Оптимальная настройка автоматических регуляторов возбуждения синхронных генераторов

В настоящее время в энергосистеме РФ происходит активная модернизация систем возбуждения генераторов. В связи с этим возникает задача выбора новых настроек регуляторов возбуждения различного типа, обеспечивающих эффективное демпфирование электромеханических колебаний. Рассмотрены различные методы оптимизации необходимых целевых функций, составленных на основе корневых и частотных критериев оценки параметров процесса регулирования, для качественного функционирования автоматического регулятора возбуждения синхронного генератора (АРВ СГ), работающего в разных схемно-режимных ситуациях. Произведено практическое исследование полученных настроечных параметров АРВ СГ в программноаппаратном комплексе RTDS (Real Time Digital Simulator) по программе сертификационных испытаний, определенных в Стандарте СО ЕЭС. На основе проведенных измерений, получаемых при моделировании различных возмущений, определены оптимальные настройки. Рассмотрены наиболее точные и быстродействующие способы их получения на основе как прямых математических методов, так и более сложных. Выявленные быстродействующие методы поиска оптимизационных параметров АРВ СГ позволяют при изменении параметров энергосистемы рассчитывать значения коэффициентов и постоянных времени и, тем самым, при возникновении электромеханических колебаний обеспечивать эффективное демпфирование.

статическая и динамическая устойчивость, АРВ, демпфирование электромеханических колебаний, быстродействие системы возбуждения, системный стабилизатор (PSS), алгоритмы оптимизации

1. СТО 59012820.29.160.20.001-2012. Стандарт организации. Требования к системам возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения сильного действия синхронных генераторов. М., 2012.

2. Курейчик В.В., Курейчик В.М. Генетические алгоритмы. М.: Физматлит, 2006.

3. Арцишевский Я.Л., Климова Т.Г., Жуков А.В., Сацук Е.И., Расщепляев А.И. Использование программно-аппаратного комплекса RTDS для анализа функционирования автоматических регуляторов возбуждения. Создание тестовых схем // Энергетик. 2013. №9.

4. Сорокин Д.В. Выбор настроек АРВ генераторов сложной энергосистемы на основе применения генетического алгоритма и методов модального анализа: дис.. канд. техн. наук: 05.14.02 /Д.В. Сорокин; СПбГПУ; Науч.рук. С.В.Смоловик. Санкт-Петербург, 2009.

5. J. Xiao, J. Han, J. Wu, Dynamic Tracking of Low-frequency Oscillations with Improved Prony Method in Wide-Area Measurement System. IEEE Power Meeting 2004. Denver.

6. Task Force on Identification of Electromechanical Modes, Identification of Electromechanical Modes in Power Systems, IEEE Task Force Report, 2012.

7. 2-2014-IEEE Guide for Identification, Testing, and Evaluation of the Dynamic Performance of Excitation Control Systems.

8. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах: Учеб. для электроэнергет. спец. вузов. 4-е изд. перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1985. 536 с.