Некоторые вопросы улучшения качественных

ÓÄÊ 681.5
À. À. Êàçàí÷ÿí, Â.À. Êàçàí÷ÿí
ÍÅÊÎÒÎÐÛÅ ÂÎÏÐÎÑÛ ÓËÓ×ØÅÍÈß ÊÀ×ÅÑÒÂÅÍÍÛÕ
ÏÎÊÀÇÀÒÅËÅÉ ÏÅÐÅÕÎÄÍÛÕ ÏÐÎÖÅÑÑÎÂ ÑÈÑÒÅÌ
ÀÂÒÎÌÀÒÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÐÅÃÓËÈÐÎÂÀÍÈß ÍÀÏÐßÆÅÍÈß
Ðåãóëèðîâàíèå íàïðÿæåíèÿ â ýíåðãîñèñòåìàõ îáû÷íî
ïðîèñõîäèò â òðè ýòàïà:
 ðåãóëèðîâàíèå íàïðÿæåíèÿ íà ýëåêòðîñòàíöèÿõ,
 ðåãóëèðîâàíèå
íàïðÿæåíèÿ
â
ëèíèÿõ
ýëåêòðîïåðåäà÷,
 ðåãóëèðîâàíèå íàïðÿæåíèÿ ó ïîòðåáèòåëåé.
Ðàññìîòðèì
ïåðâûé ýòàï. Íà ýëåêòðè÷åñêèõ ñòàíöèÿõ
ðåãóëèðîâàíèå íàïðÿæåíèÿ äîñòèãàåòñÿ ñ ïîìîøüþ àâòîìàòè÷åñêèõ
ðåãóëÿòîðîâ
íàïðÿæåíèÿ
(ÀÐÍ).
Óïðîùåííàÿ ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ÀÐÍ îáû÷íî èìååò âèä,
ïðåäñòàâëåííûé íà ðèñ.1. Çäåñü: ÈÓ - èçìåðèòåëüíîå
óñòðîéòâî, Ó - óñèëèòåëü, ÑÂ - ñèñòåìà âîçáóæäåíèÿ,
Ã- ãåíåðàòîð.
Ip
Uç
U
ÈÓ
Ó
ÑÂ
Ã
Ðèñ.1
Ïðîåêòèðîâàíèå ÀÐÍ â âèäå, ïðåäñòàâëåííîì íà
ðèñ.1, èíîãäà íåöåëåñîîáðàçíî, ò.ê. íå óäàåòñÿ
ïîëó÷èòü óäîâëåòâîðèòåëüíûå êà÷åñòâåííûå ïîêàçàòåëè
ïåðåõîäíûõ
ïðîöåññîâ
[1].
Âñëåäñòâèå
ýòîãî
âîçíèêàåò íåîáõîäèìîñòü âîâëå÷åíèÿ â ÀÐÍ ìåñòíûõ
îáðàòíûõ ñâÿçåé: ñèñòåìó âîçáóæäåíèÿ îõâàòûâàþò
ãèáêîé îáðàòíîé ñâÿçüþ, à óñèëèòåëü - æåñòêîé
îáðàòíîé
ñâÿçüþ[1].
Èñõîäÿ
èç
óñëîâèé
"ÌÎÄÅËÈÐÎÂÀÍÈÅ, ÎÏÒÈÌÈÇÀÖÈß, ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ" - Âûï.3/2000ã.
1
ïðîåêòèðîâàíèÿ è ýêñïëóàòàöèè âîçìîæíî âîâëå÷åíèå â
ÀÐÍ è äðóãèõ íîâûõ çâåíüåâ.
Ðàññìîòðèì
ÀÐÍ,
ñòðóêòóðíàÿ
ñõåìà
êîòîðîãî
ïðèâåäåíà íà ðèñ.2, ãäå: ÆÎÑ –æåñòêàÿ îáðàòíàÿ
ñâÿçü, ÃÎÑ
– ãèáêàÿ îáðàòíàÿ ñâÿçü, Ip –
íîìèíàëüíûé ðåàêòèâíûé òîê íàãðóçêè.
Ip
Uç
U
È Ó
Ó
ÑÑ .Â
Â
Æ Î Ñ
ÃÎ Ñ
Ã
Ðèñ.2
Çäåñü ñèãíàë Ip îäíîâðåìåííî ïîäàåòñÿ íà âõîäû Ã
è ÈÓ ñ öåëüþ èçìåíåíèÿ ñòàòèçìà ñèñòåìû. Ïîñëåäíèé
íóæåí, ÷òîáû òîê íàãðóçêè ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëÿëñÿ
íà ïàðàëëåëüíî ðàáîòàþøèå ãåíåðàòîðû. Çàìåòèì, ÷òî
ñòàòèçì ïîêàçûâàåò îòêëîíåíèå íàïðÿæåíèÿ íà âûõîäå
ãåíåðàòîðà îò çàäàííîãî
çíà÷åíèÿ, êîãäà òîê
íàãðóçêè ãåíåðàòîðà ðàâíÿåòñÿ ñâîåìó íîìèíàëüíîìó
çíà÷åíèþ, è èìååò ñëåäóþøèé âèä:
K FY
KG
,
S 

(1  K ) (1  K )
(1)
ãäå: Ê – îáùèé ïåðåäàòî÷íûé êîýôôèöèåíò îòêðûòîé
ñèñòåìû, KFY –êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è ÷åðåç ýëåìåíòû îò
ìåñòà ïðèëîæåíèÿ âîçìóùåíèÿ
äî âûõîäíîãî ñèãíàëà,
Kã - êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è ãåíåðàòîðà.
 ýíåðãîñèñòåìàõ ñòàòèçì âûáèðàåòñÿ â ïðåäåëàõ 3
5%, ò.å. êîãäà I= Ipíîì , òî çíà÷åíèå íàïðÿæåíèÿ
ñíèæàåòñÿ â ýòèõ ïðåäåëàõ.
2
ÀÐÍ, ñîáðàííûé ïî ñõåìå ðèñ.2, îáåñïå÷èâàåò
íåêîòîðûå
êîíêðåòíûå
êà÷åñòâåííûå
ïîêàçàòåëè
ïåðåõîäíûõ
ïðîöåññîâ,
à
èìåííî:
çíà÷åíèå
ïåðåðåãóëèðîâàíèÿ
ìèíèìóì
30%,
âðåìÿ
ðåãóëèðîâàíèÿ - ïîðÿäêà 1-2 ñ., ÷èñëî êîëåáàíèé –
1-2, âðåìÿ 1-îãî ìàêñèìóìà è ò.ä. [2].
Äëÿ óëó÷øåíèÿ êà÷åñòâåííûõ ïîêàçàòåëåé ñèñòåìû â
îáðàòíîé
ñâÿçè,
ïàðàëëåëüíî
èçìåðèòåëüíîìó
óñòðîéñòâó, äîáàâèì ðåàëüíî-äèôôåðåíöèðóþùåå çâåíî
(ðèñ.3). Ðàññìîòðèì âîïðîñû ïîèñêà òåõ îïòèìàëüíûõ
ïàðàìåòðîâ
ýòîãî
äîïîëíèòåëüíîãî
çâåíà,
ïðè
êîòîðûõ äîñòèãàþòñÿ ìàêñèìàëüíûå êà÷åñòâåííûå ïîêàçàòåëè.
Uç
U
Ip
ÈÓ
Ó
Ñ.Â
ÑÂ
ÄÇ
ÆÎ Ñ
ÃÎ Ñ
Ã
Ðèñ.3
Ñ ýòîé öåëüþ äîïóñòèì, ÷òî çâåíüÿ ÀÐÍ èìåþò
ñëåäóþùèå ïåðåäàòî÷íûå ôóíêöèè:
k2
k1
, W y(P) 
,
W èçì ( P ) 
T1  P  1
T2  P  1
k4
k3
,
,
W CB ( P ) 
W G (P) 
T3  P  1
T4  P  1
kD  P .
(2)
W D( P ) 
TD  P  1
Ñëåäîâàòåëüíî, ïåðåäàòî÷íàÿ ôóíêöèÿ ðàçîìíêíóòîé
ñèñòåìû
áóäåò
èìåòü
âèä
(áåç
äîïîëíèòåëüíîãî
çâåíà):
"ÌÎÄÅËÈÐÎÂÀÍÈÅ, ÎÏÒÈÌÈÇÀÖÈß, ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ" - Âûï.3/2000ã.
3
W ( P )  W èçì ( P )  Wy ( P )  W CB ( P )  W G ( P )
(3)
èëè
K1  K 2  K 3  K 4
,
( T1  P  1)  ( T 2  P  1)  ( T 3  P  1)  ( T 4  P  1)
(4)
à ïåðåäàòî÷íàÿ ôóíêöèÿ ðàçîìíêíóòîé ñèñòåìû, ñ
ó÷åòîì äîïîëíèòåëüíîãî çâåíà, áóäåò âûãëÿäåòü òàê:
W (P) 
 K1
KD  P 
K2  K3  K4
.
 
W * ( P )  

T

P

1
T

P

1
(
T

P

1
)

(
T

P

1
)

(
T

P

1
)
D
2
3
4
 1

(5)
Åñëè
ÒD =T1 , òî ïîñëå íåêîòîðûõ ïðåîáðîçîâàíèé
ïîëó÷èì:
 K1
K  ( K D / K 1 ) P 
 
W * ( P )  
 1
T1  P  1
 T1  P  1

K2  K3  K4


( T 2  P  1 )  ( T 3  P  1 )  ( T4  P  1 )

K1  K 2  K 3  K4

( T1  P  1 )  ( T2  P  1 )  ( T3  P  1 )  ( T4  P  1 )

( K D / K1 )  P  K1  K 2  K 3  K4
( T1  P  1 )  ( T2  P  1 )  ( T3  P  1 )  ( T4  P  1 )
(6)
.
Îáîçíà÷èâ
À=KD/K1 ,
(7)
ñ ó÷åòîì (4) áóäåì èìåòü:
W * ( P )  W ( P )  A  P W ( P ) .
(8)
Èñïîëüçóÿ ïðåîáðàçîâàíèå p=j, ïîëó÷èì:
W * ( j )  W ( j )  j  A    W ( j )
.
(9)
Àìïëèòóäíî-ôàçîâàÿ õàðàêòåðèñòèêà ðàçîìêíóòîé ÀÐÍ è
òà æå õàðàêòåðèñòèêà ñèñòåìû ñ äîïîëíèòåëüíûì
çâåíîì ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ.4.
4
jV
W(j)
K
W(j1)
jAW(j 1)
0
U
(0)
W*(j)
Ðèñ.4
Ââèäó òîãî, ÷òî ê âåêòîðó W(j) äîáàâëÿåòñÿ
âåêòîð jAW(j), òî âåêòîð W*(j) îêàçûâàåòñÿ
ïîâåðíóòûì
íà
íåêîòîðûé
óãîë
ïðîòèâ
÷àñîâîé
ñòðåëêè.
Òàêèì
îáðàçîì,
ïðè
èñïîëüçîâàíèè
äîïîëíèòåëüíîãî çâåíà:
à) åñëè ñèñòåìà íåóñòîé÷èâà, òî ìîæíî íàéòè
òàêîå çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà À, ïðè êîòîðîì îíà
ñòàíåò óñòîé÷èâîé,
á) åñëè ñèñòåìà óæå áûëà óñòîé÷èâîé, òî ìîæíî
íàéòè òàêîå çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà À, ïðè êîòîðîì
îíà ïðèîáðåòåò áîëüøèé çàïàñ óñòîé÷èâîñòè, ìåíüøåå
çíà÷åíèå
âðåìåíè
ðåãóëèðîâàíèÿ,
ìåíüøåå
÷èñëî
êîëåáàíèé è ìåíüøåå çíà÷åíèå ïåðåðåãóëèðîâàíèÿ.
Ïðè óñòîé÷èâîé ñèñòåìå âîçìîæåí âûáîð è òàêîãî
çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà À, ïðè êîòîðîì ñèñòåìà ñòàíåò
íåóñòîé÷èâîé. Ñëåäîâàòåëüíî,
â îáùåì ñëó÷àå,
öåëåñîîáðàçíî
ïîëó÷èòü
ïðÿìûå
è
êîñâåííûå
ïîêàçàòåëè êà÷åñòâà ñèñòåìû è íàéòè òî çíà÷åíèå
êîýôôèöèåíòà À, ïðè êîòîðîì ýòè ïîêàçàòåëè áóäóò
íàìíîãî ëó÷øå, ÷åì ïðè îòñóòñòâèè â ñèñòåìå
äîïîëíèòåëüíîãî çâåíà (ò.å. êîãäà À=0 ).
Ðåøåíèþ ýòîãî âîïðîñà ïîñâÿùåíà äðóãàÿ ðàáîòà.
(Ñì. íàñòîÿùèé ñáîðíèê, ñòð. 157-163).
"ÌÎÄÅËÈÐÎÂÀÍÈÅ, ÎÏÒÈÌÈÇÀÖÈß, ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ" - Âûï.3/2000ã.
5
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
1. Áàðêàí
ß.Ä.,
Îðåõîâ
Ë.À.
Àâòîìàòèçàöèÿ
ýíåðãîñèñòåì, -Ì.: Ýíåðãîèçäàò, 1980. -524ñ.
2. Êîçèñà
Ç.Ë.,
Îâ÷àðåíêî
Í.È.
Àâòîìàòèêà
ýëåêòðîýíåðãåòè- ÷åñêèõ ñèñòåì. -Ì.: Ýíåðãîèçäàò,
1984. -478ñ.
6