Сложная многосвязная электроэнергетическая система

2.1. Электропередача как простейший элемент сложной многосвязной электроэнергетической системы

В главе П.1 было  показано, что любую сложную многосвязную систему можно представить в виде эквивалентной одно-, двухконтурной и т. д. относительно произвольно выбранных каналов регулирования. Напомним, что целью такого эквивалентирования многосвязной системы (например двухконтурного, рис.1.6.1) является организация последовательной процедуры улучшения качества переходных процессов в системе (повышения степени устойчивости), при которой на каждом ее этапе выполняется задача анализа и синтеза свойств эквивалентного характеристического полинома системы, построенного поочередно для всех пар (для выбранного примера) контуров регулирования. Из материала первой главы следует, что основными преимуществами такого подхода к управлению динамическими свойствами является:

- простота описания математического эквивалента в виде передаточной функции невысокого порядка, позволяющая в большинстве случаев проводить анализ и синтез его свойств аналитически с учетом физических закономерностей связей этих свойств с регулирующими воздействиями;

- возможность построения эквивалентной передаточной функции по данным эксперимента (путем идентификации). При этом модель системы становится адаптивной – отражающей изменения текущего состояния системы;

- сохранение свойств многосвязности и целостности системы, поскольку этапы эквивалентирования представляют собой по сути последовательное представление единой сложной системы в виде проекции ее системных свойств относительно нескольких (например двух) контуров регулирования;

- возможность организации эффективных параллельных процедур поиска наилучших комбинаций коэффициентов регулирования, поскольку даже в простые эквивалентные характеристические полиномы могут входить в явном виде коэффициенты несколько регуляторов.

Несмотря на то, что использование эквивалентных многопараметрических полиномов, построенных на основе  двух- трех контурного представления сложной системы, является более эффективным для управления, нежели полином одноконтурной схемы (что показано в п.1.6-1.8) в учебных целях, по соображениям снижения трудоемкости изложения и расчетов остановимся на исследовании последнего (рис.2.1.1).

Таким образом, при дальнейшем изложении материала, будем исходить из того, что процедура синтеза желаемых свойств многосвязной системы, заключается в последовательном ее эквивалентировании в виде одноконтурной структуры, с выполнением на каждом этапе оценки и повышения степени устойчивости за счет выбора наилучших настроек данного контура регулирования ((p)).

Рис. 2.1.1. Одноконтурная эквивалентная схема многосвязной ЭЭС

Как отмечалось эквивалентная ПФ отражает все динамические свойства многосвязной ЭЭС с учетом всех замкнутых контуров регулирования на всех генераторах системы, кроме собственного канала регулирования (p).и может быть получена по измеренным реальным сигналам (п.1.4) или по полной математической модели системы в виде фундаментальной матрицы, путем вычисления главного определителя матрицы и его минора, соответствующего точкам входа и выхода системы (1.3).

Рассмотрим другой случай, когда ПФ эквивалента формируется аналитически, исходя из физических закономерностей и процессов, протекающих в простейшем элементе сложной системы. Такой подход интересен методологически, поскольку для системы любой природы и сложности в большинстве случаев можно выделить простейший элемент, процессы в котором описываются несложными, проверенными временем аналитическими моделями, построенными, исходя из общих законов физики, логики, аналогий и т.д.