КГЭУ

ЭСиС

Конспект лекций

по курсу

Применение ЭВМ в электроэнергетике

Раздел 1

Введение.

Лекция 1.

При планировании развития, проектировании и управлении режимами электроэнергетических систем (ЭЭС) необходимо решать круг технических и технико-экономических задач, которые имеют аналитический и расчетный характер.

Задачи электроэнергетики достаточно сложны, что обусловлено:

1) сложностью ЭЭС,

2) высокой скоростью и взаимосвязью процессов, протекающих в различных элементах системы в нормальных и аварийных режимах,

3) обеспечением надежной работы при различных авариях.

Как следствие, решаемые задачи электроэнергетики являются многофункциональными, зависящими от многих параметров, громоздкими, требующими сложных и объемных расчетов. По этой причине электроэнергетика является одной из отраслей народного хозяйства, где нашли широкое применение различные моделирующие и вычислительные устройства.

Классификация областей применения и задач электроэнергетики

1) эксплуатационные расчеты. Задачи, решаемые здесь, можно условно разделить на 3 группы:

– переработка оперативной информации;

– определение допустимой области управления;

– оптимизация режимов.

Каждая группа включает большой объем разнообразных расчетных исследований. Например, определение области допустимых режимов включает в себя расчеты потокораспределения установившихся режимов (УР); определение статической устойчивости и ее запасов; анализ электромеханических переходных процессов (определение динамической усталости, исследование длительных переходных процессов, связанных с аварийными нарушениями балансов мощности, расчеты асинхронных режимов и т. п.); исследование электромагнитных переходных процессов (расчет токов к.з., анализ самовозбуждения и др.); выбор настроек автоматических устройств противоаварийного управления и др.

2) проектирование электроэнергетических объектов – кроме упомянутых выше расчетов режимов и процессов, необходимых для правильного решения проектных вопросов нужно вести вычисления связанные с:

– выбором структуры генерирующих мощностей;

– размещение электростанций и их развитие во времени;

– выбором конфигурации сети: сравнение экономичности вариантов;

проведение оптимизационных расчетов экономически целесообразной компенсации реактивной мощности; конструкторские расчеты проводов, опор и других сооружений, расчеты трасс ЛЭП;

3) планирование развития ЭЭС – решение широкого круга технико-экономических задач с целью получения наиболее экономичного решения, удовлетворяющего заданным техническим условиям;

4) научно-исследовательская работа: широкий круг задач – от физико-технических вопросов, связанных с разработкой новых машин и аппаратов, до разработки новых более эффективных алгоритмов и методик решения проблем.

5) применение методов моделирования в АСУ (АСДУ) – использование вычислительных машин непосредственно в контуре управления ЭЭС как части системы управления позволяет существенно увеличить надежность и экономичность эксплуатации ЭЭС.

Итак, не только для проведения расчетов и исследования ЭЭС, но и непосредственно для управления ими становятся необходимыми электронные вычислительные машины.

Развитие устройств моделирования (экскурс в историю)

Разнообразие задач и их усложнение по мере развития ЭЭС обуславливает все более широкое применение для их решения моделирующих и вычислительных устройств. Методы решения задач, развивавшиеся применительно к возрастающим требованиям практики, в значительной мере определялись возможностями располагаемых устройств.

В 50-е и начале 60-х г.г. широкое применение в электроэнергетических расчетах получили расчетные столы (статические модели) постоянного и переменного тока, с помощью которых выполнялись расчеты установившихся режимов и электромеханических переходных процессов в ЭЭС. Примерно в этот же период началось применение аналоговых вычислительных машин и физических (электродинамических) моделей.

С 60-х годов в электроэнергетике началось широкое применение ЭВМ, которые в настоящий момент являются основным расчетным средством.