Совершенствование методов и средств моделирования систем электроснабжения с двигательной нагрузкой

Abstract

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.02 – электрические станции, сети и системы. – НТУ "ХПИ". – Харьков, 2016. Диссертация посвящена разработке математических моделей систем электроснабжения с двигательной нагрузкой, позволяет воспроизводить как электромагнитные, так и электромеханические составляющие переходных процессов в трехфазных схемах произвольной конфигурации. Узлы двигательной нагрузки, а вместе с ними и системы электроснабжения, содержащие такие узлы, являются одним из наиболее чувствительных к нарушениям электроснабжения элементов. Предотвращение отрицательных последствий таких нарушений может быть обеспечено только путем совершенствования средств противоаварийного управления и защиты на основе результатов моделирования переходных процессов. Показано, что уровень развития современных методов и средств исследования режимов работы систем электроснабжения с двигательной нагрузкой не соответствует изменениям, которые произошли за последние десятилетия как в самих системах, так и в условиях их эксплуатации. В то время, как для решения целого ряда задач обеспечения эффективного функционирования систем электроснабжения на стадии их проектирования и эксплуатации необходимо дальнейшее развитие методов и средств математического моделирования переходных процессов в системах электроснабжения с двигательной нагрузкой. Следует также отметить, что и возможности современных ЭВМ позволяют перейти к более полным и точным моделям на основе уравнений в фазных координатах. Для повышения точности моделирования переходных процессов в системах электроснабжения с двигательной нагрузкой значение частоты необходимо иметь на каждом шаге численного интегрирования. Предложен метод определения локальных отклонений частоты в электрических системах, путем перехода от мгновенных значений параметров режима трехфазной системы к их обобщенным векторам, обеспечивающий повышение быстродействия и эффективности средств измерения и диагностики. С помощью полученной модели выполнены исследования переходных процессов в реальных системах с узлами двигательной нагрузки, возникающие при симметричных и несимметричных коммутациях в сети, которые показали её высокую достоверность и эффективность.The thesis for granting the Degree of Candidate of Technical sciences in speciality 05.14.02 - power plants, networks and systems. National Technical University "Kharkiv Politechnic Institute", Kharkiv, 2016. The thesis is devoted to the development of mathematical models of electric power supply systems with motor load that allows to reproduce electromagnetic and electromechanical components of transients in three-phase circuits of arbitrary configuration. In the work current state of the problem, existing methods and tools for simulation of power supply systems were analyzed, first time a mathematical model of transients based on equations in phase coordinates for power supply systems with static elements and rotating electrical machines was developed. Methods of forming and solutions of differential equations in phase coordinates in relation to three-phase systems were improved, method for determining parameters of elements in phase coordinates was proposed, elements of inverse matrices inductance of rotating electric machines in an analytical form were received. First time the method of determining local frequency variations in the electrical systems which provides to increase speed and efficiency of measurement and diagnostic devices was proposed.