Многомерные и многосвязные системы. Управление качеством переходных процессов.: Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования, страница 7

1.2.  Особенности моделирования и эквивалентирования больших систем и управления их динамическими свойствами

Целей управления большими системами много. Как отмечалось в предыдущем разделе, одной из важнейших, по соображениям обеспечения надежной безаварийной работы, является управление динамическими свойствами системы таким образом, чтобы они обеспечивали минимальное  время переходного процесса возвращения в исходное состояние при малых возмущениях, или, что то же самое, высокий уровень устойчивости системы. Достижение указанной цели сводится к решению формальной задачи: все корни характеристического уравнения линеаризованной системы подвинуть как можно левее. При этом инструментом сдвига корней на комплексной плоскости является выбор правильных настроечных параметров регуляторов. Контуров регулирования, а следовательно регуляторов и настроечных параметров, в сложной системе много. Поэтому задача управления качеством переходных  процессов (в нашем случае быстродействием или степенью устойчивости) в такой многосвязной системе чрезвычайно сложна.

Курс посвящен двум направлениям исследования и повышения устойчивости сложных многосвязных систем:

1.  Формальный или матричный метод;

2.  Метод глубокого эквивалентирования.

Заметим, попутно, что под эквивалентированием мы будем понимать упрощение полного математического описания исходной динамической системы, с условием сохранения основных исследуемых свойств.

Независимо от выбранного из указанных направлений, любую сложную систему можно представить в виде единого целого, состоящего из элементов (подсистем). Основные положения  системного подхода к анализу и синтезу больших систем [ ] гласят, что простота каждого из составляющих элементов ограничивается требованием сохранения в нем основных свойств исследуемой системы. Например, для электроэнергетических систем (ЭЭС), являющихся одними из самых сложных технических объектов, такими элементами могут быть электростанции (эквивалентные генераторы Гi), работающие на общую (внешнюю по отношению к себе) сеть, мощные узлы потребления (эквивалентные двигательные нагрузки Дj), примыкающие электроэнергетические подсистемы (S) и другие элементы, которые могут быть представлены и математически описаны в виде эквивалентных вращающихся машин [ ]. Каждый из этих элементов связан с общей (внешней для всех элементов) пассивной сетью, состоящей, в основном,  из линий (ЛЭП) и трансформаторов (Т) и обладает совокупностью свойств, позволяющих оценить условия совместной работы с соседними элементами, установившийся режим, условия и запасы устойчивости, возможности управления качеством переходных процессов. Все указанные свойства присущи как отдельным элементам, так и системе в целом.  На рис.1.2.1 схематично представлена ЭЭС произвольной сложности и размерности в виде совокупности составляющих элементов.

 


Рис.1.2.1 Обобщенное представление ЭЭС произвольной сложности в виде совокупности составляющих элементов

В ЭЭС каждый крупный эквивалентный генератор оснащен АРВ-СД – автоматическим регулятором возбуждения генератора сильного действия. Упрощенная структурная схема контура регулирования приведена на рис. 1.2.2.

 
  

Рис. 1.2.2. Упрощенная структурная  схема контура регулирования возбуждения генератора