Тема выпускной квалификационной работы: «Применение данных мониторинга переходных режимов в алгоритмах управления для повышения устойчивости объединенных энергосистем». Основной целью работы является выбор мест установки блоков PMU и последующее обоснование возможности применения дополнительного регулирования напряжения и частоты синхронных генераторов электрических станций по данным WAMS/СМПР. Решаемые задачи: 1. реализация математической модели 39-ти узловой тестовой модели IEEE «Новая Англия»; 2. создание упрощенной математической модели ОЭС Северо-Запада со связями с ОЭС Центра и ОЭС Беларуси; 3. разработка программы для определения оптимальных мест установки PMU; 4. совершенствование алгоритма координации настроек систем регулирования для повышения уровня статической и динамической устойчивости; 5. анализ влияния дополнительных обратных связей по разнице векторов напряжений в автоматических регуляторах частоты и мощности (АРЧМ) генераторов электрических станций на динамическую устойчивость с помощью совместного расчета переходных процессов и правила площадей; 6. повышение уровня статической устойчивости ЭЭС, как за счет традиционного АРВ сильного действия, так и с применением обратных связей по взаимным параметрам на основе метода совместной координации параметров систем регулирования. При определении оптимальных мест установки PMU использовалась теория графов, а также средства программно-вычислительного комплекса Matlab (тулбокс Optimization) для полной наблюдаемости исследуемой энергосистемы. На следующем этапе был реализован метод сдвига собственных значений матрицы переменных состояния, а также применена методика минимума площади ускорения. Для повышения статической и динамической устойчивости в 39-ти узловой тестовой схеме и в ОЭС Северо-Запад-Центр-Беларусь было реализовано дополнительное регулирование напряжения и частоты синхронных генераторов электрических станций по данным систем мониторинга переходных режимов. Результаты, полученные при использовании данного метода, продемонстрировали его целесообразность. Были определены настройки дополнительных обратных связей автоматических регуляторов возбуждения и частоты для повышения статической и динамической устойчивости. В результате уровень статической устойчивости был увеличен от 40% до 90%, а динамической – в 2-3 раза. Таким образом, обосновано определение мест установки блоков PMU и применение систем регулирования по взаимным параметрам для полного контроля за переходными процессами, происходящими в энергосистеме при развитии крупных системных аварий.

The topic of master thesis is "Application of wide-area measurement system in control algorithms to improve stability of power systems unity." The main purpose of the study is to select the places of PMU units installation and the subsequent substantiation of the possibility to use additional voltage and frequency regulation of power plants synchronous generators according to WAMS / SMPR data. Targeted objectives: 1. the mathematical model of the 39-node test model of the IEEE "New England" implementation; 2. the simplified mathematical model of the consolidated power system of the North-West with links to the consolidated power system (CPS) of the Center and the consolidated power system of Belarus creation; 3. the program of determination the optimal locations for PMU installation development; 4. the algorithm for coordinating the settings of control systems to increase the level of steady state and transient stability improvement; 5. the effect of additional feedbacks on the difference in voltage vectors in automatic frequency and power regulators (AFPR) of generators of power plants on transient stability using a joint calculation of transient processes and the area rule analysis; 6. the level of static stability of the consolidated power system increase, both due to the traditional ARV of strong action, and with the use of feedbacks on mutual parameters based on the method of joint coordination of the control systems parameters. When determining the optimal places for installing the PMU, the theory of graphs has been used, as well as the tools of the Matlab software complex (Optimization toolbox) for full observability of the power system under study. At the next stage, the method of shifting the eigenvalues of the matrix of state variables has been implemented, and the method of minimizing the acceleration area has been applied. To increase the static and transient stability in the 39-nodal test circuit and in the consolidated power system North-West-Center-Belarus, additional voltage and frequency control of synchronous generators of power plants have been implemented according to the data of transient monitoring systems. The results obtained using this method have demonstrated its feasibility. The settings of additional feedbacks of automatic controllers of excitation and frequency have been determined to increase the static and transient stability. As a result, the level of static stability has increased from 40% to 90%, and dynamic stability has double or even tripled in some cases. Thus, the determination of the PMU units installation places and the use of control systems by mutual parameters for complete control over the transient processes occurring in the power system during the development of major system accidents have been substantiated.