Исследование влияния процессов в современных электроэнергетических системах на функционирование автоматических регуляторов возбуждения и разработка методики их адекватной настройки

Одними из основных трендов развития современных электроэнергетических систем (ЭЭС) является внедрение объектов распределенной генерации (РГ), возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и установка в сети технологий управляемых гибких электропередач переменного тока (FACTS). Помимо преимуществ (гибкость управления, уменьшение потерь, экономичность электроснабжения) обозначенные изменения приводят к проблемам режимного и противоаварийного управления ЭЭС, что связано с существенным влиянием подобных объектов на протекание переходных процессов и, как следствие, устойчивость ЭЭС. В связи с этим значительно возрастает роль средств обеспечения и повышения устойчивости ЭЭС, основными из которых являются системы автоматического регулирования возбуждения (АРВ) синхронных генераторов. В то же время проведенный предварительный анализ показал, что использование существующих методов и средств по настройке устройств АРВ синхронных генераторов, основанных на численном и физическом моделировании ЭЭС, не позволяет обеспечить максимальную эффективность и корректность их работы, в связи с ограниченностью и в некоторых случаях недостоверностью получаемой информации о режимах и процессах в современных ЭЭС. Данная проблематика вызвана применяемыми в них упрощениями и ограничениями. Вследствие этого в рамках проекта предлагается разработка альтернативной концепции и методики по настройке устройств АРВ, а также средств для их реализации, включающих в себя возможность максимально адекватного учета специфики функционирования как основного оборудования «традиционных» ЭЭС, так и перспективного: объектов РГ, ВИЭ и устройств FACTS. Основой разрабатываемых средств является гибридный подход к моделированию ЭЭС, который предоставляет возможность синтезировать и реализовать программно-аппаратные средства моделирования энергоблока, необходимые для проведения всесторонних исследований функционирования устройств АРВ синхронных генераторов в составе совокупной модели ЭЭС большой (не менее чем региональной) размерности, а также разработать методику их адекватной настройки. Положения данной методики будут сформированы на основе всестороннего анализа особенностей функционирования современных ЭЭС при внедрении объектов РГ, ВИЭ и устройств FACTS, а также с учетом выявленных и систематизированных различных аспектов влияния данных объектов и устройств на режимы работы, протекание переходных процессов и устойчивость ЭЭС в целом. В результате в рамках методики будет разработан перечень экспериментальных исследований, включающий в себя идеологию выбора мест, длительности, вида и тяжести тестовых возмущений и направленный на оценку эффективности работы устройств АРВ в условиях интеграции различных по типу, составу, объему и мощности объектов РГ и ВИЭ, необходимости проведения координации настройки АРВ и систем автоматического управления устройств FACTS, а также на выработку рекомендаций по корректировке и оптимизации настроек устройств АРВ для обеспечения качественного управления режимами и необходимого уровня устойчивости современных ЭЭС.