Векторный регулятор режимов работы электрической распределительной сети

Объект исследования - автоматизированные устройства, регулирующие параметры токов в линиях электропередачи. Цель исследования - теоретическое и практическое описание, обоснование и изучение алгоритмов векторного регулирования потоков мощности в распределительной электросети, а также схемотехнические решения, их реализующие. Решение поставленных задач осуществлялось с применением классического математического аппарата прямого и обратного преобразований алгебраических и тригонометрических выражений в векторном отображении; методов анализа, сравнения и классификации, компьютерного (имитационного) моделирования, теории автоматического управления. Труды, послужившие основной для проведенного исследования, были написаны следующими авторами: Кобец Б.Б., Кочкин В.И., Лоскутов А.Б., Обухов С.Г., Соснина Е.Н., Чаплыгин Е.Е., Чивенков А.И., Mikkili Sr., Wang L. и др. Предложен способ детерминированного регулирования режимов работы распределительной сети, исключающий влияние параметров линии электропередачи на параметры режима в точке присоединения линий и нагрузки. Предложен способ автоматического векторного управления VRM, обеспечивающий постоянство величины напряжения на емкостном накопителе промежуточного звена постоянного тока при формировании любого заданного характера тока линии электропередачи. Сформирован алгоритм управления, реализующий функцию компенсации реактивной мощности с учётом ограничений, определяемых соотношением мощностей питающей сети и VRM. Разработаны имитационные модели узлов векторного регулятора в среде MatLAB/Simulink, позволяющие получить регулировочные характеристики и снижающие трудоёмкость определения оптимальных параметров режимов работы элементов силовой части и цепей обратных связей на этапе проектирования. Разработанные принципы и методы векторного управления реализованы на базе специализированного промышленного контроллера в виде виртуальных инструментов. Результаты исследования внедрены в производственный процесс АО «Электроинтел», а также используются в рамках образовательного процесса в НГТУ им. Р.Е. Алексеева по электротехническим дисциплинам. Векторный регулятор позволяет снизить общие электрические потери в линиях электропередачи сложных электрических сетей, а также повысить качество электроэнергии. Представленные принципы векторного регулирования параметров электроэнергии актуальны при разработке и реализации интеллектуальных электрических сетей со множественными источниками распределенной генерации, устройств компенсации реактивной мощности, стабилизаторов, зарядных устройств, устройств рекуперации энергии, активных фильтров гармонических составляющих тока и др.