Автоматическое регулирование частоты с использованием управления по прогнозным моделям.

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

    Читать «Автоматическое регулирование частоты с использованием управления по прогнозным моделям.»

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

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

    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    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
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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