Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Прогностическое управление турбогенераторной установкой на основе самонастраивающихся регуляторов

Ю. Н. Булатов, А. В. Крюков, К. В. Суслов

Аннотация


Установки распределённой генерации можно использовать для регулирования напряжения и частоты в узлах нагрузки потребителей. Решение этой задачи возможно только при условии точной настройки автоматических регуляторов, требующей значительных затрат времени на проведение сложных компьютерных экспериментов. Более простой подход может быть основан на применении прогностического алгоритма, позволяющего проводить настройку изменением только одного параметра — постоянной времени прогностического звена. Полностью автоматизировать решение задачи настройки можно путём разработки и внедрения самонастраивающихся прогностических регуляторов напряжения и частоты. Представлена структура самонастраивающихся прогностических регуляторов напряжения и скорости турбогенераторной установки, а также приведены результаты исследований, направленных на анализ эффективности применения таких регуляторов для установки, работающей в системе электроснабжения (СЭС) стационарных объектов железнодорожного транспорта. Особенность рассматриваемой СЭС состояла в наличии высоковольтных двигателей, самозапуск которых существенно усложнял задачу управления динамическими процессами в СЭС. На основе компьютерных экспериментов показано, что предлагаемые адаптивные регуляторы позволяют обеспечить устойчивую работу турбогенератора и улучшают показатели качества регулирования параметров режима СЭС.

Ключевые слова


электроснабжение стационарных объектов железных дорог, установки распределённой генерации, прогностическое управление, моделирование

Полный текст:

PDF

Литература


Pruggler W. Active Grid Integration of Distributed Generation Utilizing Existing Infrastructure more Efficiently - an Austrian Case Study / W. Pruggler, F. Kupzog, B. Bletterie, B. Helfried // Electricity Market, EEM 2008. 5th International Conference on European, May 2008. P. 1–6.

Lopes J. Integrating distributed generation into electric power systems: A review of drivers, challenges and opportunities / J. Lopes, N. Hatziargyriou, J. Mutale, P. Djapic, N. Jenkins // Electric Power Systems Research. 2007. Vol. 77. No. 9. P. 1189–1203.

Pilavachi P.A. Mini- and micro-gas turbines for combined heat and power // Appl. Therm. Eng. 2002. Vol. 22. No. 18. P. 2003–2014.

Voropai N.I., Stychinsky Z.A. Renewable energy sources: theoretical foundations, technologies, technical characteristics, economics. Magdeburg: Otto-von-Guericke-Universität, 2010. – 223 p.

Samoylenko V.O., Ilyushin P.V., Pazderin A.V. Estimating distributed generation reliability level // Renewable Energy and Power Quality Journal. 2020. Vol. 18. P. 70–75. DOI: 10.24084/repqj18.225.

Sikorski T., Rezmer J. Distributed Generation and Its Impact on Power Quality in Low-Voltage Distribution Networks // Power Quality Issues in Distributed Generation, Dr. Jaroslaw Luszcz (Ed.), InTech. 2015. DOI: 10.5772/61172.

Bulatov Y.N., Kryukov A.V., Suslov K.V. Solving the flicker noise origin problem by optimally controlled units of distributed generation // Proceed. of 18th International Conference on Harmonics and Quality of Power (ICHQP). 2018. P. 1–4. DOI: 10.1109/ICHQP.2018.8378834.

Danish M. S. S. Microgrid Planning and Design: Resilience to Sustainability / M. S. S. Danish, H. Matayoshi, H. R. Howlader, S. Chakraborty, P. Mandal, T. Senjyu, 2019 IEEE PES GTD Grand International Conference and Exposition Asia (GTD Asia). Bangkok, Thailand, 2019. P. 253–258. DOI: 10.1109/GTDAsia.2019.8716010.

Ferdous S. M., Shahnia F., Shafiullah G. M. Stability and robustness of a coupled microgrid cluster formed by various coupling structures // Chinese Journal of Electrical Engineering. Vol. 7. No. 4. P. 60–77. Dec. 2021. DOI: 10.23919/CJEE.2021.000038.

Ilyushin P., Kulikov A., Loskutov A. Application of the Wald Sequential Procedure in Automatic Network Control with Distributed Generation. In: Silhavy, R., Silhavy, P., Prokopova, Z. (eds) Software Engineering Perspectives in Intelligent Systems. CoMeSySo 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing. Vol. 1295. Springer, Cham. DOI: 10.1007/978-3-030-63319-6_11.

Kulikov A.L., Ilyushin P.V., Loskutov A.A. High-Performance Sequential Analysis in Grid Automated Systems of Distributed-Generation Areas // Russian Electrical Engineering. 2021. Vol. 92. No. 2. P. 90–96. DOI: 10.3103/S1068371221020073.

Camacho E.F., Bordons C. Model Predictive Control. 2nd edition. Springer, London, 2007. – 405 p.

Rodriguez J.State of the Art of Finite Control Set Model Predictive Control in Power Electronics / M.P. Kazmierkowski, J.R. Espinoza, P. Zanchetta, H. Abu-Rub, H.A. Young, C.A. Rojas // IEEE Transactions on Industrial Informatics. 2013. Vol. 9. No. 2. Р. 1003–1016. DOI: 10.1109/TII.2012.2221469.

Petkar S.G., Eshwar K., Thippiripati V.K. A Modified Model Predictive Current Control of Permanent Magnet Synchronous Motor Drive // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2021. Vol. 68. No. 2. Р. 1025–1034. DOI: 10.1109/TIE.2020.2970671.

Beus M., Pandžić H. Practical Implementation of a Hydro Power Unit Active Power Regulation Based on an MPC Algorithm // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2022. Vol. 37. DOI: 10.1109/TEC.2021.3094059.

Pikina G.A., Pashchenko F.F., Pashchenko A.F. Synthesis, Research and Comparative Analysis of Predictive Control Algorithms // International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon). 2020. Р. 1–5. DOI: 10.1109/FarEastCon50210.2020.9271646.

Bulatov Yu.N., Kryukov A.V., Nguen V.H. Simulation of Gas Turbine Power Plants with Voltage and Speed Prognostic Regulators // Int. Russian Automation Conference (RusAutoCon). 2020. Р. 160–164. DOI: 10.1109/RusAutoCon49822.2020.9208114.

Bulatov Y.; Kryukov A.; Suslov K. Using Group Predictive Voltage and Frequency Regulators of Distributed Generation Plants in Cyber-Physical Power Supply Systems // Energies. 2022. Vol. 15. 1253. DOI: 10.3390/en15041253.

Pikina G.A., Kuznetsov M.S. Tuning methods for typical predictive control algorithms // Therm. Eng. 2012. Vol. 59. Р. 154–158. DOI: 10.1134/S0040601512020139.

Kryukov A.V. Intelligent control of the regulators adjustment of the distributed generation installation / A.V. Kryukov, S.K. Kargapolcev, Y.N. Bulatov, O.N. Skrypnik, B.F. Kuznetsov // Far East Journal of Electronics and Communications. 2017. Т. 17. № 5. С. 1127–1140.




DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2023.43.81.002

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© 1998 – 2023 НТФ «Энергопрогресс»

Адрес редакции:
129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetick@mail.ru, energetik@energy-journals.ru

 

Наши партнеры

                

Выставки: