Обеспечение гарантированного высокого быстродействия автоматической частотной разгрузки в условиях отклонения показателей качества электроэнергии на основе процедуры последовательного анализа Вальда

Александр Леонидович Куликов; Павел Владимирович Илюшин; Антон Алексеевич Лоскутов; Александр Александрович Севостьянов

doi:10.34831/EP.2021.1077.4.007

Обеспечение гарантированного высокого быстродействия автоматической частотной разгрузки в условиях отклонения показателей качества электроэнергии на основе процедуры последовательного анализа Вальда

Александр Леонидович Куликов, Павел Владимирович Илюшин, Антон Алексеевич Лоскутов, Александр Александрович Севостьянов

Аннотация

Тренд на децентрализацию генерирующих мощностей ведёт к увеличению доли распределённых источников энергии (РИЭ) в энергосистемах многих стран мира. В процессе эксплуатации возможны выделения энергорайонов с РИЭ в островной режим работы. Переходные процессы в энергорайонах с РИЭ характеризуются существенным увеличением скорости их протекания, значительными отклонениями показателей качества электроэнергии (ПКЭ) от нормируемых значений в условиях воздействия случайных мешающих факторов. Это ограничивает применение традиционных методов измерения (оценки) параметров режима и цифровой обработки сигналов в цифровых устройствах, включая устройства автоматической частотной разгрузки (АЧР). Обосновано, что применение процедуры последовательного анализа Вальда при распознавании режимов работы энергорайонов с РИЭ является эффективным средством обеспечения правильности принятия решений в цифровых устройствах. Разработаны алгоритм последовательного анализа с адаптивными уставочными значениями и структурная схема блока последовательного анализа для устройства АЧР, позволяющие повысить его быстродействие. Адаптивные уставочные значения формируются на основании результатов предварительного имитационного моделирования, позволяя уменьшить зону неопределённости при распознавании режима от шага к шагу. Наиболее эффективна многоканальная реализация устройства АЧР с параллельной структурой каналов обработки и принятия решения для каждой ступени АЧР. Даны рекомендации по проведению анализа правильности функционирования устройства АЧР в условиях отклонения показателей качества электроэнергии (ПКЭ) в энергорайонах с РИЭ.

Ключевые слова

Энергорайон; распределенные источники энергии; автоматическая частотная разгрузка; показатели качества электроэнергии; процедура последовательного анализа Вальда; быстродействие

Полный текст:

PDF

Литература

Есяков, С.Я. Трансформация электроэнергетических систем [Текст] / С.Я. Есяков, К.А. Лунин, В.А. Стенников, Н.И. Воропай, И.Я. Редько, В.А. Баринов // Электроэнергия. Передача и распределение. -- 2019. -- № 4 (55). -- С. 134 -- 141.

Ilyushin, P.V. Approaches to organization of emergency control at isolated operation of energy areas with distributed generation [Electronic resource] / P.V. Ilyushin, A.V. Pazderin // The Proceedings of International Urals Conference on Green Energy (UralCon). -- Chelyabinsk, Russia. -- 2018. -- P. 1 -- 7. – (DOI: 10.1109/URALCON.2018.8544361).

Воропай, Н.И. Будущие электроэнергетические системы – тенденции и проблемы [Текст] / Н.И. Воропай, А.Б. Осак // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. -- 2015. -- № 4. -- С. 2 -- 4.

Eroshenko, S.A. Features of implementing multi-parameter islanding protection in power districts with distributed generation units [Electronic resource] / S.A. Eroshenko, P.V. Ilyushin // In Proceedings of the 2018 IEEE 59th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University. -- Riga, Latvia. – 2018. – (DOI:10.1109/RTUCON.2018.8659857).

Куликов, А.Л. О корректировке требований к точности цифровой обработки сигналов токов и напряжений в активных системах промышленного электроснабжения [Текст] / А.Л. Куликов, П.В. Илюшин, Г.Я. Вагин, А.А. Севостьянов // Известия Российской академии наук. Энергетика. -- 2021. -- № 1. -- С. 26 -- 38.

Ilyushin, P.V. Requirements for power stations islanding automation an influence of power grid parameters and [Electronic resource] / P.V. Ilyushin, A.V. Pazderin // The Proceedings of 2018 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). -- Moscow, Russia. – 2018. -- P. 1 -- 6. – (DOI: 10.1109/ICIEAM.2018.8728682).

Фу, К. Последовательные методы в распознавании образов и обучении машин [Текст] / К. Фу. – М.: Наука. 1971. – 256 с.

Куликов, А.Л. Статистические методы оценки параметров аварийного режима энергорайонов с объектами распределенной генерации [Текст] / А.Л. Куликов, П.В. Илюшин // Электричество. -- 2019. -- № 5. -- С. 4 -- 11.

Айвазян, С.А. Различение близких гипотез о виде плотности распределения в схеме обобщенного последовательного критерия [Текст] / С.А. Айвазян // Теория вероятностей и ее применения. -- 1965. -- Т. X. -- Вып. 4. -- С. 713 -- 726.

Kulikov, A.L. Principles of organization of relay protection in microgrids with distributed power generation sources [Text] / A.L. Kulikov, M.V. Sharygin, P.V. Ilyushin // Power Technology and Engineering. – 2020. -- Vol. 53. -- № 5. – P. 611-617. – (DOI: 10.1007/s10749-020-01125-x).

Вальд, А. Последовательный анализ [Текст] / А. Вальд. – М.: Физматгиз, 1960. – 328 с.

Ширяев, А.Н. Статистический последовательный анализ. Оптимальные правила остановки [Текст] / А.Н. Ширяев – М.: Наука. 1976. – 272 с.

Башаринов, А.Е. Методы статистического последовательного анализа и их радиотехнические приложения [Текст] / А.Е. Башаринов, Б.С. Флейшман. – М.: Советское радио, 1962. – 352 с.

Anderson, T.W. A modification of the sequential probability ratio tests to reduce the sample size [Text] / T.W. Anderson // Ann. Math. Statist. -- 1960. -- Vol. 31. -- P. 165 -- 197.

Bussgang, J.J. Truncated sequential hypothesis tests. Memo [Text] / J.J. Bussgang, M.B. Marcus // The Rand Corp., Santa Monica, California, November, 1964.

Sochman, J. Waldboost-learning for time constrained sequential detection [Text] / J. Sochman, J. Matas // The Proceedings of IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. -- 2005. -- Vol. 2. -- P. 150 -- 156.

Lorden, G. Structure of sequential tests minimizing an expected sample size [Text] / G. Lorden // Zeitschrift fur Wahrscheinlichkeits-theorie undverwandte gebiete. – 1980. -- Bd. 51. -- No. 3. -- P. 291 -- 302.

Куликов, А.Л. Применение последовательной процедуры Вальда в автоматике управления режимами энергорайонов с объектами распределённой генерации [Текст] / А.Л. Куликов, П.В. Илюшин // Энергетик. -- 2019. -- № 6. -- С. 23 -- 29.

Ilyushin, P.V. Application of the Wald Sequential Procedure in Automatic Network Control with Distributed Generation [Text] / P.V. Ilyushin, A.L. Kulikov, A.A. Loskutov // Advances in Intelligent Systems and Computing. -- 2020. -- 1295. -- P. 104 -- 120.

Wijsman, R.A. A monotonicity property of the sequential probability ratio test [Text] / R.A. Wijsman // Ann. Math. Statist. -- 1960. -- Vol. 31. -- No. 3. -- P. 677 -- 684.

Куликов, А.Л. Повышение быстродействия последовательного анализа в устройствах автоматики энергосистем энергорайонов с распределенной генерацией [Текст] / А.Л. Куликов, П.В. Илюшин, А.А. Лоскутов // Электротехника. -- 2021. -- № 2. -- С. 34 -- 41.

Ширман, Я.Д. Радиоэлектронные системы: основы построения и теория [Текст]: справочник / Я.Д. Ширман, Ю.И. Лосев, Н.Н. Минервин [и др.]. – М.: ЗАО «МАКВИС», 1998. – 544 с.

Павленков, М.Н. Методы и модели принятия управленческого решения в экономических системах [Текст] / М.Н. Павленков, А.Л. Куликов. – Н. Новгород: Изд-во ВВАГС, 2004. – 322 с.

Шарыгин, М.В. Обеспечение селективности релейной защиты в системах электроснабжения на основе байесовского метода проверки гипотез [Текст] / М.В. Шарыгин, А.Л. Куликов // Электричество. -- 2017. -- № 9. -- С. 24 -- 33.

Рибейро, П.Ф. Обработка сигналов в интеллектуальных сетях энергосистем [Текст] / П.Ф. Рибейро, К.А. Дуке, П.М. да Силвейра, А.С. Серкейра. – М.: Техносфера, 2020. – 496 с.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2021.1077.4.007