Особенности поведения систем
При исследовании сложных систем большое внимание уделялось и уделяется изучениюих поведения под воздействием разного рода внешних возмущений. При этом в классических работах анализируются возмущения, возникающие в начальном состоянии системыили на ее внешнем входе, а в современных работах - также и возмущения в структуре самойсистемы. И в том и в другом случаях основной интерес представляет вопрос, будет ли поведение системы существенно меняться в результате нежелательных, неизвестных заранее,внезапных возмущений, а также - какие должны быть предусмотрены управляющие воздействия (также подаваемые на внешнем входе системы или изменяющие ее структуру) стем, чтобы поведение системы не приняло нежелательный или опасный в том или иномсмысле характер.
Поведение системы рассматривается во времени. Состояние является частным случаем поведения и фактически оно представляет собой некоторый "временной срез" поведения системы, "фотографию" ее поведения в фиксированный момент времени. Поведениесистемы можно рассматривать как последовательную во времени смену ее состояний.
"Застывшее", зафиксированное жестко состояние - это практически нереальная ситуация, теоретический случай для большинства систем. Сложная система вследствие внешних воздействий, больших и малых, а также внутренних изменений непрерывно флуктуирует, "дышит", параметры ее состояния претерпевают изменения.
Все перечисленные особенности поведения систем целиком и полностью относятся ик электроэнергетической системе. ЭЭС в процессе ее функционирования подверженамножеству малых и больших воздействий, возмущений различной природы.
Нагрузки в каждом узле ЭЭС постоянно изменяются во времени. Эти измененияобусловлены технологическими особенностями потребителей электроэнергии. Например,на машиностроительном заводе множество металлообрабатывающих станков непрерывноизменяют нагрузку в зависимости от режима обработки, включаются и отключаются. У насдома включаются и отключаются холодильник, телевизор, другие бытовые приборы, освещение в комнатах и т.д. Электрифицированный транспорт (электропоезда, трамваи, троллейбусы) также работают и, соответственно, потребляют электроэнергию в переменномрежиме.
Режимы работы агрегатов электростанций также не являются жестко неизменными. Различные механические и электрические элементы генерирующих агрегатов имеют люфты, зоны нечувствительности, а с другой стороны - ограничения, упоры, фиксаторы некоторых предельных положений, параметров и т.д. Режим выработки и впуска энергоносителя в турбину (пар -на тепловых, вода - на гидравлических электростанциях) практически не бывает строго неизменным и подвержен флуктуациям. Можно назвать и друга воздействия.
Параметры и структура электрической сети (параметры линий трансформаторов, состав включенных объектов) изменяются в процесс функционирования ЭЭС. Сопротивления проводов зависят от температуры наружного воздуха. Производятся переключения в электрической сети в связи: включениями и отключениями линий, регулированием отпаек трансформаторов для изменения коэффициента трансформации и др.
Особую группу составляют и особенно опасны для ЭЭС внезапны: аварийные возмущения. На линиях электропередачи происходят коротки; замыкания вследствие пробоя изолирующего промежутка из-за удара молний или загрязнения изоляторов. Короткие замыкания могут быть также в генераторах и трансформаторах. Может возникнуть внезапная авария; тепловой части электростанции (в котле или в турбине), в результате чей агрегат внезапно отключается от системы. Возможны также совпадения аварии или их возникновения непосредственно друг за другом через малые промежутки времени, что может существенно обострить ситуацию и привести к тяжела последствиям для ЭЭС и потребителей с огромными ущербами и дай человеческими жертвами.
Во всех рассмотренных случаях может возникать проблема сохранения устойчивости ЭЭС. При этом классическое понимание устойчивости характера для достаточно простых ситуаций в поведении ЭЭС. Сложным систем» вообще и сложным ЭЭС, в том числе, характерно сложное поведение, анализ которого требует более сложного математического аппарата, связанного: условиями возникновения бифуркаций, структурной устойчивостью распространяемостью возмущений и т.д. Все эти понятия и основы соответствующего математического аппарата раскрываются последовательно далее в данной главе, после чего приведены основные положения управлений поведением сложных систем, а также приведена иллюстрация обусловленное характера процессов в ЭЭС ее структурными свойствами.