверок систем возбуждения на сегодняшний день не существует и, соответственно, обеспечение эффективного и безопасного функционирования электротехнических комплексов в широком диапазоне внешних дестабилизирующих воздействий электрических факторов остается пока проблематичным.

Цель диссертационной работы

Научное обоснование структур и параметров математических моделей энергосистем, позволяющих автоматизировать проверку и испытание систем возбуждения электротехнических комплексов на автоматизированном цифроаналоговом стенде и, как следствие, повышение надежности комплексов генерирования электрической энергии.

Идея работы

Математическое моделирование энергосистем позволяет сократить как временные, так и материальные затраты на проведение экспериментальных и наладочных работ при сохранении их качества.

Научная новизна

Разработаны алгоритмы и программное обеспечение, позволяющие повысить точность воспроизведения заданных характеристик оборудования систем возбуждения, при уменьшении трудозатрат на выполнение экспериментальных работ.

Разработаны требования к программной и аппаратной части регуляторов возбуждения позволяющие обеспечить заявленную степень достоверности

результатов преобразования аналоговой формы представления передаточных функций регуляторов возбуждения при их цифровой реализации.

Основные задачи исследования

1. Разработать концепцию повышения надежности работы электротехнических комплексов.

2. Обосновать и определить структуры и параметры математических моделей электротехнических комплексов, синтезированные с учетом критерия минимального использования вычислительных мощностей для решения систем дифференциальных уравнений, описывающих работу электротехнических комплексов с учетом и без учета внутригруппового движения;

3. Разработать алгоритмы и программное обеспечение, позволяющее моделировать режимы работы систем генерирования электрической энергии электротехнических комплексов;

4. Разработать концепцию алгоритмического и программного обеспечения автоматизированного цифроаналогового стенда для испытаний систем возбуждения электротехнических комплексов, позволяющую реализовать различные математические модели;

5. Исследовать причины несоответствия заявленных передаточных функций в Б-плоскости, полученным в процессе валидации цифровых регуляторов возбуждения. По результатам исследования сформировать требования к аппаратной и программной части цифровых регуляторов возбуждения.

Практическая ценность работы

1. По результатам моделирования энергосистем с «трехмашинной» и «одномашинной» схемой создан автоматизированный цифроаналоговый стенд, позволяющий повысить качество проверок систем возбуждения при сокращении затраченного на их проведение времени. Тем самым обеспечивается более эффективное и безопасное функционирование этих систем в широком диапазоне внешних воздействий (различного рода электрических возмущений)

2. Разработанные требования к программной и аппаратной части цифровых регуляторов возбуждения позволят дополнить нормативно-технические документы, регламентирующие разработку систем управления возбуждением.

Методы исследований

В работе использовались методы теории электрических машин, теории автоматического управления в системах электроснабжения, численные методы решения дифференциальных уравнений, методы математического, физического и компьютерного моделирования систем генерирования электрической энергии и электроснабжения.

Защищаемые научные положения:

1 Разработана концепция повышения надежности работы энергосистем, основанная на анализе системных аварий в исследуемых энергообъединениях, включающая в себя обоснование схем с тяжелыми режимами работы генераторов и разработку концепции построения автоматизированного стенда, в целях повышения точности воспроизведения заданных характеристик оборудования систем возбуждения приуменьшении трудозатрат на выполнение экспериментальных работ.

2 Разработанные на основе многокритериального анализа причин несоответствия заявленных характеристик передаточных функций плоскости полученным при валидации регуляторов возбуждения требования к их программной и аппаратной части позволяют обеспечить заявленную степень достоверности результатов преобразования аналоговой формы представления регуляторов возбуждения при их цифровой реализации.

Степень достоверности научных положений, выводов и рекомендаций, изложенных в диссертации, подтверждена результатами расчетов, выполненных с помощью персонального компьютера, сходимостью результатов математического моделирования, экспериментов на физических моделях и испытаний на реальных электротехнических комплексах.

Реализация результатов работы.

На основе проведенных исследований, разработанных алгоритмов и программного обеспечения математических моделей электротехнических комплексов, реализующих обоснованные структуры электротехнических комплексов, создан автоматизированный стенд, внедренный на предприятии, производящем системы возбуждения и в энергогенерирующих компаниях. Он используется на всех стадиях жизненного цикла оборудования (при производстве, при пусконалодочных и межремонтных испытаниях систем возбуждения генераторов на ряде тепловых, гидравлических, атомных электростанций, а также систем возбуждения двигателей на предприятиях). Это подтверждается актами внедрения.

Личный вклад автора

Определение и постановка задачи повышения надежности работы электротехнических комплексов. Определение и обоснование структуры схем электроснабжения для проведения испытаний регуляторов возбуждения. Исследование переходных процессов в синтезированных схемах электроснабжения и сравнение их результатов с результатами экспериментов на физической модели и натуре (валидация). Разработка алгоритмов программ моделирования систем возбуждения различных типов, алгоритма функционирования и конструкции наладочного стенда. По итогам сравнения математические модели «одномашинной схемы электроснабжения» и «трехмашинной схемы электроснабжения» были реализованы в автоматизированном стенде. Показана эффективность использования автоматизированного стенда и методики проверки систем возбуждения при проведении плановопредупредительных работ на гидрогенерирующих и атомных станциях.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы апробированы на Международных научно-технических конференциях «Современные системы

возбуждения вращающихся электрических машин и устойчивость электроэнергетических систем» (Санкт-Петербург, 2007 и 2010 гг.), на Международном симпозиуме «Фундаментальные и прикладные проблемы науки» (Москва, 2012 г.), на научных семинарах научно-производственного предприятия ЗАО «НПП «Русэлпром-Электромаш» (Санкт-Петербург, 2007 и 2013 гг.). Получено Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ Публикации

По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ. Четыре издания, в которых автор имеет публикации, рекомендованы ВАК Минобрнауки России. Получены свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2011612532 от 28.03.2011.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы из 98 наименований. Общий объем работы составляет 141 страницу, включая 45 рисунков и 24 таблицы.

Глава 1 Пути повышения качества наладки оборудования систем

возбуждения

1.1 Классификация систем возбуяедения синхронных машин.

Синхронные машины можно подразделить на три большие группы. Это: а) генераторы, б) двигатели, с) синхронные компенсаторы.

По сей день на всех электрических станциях в качестве источников переменного тока используются синхронные генераторы. Их мощность колеблется от нескольких киловатт для автономных установок до 1000-1200 МВт для мощных электростанций. Синхронные двигатели также находят широкое применение. Они изготовляются серийно мощностью от нескольких десятков кВт до десятков МВт и более на различные частоты вращения.

По сравнению с асинхронными двигателями синхронные двигатели не только преобразуют электрическую энергию в механическую, но и могут генерировать реактивную мощность. Иногда синхронные двигатели, работающие без нагрузки на валу, используются в качестве источников и потребителей реактивной мощности (при этом изменяется совср сети). Такие синхронные машины называют синхронными компенсаторами.

В настоящее время основным источником электроэнергии являются генераторы тепловых, атомных и гидравлических электростанций, преобразующие механическую энергию в электрическую. Однако и в ближайшие десятилетия генераторы останутся основным источником электрической энергии.

Необходимость выработки качественной электрической энергии продиктована сильно развивающимся рынком потребления. В настоящее время сложно представить свою жизнь без электрических приборов. С каждым годом их становится все больше и больше. Это связано с тотальной автоматизацией как производственных функций так и бытовых. Сегодня в каждой квартире можно насчитать десятки работающих от эклектической сети приборов. Увеличивающаяся потребность в дополнительной энергии заставляет

организовывать новые электростанции и объединять их в огромные сети. Встает острая проблема сетевой устойчивости и качества электрической энергии, а это напрямую связано с работой систем возбуждения синхронных генераторов.

Развитие синхронных машин неизбежно связано с развитием и усовершенствованием их возбудительных систем.

Системы возбуждения (СВ) в историческом аспекте можно классифицировать по трем группам:

• аналоговые;

• цифро-аналоговые;

• цифровые.

На заре развития СВ доминировали аналоговые системы. Когда микропроцессорная техника стала доступна для массовых разработок, в СВ она стала применятся для обслуживания автоматики. Регуляторы возбуждения в силу сложности реализации законов регулирования оставались аналоговыми. Только, когда появились мощные вычислительные машины, регуляторы стали полностью цифровыми.

Очевидно, что в настоящее время в связи с колоссальным развитием вычислительной техники на рынке присутствуют только цифровые СВ.

Обобщая сказанное можно представить классификацию систем возбуждения эксплуатируемых на территории Российской Федерации в виде схемы приведенной на рисунке 1.

Рисунок 1.1- Классификация систем возбуждения

На данный момент разработка, наладка и эксплуатация сталкивается с очень разнообразной номенклатурой СВ, со своими особенностями и проблемами.

Рассмотрим составные части СВ.

Состав силового оборудования:

• Тиристорный преобразователь, как правило, состоит из нескольких ветвей параллельно включенных тиристорных мостов. Существующая проблема деления токов в нем в настоящее время решается комбинированным методом. Реакторами, включенными, в каждое тристорное плечо и индивидуальным сдвигом угла управления каждого тиристора.

• Цепи ввода силового питания. Разъединители и трансформаторы тока.

• Цепь аварийного гашения поля ротора.

• Цепи снабберов и защитные цепи тиристоров.

Состав системы управления:

• Автоматический регулятор напряжения (АРВ). Представлен ПИД регулятором с набором режимов и ограничителей с системным стабилизатором. Представляет собой сложное микропроцессорное устройство с огромным количеством настраиваемых параметров.

• Система управления возбуждением (СУВ). Система логики и автоматики, занимается отработкой технологических режимов обслуживания синхронной машины. Система выполнена на микропроцессорной базе со специализированным программным обеспечением.

• Система управления тиристорами (СУТ).

• Система защит генератора (СЗ). Данная система предназначена для обеспечения надежности функционирования электротехнических комплексов при возникновении аварийных ситуаций.

Системы АРВ, СЗ и СУТ некоторые производители организуют на базе одного микропроцессора, другие же используют несколько микропроцессоров, объединенных в разветвленную информационную сеть. Эта стратегия зависит от политики производителя и ряда обстоятельств (например, производители СВ покупают АРВ и СЗ у стороннего производителя, а СУВ организуют на программируемом логическом контроллере).

• Система мониторинга и диагностики. Функция этой системы - сбор и обработка технологических параметров, которые являются исходными данными для систем СУВ и СЗ.

Система мониторинга тиристоров. Функционирование этой системы обеспечивает непрерывный мониторинг параметров тиристорных преобразователей (напряжение управления, прямое падение напряжения на тиристоре и температура тиристора).

Система учета ресурса сложного коммутационного оборудования и систем защит реализованных на варисторах.

На сегодняшний момент все основные элементы имеют 100% горячий резерв.

Система управления возбуждением включает в себя две одинаковые системы, связанные резервными каналами связи, работающие в 100% горячем резерве. При отказе одной из систем управление силовым преобразователем не прерывается - исправный блок перехватывает управление у неисправного.

Дороговизна силовых преобразователей обусловила появление альтернативных методов резервирования силовой части СВ, например, метода п-1 резервирования. В этом случае система рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить все параметры функционирования СВ при работе п-1 ветвей силового преобразователя.

Регулирование возбуждения осуществляется автоматическим регулятором возбуждения сильного действия посредством изменения угла управления тиристорных преобразователей.

Гашение поля в обмотке возбуждения в нормальном режиме осуществляется включением инверторного режима, а в аварийных режимах - за счет работы автомата гашения поля.

Защита тиристорных преобразователей и обмотки ротора от перенапряжений осуществляется посредством применения тиристорных разрядников многократного действия.

Блок защит системы возбуждения и обмотки ротора включает в себя защиты от превышения током ротора предельного значения (отсечка тока), от перегрузки ротора по току, от потери возбуждения, от замыканий между шинами ротора и от замыкания на землю. Наряду с этим ведется контроль изоляции обмотки возбуждения. В этот же блок входит защита от повышения напряжения статора.

Поскольку система возбуждения выполнена двухканальной и каждый канал содержит тиристорный преобразователь (ПТ) с системой управления (СУТ) и автоматический регулятор возбуждения (АРВ) сильного действия, то в работе находится один из каналов возбуждения, обеспечивая все режимы работы генератора, а другой находится в резерве со снятыми импульсами управления. В случае каких-либо нарушений в работающем канале происходит автоматический

ввод в работу резервного канала, затем съем импульсов управления с поврежденного канала и отключение его коммутационной аппаратурой из схемы преобразовательной установки для осмотра и устранения возникших неисправностей персоналом электротехнической лаборатории электроцеха.

СУВ осуществляет автоматизированное управление аппаратурой системы возбуждения, обеспечивая функции технологического управления режимами турбогенератора, контроля оборудования системы возбуждения, информационные функции и т.д. Вся информация отображается на местном пульте и заносится в «дневник» с указанием последовательности событий и в обобщенном виде передается на табло щита управления.

Известно, что системы возбуждения совместно с аппаратурой регулирования возбуждения и управления имеют важнейшее значение в обеспечении устойчивой работы генераторов энергосистемы в переходных режимах и наиболее эффективным средством повышения статической и динамической устойчивости их является сочетание быстродействующего возбуждения с выбранными законами автоматического регулирования возбуждения. Поэтому более 45 лет назад были начаты исследовательские, опытно-конструкторские работы, а также промышленный выпуск быстродействующих систем возбуждения различного типа и аппаратуры автоматического регулирования возбуждения. По мере создания и освоения промышленностью новых образцов сильноточной выпрямительной техники и слаботочной электронной техники за последние 30-35 лет произошла смена двух поколений элементной базы силового оборудования и аппаратуры управления и регулирования возбуждения. Коллекторную машину постоянного тока сменили генератор переменного тока или трансформатор с ионным, а затем с полупроводниковым выпрямителем. Магнитные усилители, электронные лампы, первые типы полупроводников и операционных усилителей заменили широким применением транзисторов, полупроводников, аналоговых и цифровых микросхем средней степени интеграции. В настоящее время почти завершен переход к цифровым системам управления и регулирования, позволившим резко расширить информационные возможности, организовать

хранение информации, создать системы контроля и диагностики, а также реально осуществить построение систем регулирования с переменной структурой. Современная система возбуждения с аппаратурой управления и регулирования должна интегрироваться в АСУТП электростанцией.

На сегодняшний день в эксплуатации находится значительное количество генераторов на тепловых и гидроэлектростанциях с быстродействующими системами возбуждения, в которых силовая часть может еще удовлетворительно работать. В качестве регуляторов возбуждения генераторов используются разработанные более 25 лет назад морально и физически устаревшие регуляторы типа АРВ-СД, АРВ-СДП не приспособленные к работе в системе АСУТП станции по приему и передаче стандартных сигналов автоматики. Современные регуляторы возбуждения имеют более широкие функциональные возможности, в 30 раз меньший вес и потребляемую мощность. Они приспособлены к работе в АСУТП станции.

В связи с тем, что за последние годы в России практически прекратилось строительство новых электростанций и ввод в эксплуатацию новых генераторов, вопросы модернизации находящегося в эксплуатации оборудования (повышения его технического уровня и надежности работы) приобрели очень большое значение.

История развития ионных и тиристорных систем возбуждения показывает, что на протяжении 55-60 лет происходило упрощение их схем и конструкций. Эти упрощения состоят в следующем: 1) переход от многофазных схем к трехфазным мостовым схемам; 2) применение систем самовозбуждения наиболее простого вида без последовательных вольтодобавочных трансформаторов; 3) постепенный отказ от систем независимого возбуждения; 4) использование воздушного охлаждения вентилей (вместо водяного); 5) уменьшение потолочного напряжения в мощных гидрогенераторах, в результате чего отпадает необходимость применения двухгрупповых схем преобразования.

В расчетах возбудительных систем допустимо исходить из того, что ни в каком переходном режиме преобразователь, собранный по трехфазной мостовой

схеме, не переходит в режим вынужденной работы вентилей группами по три, а остается в режиме попеременной работы двух и трех вентилей, которому соответствует линейная внешняя характеристика.

На данный момент электроника шагнула сильно вперед. Появилась элементная база позволяющая реализовать функции диагностики и управления системой возбуждения, о которых раньше приходилось только мечтать. Современные системы содержат в себе быстродействующие регуляторы с очень богатой системой самодиагностики и функциональной диагностики состояний системы. Контроллер способен диагностировать неисправность как канала самого регулятора, так и канала регулирования целиком. Все составные части системы опутаны сетью обратных связей. Система управления представляет собой скоростную вычислительную сеть нового поколения. Множество микроконтроллеров объединены резервированными скоростными отказоустойчивыми каналами связи. Каждый контроллер решает свою локальную задачу (контроллеры ввода-вывода дискретной информации, контроллеры измерения токов в цепях тиристорных преобразователей, контроллеры производящие мониторинг работы тиристоров, контроллеры измеряющие температуру в критических участках и всевозможные коммуникационные модули, объединяющие всю систему воедино и обеспечивающие связь с АСУТП станции).

Для статических систем разработано решение с параллельно работающими тиристорными преобразователями. Каждый шкаф содержит мостовую схему, состоящую из 6-ти тиристоров. Такие шкафы способны работать в параллельной схеме включения, увеличивая, тем самым, рабочий ток системы. Выравнивание токов через параллельно включенные ветви тиристорных преобразователей осуществляется с помощью токовыравнивающих индуктивностей и коррекцией угла открытия тиристоров. Угол может быть изменен на определенную величину при испытаниях (статическое выравнивание) и корректироваться во время нормальной эксплуатации в зависимости от измеренных величин токов через тиристорные ключи и их текущей температуры. В шкафах тиристорных

преобразователей реализована система измерения токов, протекающих через каждую ветвь. Ток, полученный от трансформаторов тока, обрабатывается контроллером. Алгоритм учитывает исчезновение тока в смежном вентиле и в параллельной ветви. Реализована система мониторинга тиристорных преобразователей. На каждом тиристоре устанавливается плата микроконтроллера, которая измеряет величину падения напряжения на тиристоре, величину и профиль импульса управления, напряжение снабберных цепей и температуру охладителя. Такая информация позволяет следить за деградацией тиристоров, анализируя накопленные АСУ долговременные тренды. Вся полученная информация поступает в регулятор. В регуляторе реализованы два варианта системного стабилизатора по току ротора, частоте и ее производной и аналог РБ8 2.0В. Высокая производительность используемого процессора позволяет делать преобразование Фурье с большим количеством звеньев в реальном масштабе времени, что позволяет организовать качественную защиту синхронной машины. Так же реализованы более точные тепловые модели электрической машины и силовых приборов. Разработано программное обеспечение для управления СВ с помощью панели оператора, представляющей собой 17-19 экран с сенсорным управлением. Дружественный интерфейс с оператором позволяет наглядно показать все параметры работы синхронной машины, осуществить удобную и тонкую настройку работы системы возбуждения, а так же просмотреть осциллограммы и дневники аварийных событий. Связь с АСУТП станции осуществляется с помощью специализированного коммуникационного контроллера. Данный контроллер поддерживает полтора десятка широко распространённых стандартов протоколов связи с АСУТП.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тимощенко, Константин Павлович, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеев, Е.Р. MATLAB 7. Самоучитель / Е.Р. Алексеев, О.В Чеснокова.-М.: НТ Пресс, 2006. - 352 с.

2. Андерсон, П. Управление энергосистемами и устойчивость: Пер. с англ. / П Андерсон, А.Фуад; Под ред. Я. Н. Лугинского. - М.: Энергия, 1980. - 568 с.

3. Ануфриев, И.Е. MATLAB 7.0. В подлиннике. / И.Е. Ануфриев, А.Б. Смирнов, E.H. Смирнова - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 1104 с.

4. Аюев, Б.И. Верификация цифровых моделей ЕЭС/ОЭС. / Б.И.Аюев,

A.С.Герасимов, А.Х., Есипович, Ю.А. Куликов // Электричество: 2008. - №5. С. 1-8.

5. Баринов, В.А. Анализ статической устойчивости электроэнергетических систем по собственным значениям матриц. / В.А. Баринов, С.А. Совалов // Электричество: 1983. - № 2. С. 8-15.

6. Баринов В.А., Режимы систем: методы анализа и управления. /

B.А.Баринов, С.А. Совалов - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 440 с.

7. Беляев, А.Н. Программирование на примере электротехнических и электроэнергетических задач / А. Н. Беляев, С. В. Смоловик // учебное пособие СПбГПУ - СПб.: НЕСТОР, 2006. - 120 с.

8. Бенисович, И.С. Диагностический наладочный комплекс Диана. / И.С. Бенисович, К.П., Тимощенко, В.В. Кичаев, A.A. Юрганов // Электротехника. -2008.-№ 4. С. 33-38.

9. Бенисович, И.С. Диагностический наладочный комплекс Диана. / И.С. Бенисович, В.В. Кичаев, К.П. Тимощенко, A.A. Юрганов // Энергетик. - 2008. -№ 5. С. 46.

10. Важнов, А. И. Переходные процессы в машинах переменного тока. / А. И. Важнов - М.: Энергия, 1980. - 256 с.

11. Веников, В. А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах: Учебник для электроэнергетических специальностей вузов. / В.А. Веников - М.: Высшая школа, 1985. - 536 с.

12. Герасимов, A.C. Оптимизация настройки регуляторов возбуждения генераторов Северо-Западной ТЭЦ для обеспечения ее параллельной работы с энергосистемой NORDEL. / А.С.Герасимов, А.Х.Есипович, A.C. Зеккель и др. -Электрические станции, 2004. - №4. С. 15-25.

13. Герасимов, A.C. Разработка цифровых моделей отечественных и зарубежных АРВ и методика их верификации. / А.С.Герасимов, А.Х.Есипович, А.Н.Смирнов, Д.В.Сорокин // Известия НИИ постоянного тока. 2008. - №68. С. 31-37.

14. Герасимов, A.C. Уточнение математических моделей современных АРВ для повышения достоверности анализа устойчивости сложных энергосистем. / A.C. Герасимов, М.В., А.Х.Есипович // Известия НИИ постоянного тока. 2006. - №65. С. 19-25.

15. Гилл, Ф. Практическая оптимизация / Ф.Гилл, У.Мюррей, М.Райт - М.: Мир, 1985. - 509 с.

16. Глебов, И.А Системы возбуждения мощных синхронных машин / А.И. Глебов - Л.: НАУКА, 1979. - 316 с.

17. Горев, А. А. Переходные процессы синхронной машины / A.A. Горев - Л.: Наука, 1985.-502 с.

18. ГОСТ 21558-2000 Системы возбуждения турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов. - М.: Стандартинформ, 2000. -14 с.

19. Груздев, И.А. Системы автоматического регулирования возбуждения синхронных генераторов. / И.А. Груздев, О.М. Шахаева - Л.: ЛПИ, 1978. - 79 с.

20. Груздев, И.А. Критерий для численной оптимизации демпферных свойств энергосистем / И.А. Груздев, Е.Л. Торопцев, С.М. Устинов // Труды ЛПИ / Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР. - Л., 1986. - №421: Установившиеся режимы и переходные процессы в электрических системах: сборник научных трудов. С. 16-21.

21. Груздев, И.А. Разработка методов и программного обеспечения для анализа статической устойчивости и демпферных свойств больших

энергосистем / И.А. Груздев, В.А.Масленников, С.М. Устинов // Методы и программное обеспечение для расчетов колебательной устойчивости энергосистем (ФЭО). - СПб., 1992. С. 66-88.

22. Груздев, И.А. Частотные характеристики электроэнергетических систем и их использование в задачах устойчивости и эквивалентирования. / И.А. Груздев, Л.А.Терешко, О.М. Шахаева // Учебное пособие. - Л.: ЛПИ, 1982. - 70 с.

23. Груздев, И.А. Исследование эффективности расчета корней характеристических уравнений высоких порядков при решении задач устойчивости / И.А.Груздев, Б.Л.Торопцев, С.М. Устинов // Энергетика (Изв. высш. учеб. заведений), 1986, - № 4. С. 7-10.

24. Дарвин, Ч.О. происхождении видов путём естественного отбора ли сохранении благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь / Ч.О. Дарвин. — М.: АН СССР, 1939. - Т.З. - 832 с.

25. Джордж, А. Численное решение больших разреженных систем уравнений. М.: Мир, 1984.-265 с.

26. Довганюк, И.Я. Компьютерный стенд для проверки и настройки автоматических регуляторов систем возбуждения генераторов / И. Я. Довганюк, И.А. Лабунец, Т. В. Плотникова - Электрические станции, 2008. С. 47-53

27. Дьяконов, В.П. Matlab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 в математике и моделировании. / В.П. Дьяконов - М.: Солон-Пресс, 2005. - 576 с.

28. Дьяконов, В.П. Matlab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6. Основы применения. / В.П. Дьяконов - М: Солон-Пресс, 2005. - 800 с.

29. Дьяконов, В.П. MATLAB 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5. Основы применения. Полное руководство пользователя. / В.П. Дьяконов - М.: Солон-Пресс, 2002. -560 с.

30. Евдокунин, Г. А. Электрические системы и сети: Учебное пособие для студентов электроэнергетических специальностей вузов. / Г.А. Евдокунин -СПб.: Издательство Сизова М. П., 2001. - 304 с.

31. Есипович, А.Х. Программный комплекс расчета колебательной устойчивости и выбора настройки регуляторов возбуждения. / А.Х.Есипович, A.C. Зеккель - Электрические станции - №12, 1995. С. 34-42.

32. Жданов П. С. Вопросы устойчивости электрических систем / П. С. Жданов; под ред. JI. А. Жукова. - М.: Энергия, 1979. - 456 с.

33. Зайцев, A.B. Выбор отключаемых генераторов при аварийном выделении станции на изолированную нагрузку / A.B. Зайцев, В.Н. Костин, К.П. Тимощенко // Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2011612532 от 28.03.2011.

34. Кичаев, В.В. «Современные системы возбуждения для нового строительства и реконструкции электростанций. Опыт наладки и эксплуатации систем возбуждения нового поколения». / В.В.Кичаев, A.A. Юрганов // Сб. материалов международной научно-технической конференции // - СПб, 2004. С. 11-22.

35. Курбатова Е.А. MATLAB 7. Самоучитель. / Е.А. Курбатова - М.: Вильяме, 2006. - 256 с.

36. Левандовский, A.B. Опыт использования достоверных цифровых моделей энергосистем для анализа устойчивости и обеспечения системной надежности. / A.B. Левандовский, A.C. Герасимов, А.Х. Есипович, А.Н.Смирнов , Д.В. Сорокин // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока // -№1.2009. С. 49-53.

37. Левинштейн М.Л. Установившиеся режимы, устойчивость и перенапряжения в электрических системах. / М.Л. Левинштейн — Л., Энергия, 1968.-202 с.

38. Левинштейн, М.Л. Статическая устойчивость электрических систем. Учебное пособие / М.Л.Левинштейн, О.В.Щербачев - СПб.: СПбГТУ, 1994. - 264 с.

39. Лившиц Д.Е. Методы параметрической оптимизации управления в больших динамических системах: Дис. канд. техн. наук: 05.13.18 / Д.Е. Лившиц; СПбГТУ; Науч.рук. С.М. Устинов. — Санкт-Петербург, 2001. - 154 с.

40. Литкенс, И.В. Колебательные свойства электрических систем. / И.В.Литкенс, В.И. Пуго - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 216 с.

41. Литкенс, И.В. Математические методы, модели и программное обеспечение для решения общей задачи статической устойчивости энергосистем / И.В. Литкенс, В.И. Пуго, С.Н. Смирнова, В.А. Строев, Н.Г.Филинская, В.А.Штробель // Методы и программное обеспечение для расчетов колебательной устойчивости энергосистем (ФЭО). - СПб., 1992. С. 50-61.

42. Логинов, А.Г. Микропроцессорный автоматический регулятор типа АРВ-М для систем возбуждения АО «Электросила». / А.Г.Логинов, А.В.Фадеев -Электротехника, - №9, 2001. С. 54-57.

43. Любарский, В.Г. Динамические характеристики АРВ сильного действия и вопросы методики их настройки / В.Г. Любарский // Автоматическое регулирование и управление в энергосистемах: Тр. ВЭИ. М.: Энергия, 1978. Вып. 78. С. 37-60.

44. Масленников, В.А. Управление собственными динамическими свойствами крупных энергообъединений и дальних электропередач: дис. д-ра техн. наук: 05.14.02 / В. А. Масленников; СПбГТУ, Электромеханический факультет.— СПб., 1998.284 с.

45. Методические указания по наладке тиристорной системы возбуждения турбогенераторов серии ТВВ мощностью 165—800 МВт. МУ 34-70-024-82. - М.: Союзтехэнерго, 1982. - 115 с.

46. Методические указания по наладке тиристорных систем возбуждения с АРВ сильного действия турбогенераторов ТГВ-300 и ТГВ-200. - М.: ОРГРЭС, 1976.- 171 с.

47. Методические указания по расчетам устойчивости по самораскачиванию.

- СПб., ОАО «НИИПТ», 1993.- 167 с.

48. Методические указания по устойчивости энергосистем, утвержденные приказом Минэнерго России 30.06.2003 - № 277.

49. Методы оптимизации режимов энергосистем. / Под ред. В.М. Горнштейна.

- М.: Энергоиздат, 1981.-270 с.

50. Неуймин, В.Г. Программный комплекс расчета и анализа режимов работы электрических сетей «RASTR». / В.Г.Неуймин - Екатеринбург: Вестник УГТУ-УПИ. - № 2 (10). 2000. С. 187-189.

51. Ope, О. Теория графов. / О. Ope - M.: Наука, 1968. - 352 с.

52. Попов, Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления / Е.П. Попов - М.: Наука, 1988. - 255 с.

53. Потемкин, В.Г. MATLAB 6: Среда проектирования инженерных приложений. / В.Г. Потемкин - М.: Диалог-МИФИ, 2003. - 448 с.

54. Потемкин, В.Г. Вычисления в среде MATLAB. / В.Г. Потемкин - М.: Диалог-МИФИ, 2004. - 720 с.

55. Ротач, В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования / В.Я. Ротач;- М.: Энергия, 1973. - 440 с.

56. Рудницкий, М.П. Статическая устойчивость сложных электроэнергетических систем. / М.П.Рудницкий - Свердловск: Изд-во Урал, политехи, ин-та, 1981. - 81 с.

57. Рудницкий М.П. Элементы теории устойчивости и управления режимами энергосистем. / М.П.Рудницкий - Свердловск: Изд-во Урал, политехи, ин-та, 1984.-86 с.

58. Смирнов, А.Н. Настройка автоматических регуляторов возбуждения с использованием достоверных цифровых моделей энергосистемы. / А.Н.Смирнов, Д.В. Сорокин // III Всероссийский Конкурс молодых специалистов инжинирингового профиля в области электроэнергетики: Сборник докладов. - М.: НП «ВТИ», 2009. С. 184-196.

59. СО 34.45.629-2002. Методические указания по техническому обслуживанию микропроцессорных АРВ и систем управления силовых преобразователей систем возбуждения генераторов. РАО «ЕЭС России», Департамент научно-технической политики и развития, 2003.

60. Сорокин, Д.В. Координация настроек автоматических регуляторов возбуждения генераторов на основе применения генетического алгоритма. / Д.В. Сорокин // Научно-технические ведомости СПБГПУ, 2009. №1. С. 18-25.

61. Стандарт ОАО «СО ЕЭС». Требования к системам возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения сильного действия синхронных генераторов http://www.so-cdu.ru/flleadmin/files/laws/standards/ STO_ES_AER_SA.pdf (СТО 59012820.29.160.20.001-2012) утвержден и введен в действие 03.04.12

62. Тимощенко, К.П. Ключевые особенности проектирования систем управления возбуждением синхронных машин. / К.П. Тимощенко, A.A. Юрганов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2014. - № (1)190. - С. 75-81.

63. Тимощенко, К.П. Математическая модель энергосистемы для проверки функции блокировки системного стабилизатора регулятора возбуждения. / К.П. Тимощенко // Естественные и технические науки. - 2014. - №2. - С.193-196.

64. Труспекова, Г.Х. Исследование управляемости степенью устойчивости системы при сильном регулировании возбуждения генераторов / Г.Х. Труспекова // Труды ЛПИ / Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР. - Л., 1982. - №385: Установившиеся и переходные режимы работы электрических систем: сборник научных статей. С.32-37.

65. Труспекова, Г.Х. Одновременная координация настроек регуляторов возбуждения генераторов сложных электроэнергетических систем: дис. канд. техн. наук / Г. X. Труспекова; Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина, Электромеханический факультет; науч. рук. И. А. Груздев. -Л., 1983. - 185 с.

66. Фельдбаум, A.A. Методы теории автоматического регулирования / A.A. Фельдбаум, А.Г. Бутковский; - М.: Наука, 1971. 744 с.

67. Цыпкин, Я.З. Основы теории автоматических систем / Я.З. Цыпкин;- М.: Энергия. 1977. 470 с.

68. Шаргин, Ю.М. Методическое и модельно-программное обеспечение расчетов установившихся режимов и электромеханических переходных процессов в электрических системах: Учебное пособие для дистанционного обучения. / Ю.М. Шаргин - СПб.: СЗФ АО «ГВЦ Энергетики», 2004. - 34 с.

69. Кожевников, В.А. Регулирование возбуждения синхронных генераторов. / В.А. Кожевников, А.А. Юрганов - СПб.: Наука, 1996. 138 с.

70. De Mello, P.P. Concepts of Synchronous Machine Stability as Affected by Excitation Control. / P.P. De Mello, C.Concordia // IEEE Transaction on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-88, - № 4. April 1969. 189-202 pp..

71. Fogel, D. B. Evolutionary computation: towards a new philosophy of machine intelligence/ D. B. Fogel. - Piscatway: IEEE Press, 2000. - 257 pp.

72. Gibbard, M.J. Coordinated design of multimachine power system stabilisers based on damping torque concepts. / M.J. Gibbard - Proc IEE, Pt.C, 1988. Vol.135. P. 276-284.

73. Gibbard, M.J. Recent Applications in Linear Analysis Techniques, / M.J.Gibbard, N.Martins, J.J.Sanchez-Gasca, N.Uchida, V.Vittal, L.Wang. - IEEE Transactions on Power Systems, 2001. - Vol. 16, - no. 1. P. 154-162.

74. Gibbard, M.J. Reconciliation of methods of compensation for PSSs in multimachine systems, / M.J.Gibbard , D.J. Vowles. - IEEE Transactions on Power Systems, 2004. Vol. 19, no. 1. P. 463-472.

75. Goldberg D. Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning/ D. Goldberg. — Massachusetts: Addison-Wesley, 1989. - 189 pp.

76. Gu, W. A Self-Tuning Power System Stabilizer for Wide Range Synchronous Generation II / Gu W., K.E. Bollinger , - IEEE Transactions on Power Systems, -Vol. 4, №3, August 1989. P. 1191-1199.

77. Hartmann, A.K. Optimization Algorithms in Physics. / A.K.Hartmann, H.Rieger — Berlin: Wiley-VCH, 2002. - 383 pp.

78. Holland J. H. Adaptation in Natural and Artificial Systems: An Introductory Analysis With Applications to Biology, Control, and Artificial Intelligence /J.H. Holland. — The MIT Press, Cambridge, 1992. 162 pp.

79. IEEE guide for identification, testing, and evaluation of the dynamic performance of excitation control systems // IEEE Std 421.2. 1990. - 44 pp.

80. IEEE Recommended Practice for Excitation System Models for Power System Stability Studies // IEEE Std 421.5. 1992. - 56 pp.

81. IEEE Recommended Practice for Excitation System Models for Power System Stability Studies // IEEE Std 421.5. 2005. - 84 pp.

82. IEEE Standard Definitions for Excitation Systems for Synchronous Machines // IEEE Std 421.1. 2007. - 22 pp.

83. Klein, M. Analytical Investigation of Factors Influencing Power System Stabilizers Performance / M.Klein, G.J.Rogers, S.Moorty, P.Kundur. - IEEE T-EC, 1992. Vol. 7, No. 3. P. 382-390.

84. Koza J. R. Genetic Programming / J. R. Koza. — Cambridge: The MIT Press, 1998.-609 pp.

85. Kundur P. Analytical investigation of factors influencing PSS performance. / P. Kundur. - IEEE Trans, on EC, 1992. Vol. 7, No 3. P. 382-390.

86. Kundur, P. Power System Stability and Control / P.Kundur. - McGraw-Hill, 1994. 1167 pp.

87. Larsen, E.V. Benefits of GTO-based Compensation for Electric Utility Applications / E.V.Larsen, N.Miller, S.Nilsson, S.Lindgren.- IEEE T-PWRD, 1981. -Vol. 7,-No. 4. P. 2056-2064.

88. Larsen, E.V. Concepts for Design of FACTS Controllers to Damp Power Swings / E.V.Larsen , J.J.Sanchez-Gasca , J.H. Chow. - IEEE T-PWRS, 1981.-Vol. 10,-No. 2. P. 948-956.

89. Larsen, E.V. Applying Power System Stabilizers, Parts I-III / E.V.Larsen, D.A. Swann. - IEEE T-PAS, 1981. - Vol. 100, - No. 6. P. 3017-3046.

90. Meyer, B. EUROSTAG - A Single Tool for Power System Simulation. Transmission & Distribution International / B.Meyer, M.Stubbe. - 1992. C. 34-37.

91. Michalewicz, Z. Genetic algorithms + Data Structures = Evolution Programs/ Z. Michalewicz. — New York: Springer-Verlag, 1996. - 387 pp.

92. Mitchell, M. An Introduction to Genetic Algorithms/ M. Mitchell. — Cambridge: MIT Press, 1999. - 158 pp.

93. Paserba, J. Analysis and control of power system oscillation. / J.Paserba // CIGRE Special Publication 38.01.07, - Technical Brochure 111, 1966. - 230 pp.

94. Soman, S.A. Computational Methods for Large Sparse Power Systems Analysis. An Object Oriented Approach. Kluwer academics publishers/Second print. 2001. 335 pp.

95. SMTS-RT 6000: ABB. — 2013 [Электронный ресурс]. Дата обновления: 05.07.2013 — URL: http://www05.abb.com/global/scot/scot232.nsf/veritydisplay/ 55dcb956701f0257cl25775e0052ab82/$file/3BHT490488_E01_B_0.pdf (дата обращения: 05.10.2013).

96. Stubbe, М. STAG - A New Unified Software Program for the Study of the Dynamic Behaviour of Electrical Power Systems. / M.Stubbe, A.Bihain, J. Deuse, .C. Baader J- IEEE Transactions on Power Systems, 1989. Vol. 4, №1. P. 129-138.

97. Tait, I.C. PSS/E's advanced analytical and graphical techniques in systemoperation and planning. / I.C.Tait, C.A.Lynch. - IEEE Transactions on Power Systems, 1992. Vol. 1, №5. P. 1-5.

98. XS92b Computer-based 3-phase Test Set: ABB. — 2013 [Электронный ресурс]. Дата обновления: 09-03-2010. — URL: http://www05 .abb.com/global/scot/scot296.nsf/veritydisplay/4a6b2a915c2dbdd 1 с 125 76e 10047a977/$file/1 MRB520006-BEN_en_XS92b_Computer-based_3 -phase_Test_Set.pdf (дата обращения: 05.10.2013).