О моделировании работы устройства АЛАР в процессе автоматической настройки его характеристики

Анотация

Реализованы методы определения принадлежности точек годографа вектора сопротивления к характеристике срабатывания устройств АЛАР, расположения органа направления мощности, вычисления формы характеристики с учетом условий чувствительности устройства АЛАР. Программное обеспечение позволяет оценить время нахождения годографа в характеристике срабатывания и графически отобразить результаты расчетов для возможности анализа полученных результатов и оценки корректности выбранных параметров.

Ключевые слова – моделирование; автоматическая настройка; устройство автоматической ликвидации асинхронного режима; АЛАР; программное обеспечение

I. ВВЕДЕНИЕ

Настройка устройств автоматической ликвидации асинхронного режима (АЛАР) – трудоемкий процесс, сопряженный со значительным количеством ручных операций, автоматизация выполнения которых имеет немаловажное значение.

Получение адекватной настройки устройств АЛАР напрямую связано с многократной имитацией работы устройств АЛАР на совокупности исходных данных, характеризующих собой переходные процессы с возникновением асинхронных режимов (АР).

Моделирование работы устройств АЛАР и автоматическое вычисление параметров их характеристики срабатывания – ключевые процессы, заложенные в основу разрабатываемого программного обеспечения (ПО), позволяющего выполнять настройку этих устройств как вручную, так и в автоматическом режиме [1].

II. ЭТАПЫ НАСТРОЙКИ

В основу разрабатываемого ПО автоматической настройки устройств АЛАР положена итеративная процедура вычисления характеристики, включающая в себя следующие этапы:

• Определение положения органа направления мощности (ОНМ) и высоты трапеции. Алгоритмическую основу данного этапа составляет модификация метода деления пополам [2], позволяющая за конечное число операций вычислить наилучший угол наклона ОНМ [3].
• Определение длины оснований трапеции грубого органа (ГО) и чувствительного органа (ЧО). Алгоритмическую основу данного этапа составляет шаговый метод с инерционной составляющей, позволяющей выходить из области притяжения локальных минимумов.
• Корректировка высоты и боковин трапеции по условию чувствительности.

На каждом из вышеуказанных этапов форма и расположение трапеции изменяется, поэтому возникает необходимость моделирования работы устройства АЛАР с целью своевременного выявления характеристики с наименьшими размерами, при которой на все обрабатываемые годографы АР фиксируется работа автоматики.

III. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА АЛАР

Исходными данными при настройке характеристики являются массивы значений времени, активного и реактивного сопротивления, полученных в результате расчета переходного процесса.

Каждый массив содержит в себе по несколько тысяч временных отсечек и парных им значений активного и реактивного сопротивления. При этом различие в мощности данных массивов может составлять до несколько тысяч значений.

Срабатывание устройства АЛАР фиксируется при последовательном прохождении годографа АР через ЧО и ГО характеристики и пересечении ОНМ (рис. 1), при этом вычисляется время прохождения годографа через область ЧО: T = t₂ − t₁, где t₁ и t₂ – моменты времени, в которые зафиксированы соответственно первая и последняя точка последовательности, принадлежащей области ЧО.

Если act T ≥ T_act (T_act – минимально необходимое время для фиксации асинхронного режима), то отмечается работа автоматики и годограф маркируется пойманным.

Если все годографы промаркированы и выполняются необходимые условия [4], то вычисленная на текущем этапе (см. раздел II) характеристика считается окончательной и расчеты останавливаются.

При моделировании работы устройства АЛАР каждая точка годографа:

• Проверяется на принадлежность к характеристике. Если точка внутри характеристики, то она маркируется.
• Проверяется на вхождение в область ЧО / ГО и фиксируется орган, которому принадлежит текущая точка.

В результате обработки исходного массива данных образуется совокупность промаркированных точек, которая в свою очередь используется для проверки соблюдения последовательности прохождения годографом органов характеристики.

Также данная совокупность маркированных точек используется для вычисления координат пересечения годографа с боковинами ЧО / ГО и высотой характеристики, что необходимо для проверки соблюдения условия чувствительности [4].

IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

За весь цикл автоматической настройки характеристики выполняется от 10⁷ до 10⁸ проверок принадлежности точек годографов АР к характеристике.

Вычисление характеристики устройства АЛАР при обработке 500 годографов на компьютере с четырехядерным процессором Intel(R) Core(TM) i7-5600 CPU 2.60 GHz под управлением операционной системы Windows 7 выполняется за 10 минут.

Автоматизация выполнения рутинных операций позволяет специалисту по электрическим режимам:

• Сократить время решения задачи, т.к. прорисовка годографов, оценка времени нахождения годографа в области ЧО, фиксация работы автоматики выполняется программно.
• Облегчить процесс принятия решения по выбору наилучших параметров характеристики устройства АЛАР за счет возможности рассмотрения существенно большего количества АР, чем при ручной настройке.

Список литературы

1. Берг А. Ю., Бухаров Д. С., Гусев Р. А., Танирбергенов Е. Т. Об автоматизации настройки устройств АЛАР // Материалы VII Международной научно-технической конференции Электроэнергетика глазами молодежи – 2016. Том 3. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2016. – С. 20-21.
2. Левитин А. В. Алгоритмы. Введение в разработку и анализ. – М.: Вильямс, 2006. – 576 с.
3. Бухаров Д. С. О способе определения расположения органа направления мощности устройства АЛАР // Кулагинские чтения: техника и технологии производственных процессов: XVI Международная научная-практическая конференция. Часть 2. – Чита: ЗабГУ, 2016. – С. 209-212.
4. Комплекс противоаварийной автоматики многофункциональный. 656455.206-01 РЭ. – Новосибирск: Институт автоматизации энергетических систем, 2013. – 60 с.