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 Г_i), работающие на общую (внешнюю по отношению к себе) сеть, мощные узлы потребления (эквивалентные двигательные нагрузки Д_j), 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