Эталонные программы могут быть использованы также самостоятельно для решения ответственных задач и для экспериментальных расчетов при исследовании допустимости упрощения эталонного алгоритма (задавая в исходной информации, например, различные значения параметров, влияние которых исследуется). Для полноты оценки допустимости применения серийной программы необходимо, чтобы в эталонной программе была предусмотрена возможность случайной вариации исходной информации для учета (например, по методу статистических испытаний) влияния неизбежной случайной погрешности исходных данных. Целесообразно также создание "библиотеки" примерных расчетов, выполненных по эталонным и серийным программам.
Использование эталонных программ или ранее выполненных по ним расчетов особенно важно при исследовательских расчетах, а также для предварительной оценки допустимости упрощений в серийных программах, обеспечивающих необходимое ускорение эксплуатационно-оперативных расчетов.
9.1.3. Поскольку результаты расчета устойчивости энергосистем (в особенности - сложных) зависят от достоверности задания и точности расчета исходных установившихся режимов энергосистемы и от неизбежного упрощения (эквивалентирования) расчетных схем, необходимо применять в комплексе с программами расчета устойчивости достаточно высококачественные программы предварительного упрощения действительной схемы энергосистемы и расчета ее установившегося режима, а также дальнейшего упрощения схемы для расчета устойчивости.
9.1.4. Для повышения эффективности применения ЦВМ при анализе устойчивости энергосистем следует совершенствовать ввод и вывод информации, в особенности автоматический контроль правильности вводимой и долговременно хранящейся во внешней памяти ЦВМ информации, возможность "диалога" с ЦВМ, печать схем сети и графиков с автоматическим нанесением результатов расчета, обозначений и пояснений, ввод для оперативных расчетов части информации через телемеханические каналы, использование телетайпной связи и т.д.
Поскольку для ЦВМ высокого класса предусматривается возможность параллельного решения нескольких задач, прерывание и возобновление вычислительного процесса, использование экранов электронно-лучевых трубок для оперативной информации о ходе вычислительного процесса (дисплей) и т.п., целесообразно обеспечивать хранение модели энергосистемы в долговременной памяти ЦВМ и рациональную организацию расчетов с помощью операционной системы (специализированной или общего назначения)*.
В составе СМО должны быть разработаны программы формирования и использования расчетно-базовых и расчетно-оперативных моделей энергосистемы.
Основные методы расчетов устойчивости и вопросы применения ЦВМ рассматриваются в [Л.35-74].
_________________
* Для ориентировки в этом направлении в приложении 15 в качестве примера кратко описана реализованная по заданию ЦПУ ЕЭС СССР система комплексного моделирования энергосистемы в памяти ЦВМ с программно-диспетчерским управлением обработкой информации и расчетами.
9.2. Расчет установившихся режимов при анализе устойчивости энергосистем
9.2.1. Если расчеты установившихся режимов являются самостоятельной задачей, то структура энергосистемы, средства регулирования напряжения, эксплуатационные ограничения и т.п. могут учитываться значительно более подробно, чем при расчетах устойчивости. Желательно, чтобы упрощение схем замещения энергосистемы для расчетов устойчивости производилось на основе предварительно рассчитанных нескольких (наиболее характерных при заданной постановке задачи) исходных установившихся режимов при максимальном объеме сети и полном учете ограничений, допускаемых соответствующей программой для ЦВМ.
При упрощении расчетных схем для анализа переходных процессов следует учитывать, что на результаты расчета могут оказать влияние и те факторы, которые не имеют значения, если рассчитываются только установившиеся режимы. В частности, должно учитываться возможное влияние относительного движения машин.
9.2.2. После произведенного тем или иным способом упрощения полной схемы энергосистемы исходный (для последующих расчетов устойчивости) установившийся режим должен быть рассчитан непосредственно для упрощенной расчетной схемы.
9.2.3. Эталонные программы для расчета на ЦВМ исходных установившихся режимов энергосистем должны обеспечивать возможность выполнения расчета как в устойчивой, так и в неустойчивой области режима энергосистемы. Серийные программы расчета исходных установившихся режимов могут обеспечивать возможность расчета лишь в устойчивой области работы энергосистемы (по пределу статической устойчивости), если это предусмотрено алгоритмом программы и при апробации программы проверено, что она обеспечивает возможность расчета режимов, достаточно близких к пределу устойчивости энергосистемы.
9.2.4. Расчеты установившихся режимов при номинальной частоте должны проводиться с учетом статических характеристик нагрузок по напряжению. В случаях, если по заданию устойчивость анализируется для установившихся режимов с частотой, существенно отличающейся от номинальной, например, при анализе реальных эксплуатационных или аварийных ситуаций, исходные данные для расчета такого режима должны учитывать зависимость параметров схемы от частоты.
9.3. Расчет предела статической устойчивости сложной энергосистемы
9.3.1. Статическая устойчивость энергосистемы по отношению к любым малым возмущениям (по виду и точке приложения) соответствует определению "устойчивости в малом" общей теории устойчивости Ляпунова и должна анализироваться при помощи ЦВМ по обоснованному Ляпуновым методу первого приближения [Л.1, 35-37].
В соответствии с этим для энергосистемы при определенных предпосылках определяются линеаризованные в точке исходного невозмущенного режима дифференциальные уравнения возмущенного (по Ляпунову) движения (предполагается в неявном виде возмущение начальных условий решения уравнений). Необходимым и достаточным критерием устойчивости энергосистемы является отрицательный знак действительных корней или действительной части комплексных корней характеристического определителя уравнений возмущенного движения.
9.3.2. Следует учитывать, что погрешность расчетов возрастает в основном из-за погрешности исходных данных при усложнении энергосистем и при более полном учете в модели энергосистемы автоматических регуляторов - в особенности при учете возможности самораскачивания в энергосистеме.
9.3.3. Расчеты статической устойчивости, выполняемые как при эксплуатации энергосистем, так и при проектировании их развития, дополнительно разделяются на два вида:
- выбор типа автоматических регуляторов и определение параметров их настройки;
- определение запасов устойчивости сложной энергосистемы.
Расчеты первого вида должны проводиться по полным критериям статической устойчивости (с учетом возможности самораскачивания). Подобные расчеты громоздки и трудоемки, поэтому при проведении их (даже при помощи ЦВМ) схему замещения энергосистемы приходится значительно упрощать, ограничиваясь варьированием типа и параметров АРВ на одной-трех электростанциях. При использовании результатов этих расчетов, в особенности при наладке автоматических регуляторов, параметры последних следует выбирать так, чтобы надежно исключить возможность самораскачивания.
Расчеты на ЦВМ целесообразно выполнять по программам определения границ областей устойчивости в плоскости двух параметров (большей частью - настроечных параметров АРВ). Желательна возможность задания серии расчетов с автоматическим изменением других параметров.
При выполнении расчетов второго вида допустимо полагать, что характеристики АРВ определены и заданы на основании типовых или конкретных расчетов или на основании специальных либо наладочных испытаний. Для расчетного определения запасов устойчивости необходимо стремиться к воспроизведению действительных условий работы энергосистемы как в отношении возможного утяжеления исходных режимов и учета различных ограничений, так и в отношении максимально возможного приближения расчетных схем замещения к реальным.
При этих расчетах очень сложно (и по изложенным выше соображениям практически нецелесообразно) использовать необходимые и достаточные условия отсутствия самораскачивания. Поэтому для подобных расчетов во многих случаях достаточно ограничиться анализом только апериодической (без учета самораскачивания) и "квазиапериодической" [Л.36, 46] устойчивости (с учетом возможности самораскачивания на низкой частоте). Допустимость такого упрощения может быть обоснована анализом устойчивости с учетом самораскачивания сравнительно простых схем замещения энергосистем или опытом эксплуатации данной энергосистемы (или энергосистем сходной структуры)*.
________________
* Опыт показывает, в частности, что при наладке AРB настроечные параметры устанавливаются с запасом по отношению к критическим (по условиям самораскачивания) значениям, выявленным наладочными испытаниями в контрольных режимах (запас необходим с учетом перспективы изменения структуры и режимов системы, а также с учетом возможной погрешности результатов расчетов, даже если они имели не типовой, а конкретный характер).