Электр тизимларининг статик турғунлигини таҳлил қилишнинг матрица усуллари ва алгоритмлари

Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати. Ҳозирги кунда дунё амалиётида электр энергетика тизимлари турғун ишлашини таъминлаш сохасида электр энергияси ишлаб чиқариш ва истеъмол килиш жараёнини интеллектуал технологиялар ютукларига асосланган юкори самарадорликка эта бошқариш тизимларини яратиш жараёни етакчи ўринни эгаллайди. Жа-дал ривожланаётган замонавий электр энергетика тизимлари статик тургунлигини реал вақт жараёнида тезкор маълумотларни кайта ишлаш ва тахдил килишга асосланган холда таъминлаш долзарб муаммолардан бири хисобланади. Бу борада ривожланган чет эл мамлакатларида режим пара-метрлари тебранишини хисобга олиб электр энергетика тизимлари тургунлигини таъминлаш учун бошқариш тизимларини такомиллаштиришга алоҳида эътибор каратилмокда. «Интеллектуал электр тизимларини яратиш, жумладан, Smart Grid тизимини яратиш учун АҚШ - 7,1 трлн., Хитой - 7,3 трлн., Япония - 0,8 трлн, доллар сарфламокда. Smart Grid тизимларидан фойдаланиш энергия истеъмолини камайтириш ва ишончлиликни ошириш ҳисобига АҚШга 2020 йилгача 1.8 трлн, доллар иктисод килиш имконини беради1».
Ўзбекистон Республикасида электр энергияни ишлаб чикариш ва электр энергетика тизимлари тургунлигини таъминлашни самарали ташкил килиш юзасидан кенг камровли чора тадбирлар амалга оширилмокда. Бу борада, жумладан, электр энергиясини ишлаб чикариш имкониятини берувчи парагаз ва газ турбина технологиясига асосланган юкори самарали ускуналар билан тўлиқ кайта жихозлаш, технологик объектларнинг юкори самарали бошқариш тизимларини яратиш ва бошқарув тизимларининг тадкик этиш усуллари ва алгоритмларини такомиллаштиришга бағишланган қатор илмий-тадкикот ишлари олиб борилмокда.
Жаҳонда электр тизимлар тургунлигини аниклашнинг янада такомил-лашган усуллари, замонавий бошкарув мосламаларига эга мураккаб электр энергетика тизим режимларининг ҳусусиятларини назоратлаш имкониятини берувчи матрица усуллари ва алгоритмларини ишлаб чиқиш муҳим аҳамият касб этмокда. Бу борада мақсадли илмий-тадқиқотларни, жумладан, қуйидаги йўналишлардаги илмий изланишларни амалга ошириш муҳим вазифалардан бири ҳисобланади: синхрон генераторлар автоматик ростлагич-ларини ҳисобга олган ҳолда электр тизимларининг тургунлигини назорат килиш матрицали усуллари ва алгоритмларини яратиш, мураккаб электр тизимлари тургунлиги чегарасини назорат килишнинг соддалаштирилган мезонларини ишлаб чиқиш, тизимларни киритиш технологияси асосида қўзғалишнинг автоматик ростлагичларини синтезлаш моделини яратиш. Юқорида келтирилган илмий-тадкиқотлар йўналишида бажарилаётган илмий изланишлар мазкур диссертация мавзуси долзарблигини изоҳлайди.
Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2015 йил 5 майдаги ПҚ-2343-сон «2015-2019 йилларда иктисодиёт тармокдари ва ижтимоий соҳада энергия сарфи хажмини қисқартириш, энергияни тежайдиган технологияларни жорий этиш чора-тадбирлари дастури тўғрисида» Қарори, Вазирлар Маҳкамасининг 2015 йил 13 августдаги 238-сон «Энергия самарадорлиги ва энергиянинг тикланадиган манба-ларини ривожлантириш масалалари бўйича республика комиссияси туғрисидаги низомни тасдиқлаш ҳақида» қарори ҳамда мазкур фаолиятга тегишли барча меъё-рий-ҳуқукий хужжатларда белгиланган вазифаларни амалга оширишга ушбу диссертация тадқиқоти муайян даражада хизмат килади.
Тадқиқотнинг мақсади мураккаб электр тизимларида кичик тебра-нишлар таҳлилининг матрицали усуллари ва алгоритмларини, статик турғунлик чегарасини аниклашнинг соддалаштирилган усулларини ишлаб чикиш ҳамда тизимларни киритиш технологияси негизида автоматик ростла-гич моделларини синтезлашдан иборат.
Тадқиқотнинг илмий янгилиги қуйидагилардан иборат:
квадратик шаклда Ляпунов функциялари асосида электр энергетика тизимлари турғунлигининг зарурий ва етарли шартларини таъминлайдиган, квадратик шаклдаги матрицанинг биринчи асосий минорининг (qn>0), мусбатлигидан иборат бўлган, электр тизими статик турғунлигининг соддалаштирилган мезони ишлаб чиқилган;
мураккаб электр тизими статик турғунлиги тадқикотларини оддий «генератор-шина» схемасига келтириш имконини берадиган квадратик шаклда Ляпунов функцияларини ва тугун кучланишлар тенгламаларини биргаликда қўллаш усули ишлаб чиқилган;
электр энергетика тизимлари динамик хусусиятларини тадкиқ килиш имконини берувчи тизимларни киритиш технологияси асосида мураккаб электр тизимининг муаммоли матрицаси ишлаб чикилган;
ХУЛОСА
Квадратик шаклдаги Ляпунов функцияларини ва тизимларини киритиш технологиясини кўллаган ҳолда маълум ва ишлаб чиқилган матрицали усуллар ва алгоритмлар негизида мураккаб электр тизимларининг статик турғунлиги юзасидан ўтказилган назарий ва ҳисоб-экспериментал тадқиқотлар куйидаги хулосаларга келиш имконини беради.
1. Квадратик шаклдаги Ляпунов функциялари чизиқли динамик ти-зимларга кирадиган электр тизими тадқиқот қилиш учун самарали усул сифатида тавсия қилинади.
2. Квадратик шаклдаги Ляпунов функциялари матрицалари асосий минорларининг мусбатлиги асосида олинган электр тизим статик тургун-лигининг бузилиш шартларининг Гурвиц мезонлари шартларига мослиги исботланган.
3. Олинган назарий ва хисоб натижалариквадратик шаклдаги Ляпунов функцияси биринчи, асосий минорининг мусбатлик qnj > О шартини таҳлил қилиш усули билан ЭЭТ статик турғунлигини тадқиқ қилиш ва уни, ЭЭТ статик тургунлигининг зарурий ва етарли шартларини таъминловчи амалий (соддалаштирилган) мезони сифатида кўриб чиқиш имконини беради. Мазкур минор тадкиқот қилинаётган тизим ўз динамикаси матрицаларининг элементларидан шакллантирилади.
4. Квадратик шаклдаги Ляпунов функциялари ва тугун тенгламалардан биргаликда фойдаланиш, статик турғунлик бўйича чегарага биринчи яқинлашадиган генератор (станция)ни аниклаш имконини беради. Бошқа генераторларга нисбатан j-чи генератор учун ростланувчи параметр бўйича квадратик шаклдаги матрица асосий биринчи минорининг ҳосиласи максималлиги яъни dq11j/dFI ->max, мазкур гоянинг математик шарти ҳисобланади. Ушбу ҳолатда мураккаб ЭЭТ статик турғунлиги чегарасини тадқик килиш «генераторлар-шина» схемасининг тадқиқотига айланади.
5. Тизимлар киритиш технологияси асосида ўтиш жараёнларнинг ҳар қандай тавсифларини тўлик тасвирлаб ва белгилаб берадиган, шунингдек параметрлар кичик тебранишларида электр тизими динамик жараёнларни тадқиқ килиш имконини берадиган мураккаб ростланмайдиган ва ростланадиган ЭЭТ проматрицалари ишлаб чиқилди.
6. Тизимлар киритиш технологияси негизида ЭЭТда турғунликни ва тебранишларнинг демпферланишини таъминловчи ростлагичлар туркумини таҳлилий жиҳатдан тасвирлаб берадиган мураккаб электр тизимининг ростлагичини синтезлаш модели таклиф этилди.
7. Тизимлар киритиш технологияси негизида ЭЭТ статик тургун-лигининг таҳлили бўйича ўтказилган ҳисоб-экспериментал тадқикотлар олинган натижаларнинг электр тизимларда амалда фойдаланиб келинаётган усуллар натижаларига мос келганлигини кўрсатди ва бу ишлаб чиқилган моделларнинг мавжуд моделларга ўхшашлигини тасдиқлаб берди.
8. Мураккаб ЭЭТ кичик тебранишларини тадкиқот қилиш учун фойдаланилиши мумкин бўлган синхрон генераторлар мутлоқ бурчак-ларининг рухсат этилган оғишларига нисбатан математик модели ишлаб чиқилди. Мураккаб электр тизимлари кичик тебранишларининг мазкур моделидан, Ui тугунлари кучланишлари модуллари ва балансловчи тугунига нисбатан 5i мутлоқ бурчагини ва уларнинг аргументларини белгилаб берувчи тугун кучланишлар тенгламалари билан биргаликда фойдаланиш тавсия этилди.