Методические указания по определению устойчивости энергосистем часть II (стр. 25 из 41)
Библиотеку программного обеспечения КМПД образуют совокупность отлаженных операторов, блоков, каналов, программ и комплексов, организованных на выполнение всех функций системы и определенным образом размещенных во внешней памяти. Библиотека имеет свой управляющий том (каталог) и поисковую подсистему, обеспечивающую быстрый вызов нужной программной части системы согласно текущего запроса.
Выполнение работ, сформулированных на входном языке, осуществляется путем программно-диспетчерского управления.
Входной язык системы КМПД в зависимости от категории пользователей имеет подмножества:
1. Язык общения с оператором и персоналом, обслуживающим ЦВМ.
2. Язык общения в диалоговом режиме.
3. Язык пользователей-электроэнергетиков, формулирующих и решающих задачи во всем многообразии запросов АСДУ данного иерархического уровня.
Система КМПД разработана ИЭД АН УССР по заданию ЦДУ ЕЭС СССР для ЦВМ стандартной комплектации БЭСМ-4, М-220 и М-222.
При работе системы используются два МОЗУ, 130000 ячеек МБ, два ЛПМ. В эксплуатации КМПД работает автономно без использования других систем математического обеспечения.
Приложение 16
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЯДА ПРОГРАММ ДЛЯ РАСЧЕТОВ УСТОЙЧИВОСТИ ЭНЕРГОСИСТЕМ
1. Расчеты установившегося режима и статической устойчивости.
Для ЦВМ второго поколения получили наибольшее распространение следующие программы, переданные в библиотеку СМО Главтехуправления Минэнерго СССР.
Программа ИЭД АН УССР "XII-2" (для ЦВМ БЭСМ-4, М-220, М-222; максимальный объем расчетной схемы 300 узлов, 42 генератора) осуществляет проверку апериодической устойчивости по знаку свободного члена характеристического уравнения, кроме того проверяется также знак предпоследнего и высшего членов характеристического уравнения (см. гл. 9).
В программе ЛПИ имени М.И. Калинина "СУС" (М-220, БЭСМ-4; 62 узла, 62 генератора) критерием предела статической устойчивости также является переход свободного члена характеристического уравнения через нуль. Особенностью программы является учет вариаций частоты при определении апериодической устойчивости.
Программа СибНИИЭ "РАПУС-Омега" (БЭСМ-4; 200 узлов, 100 генераторов) осуществляет проверку апериодической устойчивости по знаку свободного члена характеристического уравнения. Предусмотрен учет отклонений частоты при установлении режима и вариаций частоты при анализе статической устойчивости.
В программе ЭНИН имени Г.М. Кржижановского "СУМ-5Д" (БЭСМ-4 М-222; 245 узлов, 75 генераторов) критерием апериодической устойчивости служит сходимость специально организованного итерационного расчета установившегося режима.
В программе "СУМ-5Д" генераторы моделируются постоянными ЭДС, в остальных указанных программах, кроме того, предусмотрен учет АРВ. Нагрузки могут быть представлены статическими характеристиками по напряжению ("XII-2", "СУМ-5Д") или по напряжению и частоте ("РАПУС-Омега", "СУС").
Для ЦВМ третьего поколения разработаны следующие программы.
Программа ИЭД АН УССР "СТАТУС" (ЦВМ серии ЕС, М-4030; 900 узлов, 25-50 генераторов) представляет собой развитие программы "XII-2".
Основное отличие программы ЛПИ имени М.И. Калинина "СONUS" (ЕС, 900 узлов, 600 генераторов) от программы "СУС" состоит в учете отклонений частоты при установлении режима.
По программе ВНИИЭ - ВЦ ГТУ "КУ-2" (ЕС; 300 узлов) возможна проверка как апериодической устойчивости (до 60 генераторов), так и статической устойчивости с учетом самораскачивания (до 20 генераторов). Последнее осуществляется по интегральному критерию эквивалентному критерию Раусса - Гурвица.
Программа СибНИИЭ "РАПУС-5" (ЕС, БЭСМ-6; 300 узлов, 200 генераторов) позволяет анализировать статическую устойчивость квазиустановившихся режимов в процессе изменения частоты при больших небалансах мощности.
В ЭНИН имени Г.М. Кржижановского завершена разработка программы, представляющей собой развитие "СУМ-5Д" и позволяющей учитывать отклонения частоты.
Разработка программ для расчетов апериодической устойчивости производится также в МЭИ, Иркутском политехническом институте, СЭИ и в других организациях.
2. Расчеты динамической устойчивости.
Для ЦВМ второго поколения в библиотеке СMO имеются следующие программы.
В программе ИЭД АН УССР "IV-4" (М-220, М-222, БЭСМ-4; 200 узлов, 100 генераторов и двигателей) дифференциальные уравнения решаются методом последовательных интервалов с автоматическим изменением шага. Электрическая сеть представлена матрицей проводимостей; расчет режима сети осуществляется итерационным методом Гаусса - Зейделя.
В программе ВНИИЭ - ВЦ ГТУ "РУЭН-II" (М-220, БЭСМ-4; 200 узлов, 64 генератора и двигателя) при решении дифференциальных уравнений используется метод Рунге-Кутта четвертого порядка. Сеть представлена матрицей коэффициентов распределения, расчет сети производится безытерационным методом.
В программе ВНИИЭ - ВЦ ГТУ "КПУ-I" (M-220, М-222, БЭСМ-4; 300 узлов, 220 машин в 100 узлах) дифференциальные уравнения решаются методом прогноза и коррекции с переменным шагом. Сеть подставлена треугольной матрицей проводимостей и решается методом Гаусса с выбором оптимального порядка исключения узлов. Расчет сети осуществляется безытерационно при замещении нагрузок постоянными проводимостями и итерационным методом при учете статических характеристик нагрузки.
В программе СЭИ "РАДИУС" (М-220, БЭСМ-4; 200 узлов, 64 генератора) решение дифференциальных уравнений осуществляется методом Эйлера с постоянным шагом. Сеть представлена матрицей собственных и взаимных проводимостей генерирующих узлов, расчет режима сети безытерационный.
Во всех указанных программах генераторы могут быть представлены постоянной ЭДС, уравнениями Лебедева - Жданова, а в программах "РУЭН-II" и "КПУ-I" - так же и уравнениями Парка - Горева с учетом демпферных контуров (но без учета переходных процессов в цепи статора). Во всех указанных программах предусмотрен учет АРВ и АРС. В программе "РУЭН-II" имеется возможность представить нагрузку статическими и упрощенными динамическими характеристиками, а в программах "IV-4" и "КПУ-I" - статическими характеристиками и упрощенным асинхронным двигателем. Все программы с различной степенью полноты предусматривают коммутации элементов схемы и учет действия релейной защиты и противоаварийной автоматики.
Для ЦВМ третьего поколения разработаны следующие программы.
В программах ВНИИЭ - ВЦ ГТУ "КУ-2" (ЕС; 300 узлов, 100 генераторов) и ИЭД АН УССР "УДАР-2" (EС, М-4030, 500 узлов, 200 генераторов) по сравнению с аналогичными программами для ЦВМ второго поколения уточнено математическое описание элементов энергосистемы и предусмотрен более полный учет действия противоаварийной автоматики; предусмотрен упрощенный учет переходных процессов в котлах.
В ОДУ Северо-Запада разработана программа "МУСТАНГ" (ЕС; 200 узлов, 100 генераторов), которая позволяет рассчитывать динамическую устойчивость при упрощенном представлении генераторов (постоянными ЭДС) и нагрузок (постоянными проводимостями). Программа содержит специальный блок моделирования релейной защиты и противоаварийной автоматики.
В УПИ имени C.M. Кирова разработана экспериментальная программа "КДУ-2" (ЕС; 300 узлов; 100 генераторов) для оценки динамической устойчивости на основе использования второго метода Ляпунова.
Программы расчетов электромеханических переходных процессов разрабатываются рядом других организаций.
Приложение 17
ПРИМЕР РАСЧЕТА ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ НЕТОЧНОСТИ ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ
В качестве примера произведено сравнение результатов расчета динамической устойчивости электрической системы с учетом неточности исходной информации при различных способах представления нагрузки;
Схема энергосистемы изображена на рис. П.17.1. Две электростанции, связанные между собой двухцепной линией электропередачи, работают на общую нагрузку. Параметры энергосистемы, приведенные к общей системе относительных единиц: xd1 = 0,1683, xq1 = 0,1107, x'd1 = 0,0633,
= 5,3 с, tJ1 = 51 с, xd2 = 0,505, xq2 = 0,332, x'd2 = 0,19, 
= 5,3 с, tJ2 = 17 с, хл = 1,0.Расчеты выполнены с помощью комплекса программ, включающих типовые программы расчета установившегося электрического режима, динамической устойчивости и специальную программу статистической вариации исходных данных. В комплексе предусмотрена статистическая обработка результатов счета. Типовые программы модифицированы для осуществления связи с указанной программой статистической вариации. В состав последней входят подпрограммы получения случайных чисел, распределенных по соответствующему закону (нормальному, равномерному).
Данные для расчета исходного режима и результаты расчета приведены в табл. П.17.1.
Расчеты динамической устойчивости выполнялись при трехфазном КЗ в точке 3 (см. рис. П.17.1). Длительность КЗ составляла 0,2 с, после чего отключалась поврежденная цепь линии электропередачи. Нагрузка на шинах электростанции 1 учитывалась в программе постоянным сопротивлением или динамическими характеристиками.