Параметрический синтез регулятора для стабилизации угловой скорости вращения ротора паровой турбины автономной системы электроснабжения

Рассмотрены вопросы расчета параметров регулятора для стабилизации угловой скорости ротора паровой турбины при работе турбоагрегата в сетях изолированных энергосистем (автономная нагрузка). В штатную систему регулирования, ориентированную на сети большой мощности, в цепь датчика угловой скорости введен простой ПИД-регулятор, меняя параметры которого можно вернуться к прежней системе. Параметры регулятора рассчитаны исходя из условия протекания процессов, близких к желаемым, как на выходе (поддержание заданного закона изменения частоты вращения ротора турбины), так и в основных элементах турбины. Для расчета параметров регулятора предложен алгоритм, использующий аппарат численных методов интегрирования дифференциальных уравнений как основу итерационного процесса параметрического синтеза. В схеме численного интегрирования уравнений математической модели турбины с дополнительным регулятором фазовые переменные заменены эталонными (известными), и на каждом шаге условного интегрирования имеет место система алгебраических уравнений относительно искомых параметров. Решением системы уравнений служат искомые параметры регулятора. Приведены результаты, по которым выполнено сравнение работы скорректированной системы с эталонным процессом, и графики изменения искомых параметров регулятора в процессе настройки их на значения, близкие к оптимальным

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Правительства Калужской области (грант № 16-41-400701)

Литература

[1] Распоряжение Правительства РФ от 13 ноября 2009 г. № 1715-р «Энергетическая стратегия России на период до 2030 года». URL: http://energoeducation.ru/wp-content/uploads/2015/11/LAW94054_0_20151002_142857_54007.pdf (дата обращения: 16.09.2017).

[2] Воропай Н.И., Подковальников C.B., Стенников В.А., Труфанов В.В. Инновационные направления развития электроэнергетики России // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2011. № 4. С. 13–18.

[3] Dursun I., Karaosmanoglu F., Umurkan N. Reconfiguration of actual distribution network with optimum power flow for loss reduction // International Journal of Electronics and Electrical Engineering. 2016. Vol. 4. No. 1. P. 56–60. DOI: 10.18178/ijeee.4.1.56-60 URL: http://www.ijeee.net/uploadfile/2015/0911/20150911053026917.pdf

[4] Политика инновационного развития энергосбережения и повышения энергетической эффективности ОАО «Россети» (Утверждено Советом директоров ОАО «Россети», протокол № 138 от 23.10.2014). URL: http://www.rosseti.ru/investment/policy_innovation_development/doc/policy.pdf (дата обращения: 17.09.2017).

[5] ГОСТ 32144–2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014. 19 с.

[6] Кирюхин В.И., Тараненко Н.М., Огурцова Е.П. Паровые турбины малой мощности КТЗ. М.: Энергоатомиздат, 1987. 216 с.

[7] Корнюшин Ю.П., Мельников Д.В., Егупов Н.Д., Корнюшин П.Ю. Синтез дополнительного регулятора для стабилизации угловой скорости ротора паровой турбины // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2015. № 5. C. 100–112. DOI: 10.18698/1812-3368-2015-5-100-112

[8] ГОСТ Р 55890–2013. Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Оперативно-диспетчерское управление. Регулирование частоты и перетоков активной мощности. Нормы и требования. М.: Стандартинформ, 2014. 18 с.

[9] Марков В.А., Шатров В.И. Перспективные направления совершенствования систем автоматического управления и регулирования теплоэнергетических установок // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 4. C. 121–141. DOI: 10.18698/0236-3941-2017-4-121-141

[10] Калашников А.А. Динамика регулирования турбин. М.: Энергоатомиздат, 1999. 328 с.

[11] Стенников В.А., Воропай Н.И. Централизованная и распределенная генерация — не альтернатива, а интеграция // ИСЭМ СО РАН: вебсайт. URL: http://www.energystrategy.ru/projects/Energy_21/4-2.pdf (дата обращения: 14.09.2017).