Автоматическое регулирование частоты с использованием управления по прогнозным моделям.

Беляев, Александр Сергеевич Отделение электроэнергетики и электротехники (ОЭЭ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Одним из современных методов в теории автоматического управления сложными технологическими процессами является управление по прогнозным моделям – Model Predictive Control (MPC). В магистерской диссертации доказаны возможности применения MPC для решения задачи регулирования частоты, а также исследована и доказана их эффективность. Разработан программный модуль – прототип MPC регулятор, способный работать в качестве информационно-управляющей системы на основе оперативно-информационного комплекса СК-2007. При исследовании эффективности применения MPC для регулирования частоты применены методы теории автоматического управления, математического анализа, математического моделирования.

Термины и сокращения …………………………………………………………………………………………………12
Введение… …………………………………………………………………………………………………………………..16
Глава 1. Особенности современной системы АРЧМ ………………………………………………..17
1.1. Теоретические сведения о регулировании частоты и перетоков активной
мощности в энергосистемах РФ …………………………………………………………………………………17
1.2. Концепция автоматического вторичного регулирования частоты и перетоков
активной мощности (АРЧМ) ……………………………………………………………………………………..19
1.3. Комплекс технических средств систем АРЧМ ………………………………………………….23
1.4. Существующие проблемы эксплуатации и перспективы развития систем АРЧМ 27
1.5. Цель и задачи исследования …………………………………………………………………………….35
Глава 2. Управление по прогнозным моделям (Model Predictive control) ……………….38
2.2. Принцип регулирования на основе метода управления по прогнозным моделям .39
2.2. Формирование математической модели объекта регулирования ……………………….41
2.3. Алгоритм расчета управляющих воздействий на основе метода управления по
прогнозным моделям …………………………………………………………………………………………………47
2.4. Обоснование выбора среды моделирования ……………………………………………………..49
2.5. Моделирование процесса регулирования частоты …………………………………………….50
Глава 3. Программная реализация и тестирование MPC регулятора …………………….65
3.1. Программная реализация алгоритма расчета управляющих воздействий …………..66
3.2. Программная реализация алгоритма и разработка графического интерфейса MPC
регулятора …………………………………………………………………………………………………………………70
3.3. Обоснование выбора среды моделирования ……………………………………………………..74
3.4. Реализация информационного обмена между MPC регулятором, СК-2007 и
средой моделирования ………………………………………………………………………………………………75
3.5. Тестирование разработанного регулятора ………………………………………………………..81
3.6. Анализ влияния неточности задания параметров математической модели на
качество регулирования …………………………………………………………………………………………….92
3.7. Заключение к Главе 3 ………………………………………………………………………………………95
Заключение…………………………………………………………………………………………………………………..97
Глава 4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение .100
4.1. Предпроектный анализ …………………………………………………………………………………..100
4.2. Планирование управления научно-техническим проектом………………………………101
4.3. Бюджет проекта …………………………………………………………………………………………….104
4.4. Ожидаемая эффективность и эффекты проекта ………………………………………………106
Глава 5. Социальная ответственность …………………………………………………………………..110
5.1. Производственная безопасность …………………………………………………………………….110
5.2. Экологическая безопасность ………………………………………………………………………….118
5.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………………………….119
5.4. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности………………….123
Список использованной литературы ……………………………………………………………………………125
Приложение А: Схема модели Кольской энергосистемы в MATLAB …………………………..130
Приложение Б: Код расчетного модуля MPC регулятора на языке программирования
MATLAB ………………………………………………………………………………………………………………….131
Приложение В: Диаграмма Ганта ………………………………………………………………………………..133
Приложение Г: График загрузки исполнителя работ ……………………………………………………134
Приложение Д …………………………………………………………………………………………………………….135

В настоящее время в ЕЭС России для поддержания номинального значения
частоты и заданных значений перетоков используется информационно-
управляющая система автоматического вторичного регулирования частоты и
активной мощности (АРЧМ). Основным компонентом системы АРЧМ
является классический регулятор интегрального действия (I регулятор),
который формирует величину регулирующего воздействия пропорционально
интегралу отклонения регулируемого параметра от заданного значения по
времени.
Существующая реализация I регулятора в АРЧМ обеспечивает простое
решение задачи управления частотой и перетоками, однако с ростом
количества регулирующих электростанций и контролируемых сечений, а
также требований к качеству и эффективности регулирования, задача АРЧМ
требует поиска новых решений, в том числе применения новых методов
регулирования.
Одним из таких методов является метод управления по прогнозным
моделям – Model Predictive Control (MPC). Перспективность применения
данного метода для задач АРЧМ подчеркивается в ряде зарубежных
публикаций. Однако детальные исследования возможности его применения в
качестве методологической основы для построения систем АРЧМ нового
поколения отсутствуют. Так же как и отсутствует информация о
существующих программных реализациях регуляторов на базе данного
метода.
В данной работе исследуется эффективность применения метода MPC для
решения одной из основных задач систем АРЧМ – задачи АРЧ. Также
выполнена программная реализация АРЧ регулятора на базе MPC и его
тестирование с помощью моделирующего комплекса реального времени.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Энергосервисный договор
    📅 2018год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет
    Асинхронный электропривод вентиляционной установки
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка имитационной модели системы электропитания тяжелого самолета
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Оптимизация структуры и режимов фотоэлектростанций северных территорий
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)