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!

    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Шиленок В. КГМУ 2017, Лечебный , выпускник
    5 (20 отзывов)
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертац... Читать все
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертационной работ. Помогу в медицинских науках и прикладных (хим,био,эколог)
    #Кандидатские #Магистерские
    13 Выполненных работ
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа

    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)
    Исследование энергоэффективности микроклимата тепличного комплекса
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)