Прогностические регуляторы установок распределенной генерации

В ведущих странах мира к электроэнергетическим системам (ЭЭС) предъявляются новые требования, направленные на повышение эффективности, надежности электроснабжения потребителей и качества электроэнергии. Как показывают исследования [1…7], выполнить эти требования возможно путем внедрения распределенной генерации (РГ), под которой понимается совокупность энергоустановок, работающих в непосредственной близости от потребителей.

В качестве таких установок могут использоваться:

♦ нетрадиционные возобновляемые источники энергии: солнечные батареи, ветрогенерирующие установки, топливные элементы и т. д.;

♦ когенерационные установки малой и средней мощности (малые ТЭЦ, работающие на основе газотурбинных и парогазовых технологий), а также мини- и микро-ГЭС.

Однако параллельная работа установок РГ с ЭЭС усложняет задачи управления режимами и требует применения более совершенных алгоритмов работы релейной защиты и автоматики. При внедрении установок РГ, работающих на основе синхронных турбо- и гидрогенераторов, возникают задачи определения оптимальных настроек автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) и частоты вращения (АРЧВ), для решения которых требуются наиболее полные модели ЭЭС и трудоемкие расчеты большого числа взаимосвязанных параметров элементов системы автоматического управления (САУ). В условиях необходимости ускоренного ввода в эксплуатацию установок РГ необходим другой подход, связанный с возможностью настройки САУ, обеспечивающей их устойчивую работу, с помощью одного параметра. Для этого предлагается перейти от регулирования по текущему значению ошибки ε(t) к управлению, предполагающему вычисление значения прогноза ε(t + Δt). В результате реализуется упреждающее воздействие и удается частично скомпенсировать инерционность объекта. Регулятор, управляющий объектом по величине прогноза ошибки, назван в [8…10] прогностическим. Как правило, он включает в себя два сегмента [10]: элемент прогнозирования с передаточной функцией W_for (s) и регулятор с пропорциально-интегральнодифференциальным (ПИД) законом регулирования и передаточной функцией W_PID (s) (рис.1).