Введение к работе
Актуальность работы. Республика Узбекистан (РУз) является республикой с сильно развитым машинным орошением, где функционируют самые крупные в Союзе Независимых Государств (СНГ), системы машинного водоподъема (СМВ) для орошения с уникальными синхронными электродвигателями, осевыми и центробежными насосами и другими электротехническим и гидромеханическим оборудованиями.
В системе Минсельводхоза РУз самыми энергоёмкими потребителями являются синхронные электродвигатели крупных насосных станций. Так, например, они ежегодно потребляют около 8.5 млрд. кВт.ч электроэнергии, что составляет около 20% всей электроэнергии, вырабатываемой в республике.
В настоящее время, важное значение приобретают вопросы моделирования и оптимизации режимов работы синхронных электродвигателей, использованием их математических моделей и алгоритмов, обеспечивающих экономию электроэнергии на водоподъем насосной станцией, которые являются актуальными и имеют важное народнохозяйственное значение.
Цель и задачи исслёдавания.Целью диссертационной работы является разработка и исследование моделирования и оптимизации режимов работы синхронных электродвигателей крупных насосных станций использованием их математических моделей, алгоритмов и программ расчета задач моделирования и оптимизации, которые обеспечат уменьшение затрат электроэнергии на водоподъем насосной станцией.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
-
Анализ современного состояния режимов работы синхронных электродвигателей крупных насосных станций.
-
Моделирование установившихся и пусковых режимов работы синхронных электродвигателей крупных насосных станций.
-
Оценивание состояний и оптимизация режимов работы синхронных электродвигателей крупных насосных станций при случайных возмущениях.
Методы исследований. Методологическую основу работы составляют методы теории электрических машин и управления стохастическими системами, оптимизации систем многосвязанного управления и регулирования и принципы системного анализа, а также методы математического моделирования динамических систем, использованы нелинейные алгебраические и дифференциальные уравнения, описывающие установившееся движение и процесс пуска синхронного электродвигателя. Для решения дифференциальных уравнений использован мотод Рунге-Кутта.
Научная новизна. На основе обобщения исследований и разработок по управлению режимами работы синхронных электродвигателей крупных насосных станций, а также разработок и исследований автора, научная новизна диссертации заключается в:
-разработке математических моделей, алгоритмов и программ решения задач процесса пуска;
-разработке алгоритма оценивания состояния при случайных возмущениях с использованием линейной теории фильтрации Кальмана и Бьюси;
-разработке алгоритма и программ расчета задач оптимиза ции режимов работы на основе теории управления стохастическими системами. Достоверность полученных результатов. Основные результаты диссертации обоснованы проведенными теоретическими исследованиями, их достоверность подтверждена, близостью результатам других авторов и внедрением результатов исследований в Управлении эксплуатации Джизак-ских насосных станций.
Практическая ценность работы. Использование, разработанных в диссертационной работе, задач моделирования и оптимизации режимов работы синхронных электродвигателей в насосных станциях страны позволяет снизить непроизводительные потери электроэнергии на водоподъем до 3%, определить наилучший режим пуска. Разработанные алгоритмы и программы оптимизации режимов работы синхронных электродвигателей при случайных возмущениях позволяют выбирать коэффициенты усиления регуляторов возбуждения улучшающиеся качество переходных процессов. Результаты диссертации внедрены в Управлении эксплуатации Джизакских насосных станций, что подтверждается актом о внедрении.
Апробация диссертации. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на республиканской научной конференции Математическое моделирование и вычислительный эксперимент» (г.Ташкент, 1997 г.), заседаниях секции «Водное хозяйство и системы управления» Ученого Совета САНИИРИ (г.Ташкент, 1995-97гг.), а также на научных семинарах fio данной специальности в ТашГТУ, Институте энергетики и автоматики АН Руз, ТИИШСХ, и институте Узгипромелиоводхоз (г. Ташкент, 1998 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 2 научные статьи.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы из 121 наименований. Работа изложена на 123 стр. машинописного текста включает 46 рисунков и 2 таблицы.
