Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Моделирование в электроэнергетике. Модели электрических систем и их элементов. Учебное пособие
.pdf
j024
700
525
350
175
Прогнозируемый график в МВт
0 10 20 30
Часы суток
За ошибку прогноза принимаем среднекувадратическое отклонение
случайной составляющей временного ряда:
stdev U( ) 12.962
Вопросы для самопроверки
1. Как подразделяются детерминированные физические процессы?
Как подразделяются случайные физические процессы?
2.
Что такое прогноз?
3.
Какие два вида переменных, зависящих от времени, выделяют при
4.
прогнозировании?
Как подразделяют прогноз по времени упреждения?
5.
Дайте определение экспоненциальной модели прогнозирования.
6.
7.
В чем принципиальное различие логистической и экспоненциаль-
ной моделей прогнозирования?
Какие основные методы используют для прогнозирования слу-
8.
чайных процессов?
Какие факторы влияют на прогноз суточных графиков нагрузки
9.
электроэнергетической системы?
В чем заключается прогноз графиков нагрузке методом анализа
10.
временных рядов?
211
Приложение 1
ГЛОССАРИЙ
*
Автоматическое регулирование напряжения и реактивной мощности
– автоматическое поддержание требуемых значений напряжения
и реактивной мощности путем воздействия на возбуждение синхронных
электрических машин (синхронные и асинхронизированные генераторы, синхронные компенсаторы, синхронные двигатели) и других источников реактивной мощности (статические тиристорные компенсаторы, конденсаторные батареи), а также путем автоматического изменения коэффициентов трансформации трансформаторов и автотрансформаторов.
Ветвь электрической цепи – участок электрической цепи, по кото-
рому протекает один и тот же электрический ток.
Волна бегущая электромагнитная – электромагнитная волна, рас-
пространяющаяся в однородной среде (или в линии передачи) со скоростью, равной фазовой скорости в этой среде (или в линии).
Волна прямая (падающая) электромагнитная – электромагнит-
ная волна, распространяющаяся в пространстве, в линии или в волноводе в направлении, принятом в системе отсчета за положительное
направление.
Волновое сопротивление среды – отношение комплексной ампли-
туды напряженности электрического поля к комплексной амплитуде
напряженности магнитного поля плоской бегущей синусоидальной
электромагнитной волны, распространяющейся в данной среде.
Вращающееся магнитное поле – результирующее поле, создавае-
мое многофазной обмоткой электрической машины при протекании по
ней многофазного переменного тока.
Главное сечение электрической цепи (графа электрической
цепи)
– сечение электрической цепи (графа электрической цепи), состоящее из ветвей связи и только одной ветви дерева графа электрической
цепи.
*
Приведены термины и определения из стандарта организации ОАО РАО
«ЕЭС России» ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ. Тер-
минологический справочник по электроэнергетике. – М.: Типография «КЕМ»,
2008. – 912 с.
212
Граф (электрической цепи) направленный – граф электрической
цепи с указанием условно-положительных направлений электрических
токов или напряжений в виде отрезков со стрелками.
Граф электрической цепи – графическое изображение электриче-
ской цепи, в котором ветви электрической цепи представлены отрезками, называемыми ветвями графа, а узлы электрической цепи – точками, называемыми узлами графа.
График электронагрузки (график нагрузки) – графическое (таб-
личное) представление режимов потребления электроэнергии отдельными потребителями или энергосистемой в целом, отражающее изменение потребляемой мощности в течение суток, месяца или года.
Двигатель асинхронный – асинхронная машина, работающая в ре-
жиме двигателя.
стем, соединенных межсистемными связями, охватывающая значительную часть страны.
Контур графа электрической цепи – замкнутый путь, образован-
ный узлами и ветвями графа электрической цепи, в котором один из узлов является одновременно начальным и конечным узлом пути графа
электрической цепи.
Линия электропередачи (ЛЭП) – электроустановка, состоящая
из проводов, кабелей, изолирующих элементов и несущих конструкций,
предназначенная для передачи электрической энергии между двумя
пунктами энергосистемы с возможным промежуточным отбором.
Линия электропередачи воздушная – устройство для передачи
электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе
и прикрепленным с помощью изоляторов и арматуры к опорам или
кронштейнам и стойкам на инженерных сооружениях (мостах, путепроводах и т. п.).
Магнитное поле трансформатора – магнитное поле, созданное
в трансформаторе совокупностью магнитодвижущих сил всех его обмоток и других частей, в которых протекает электрический ток.
Примечание. Для расчетов, определения параметров и проведения исследованний магнитное поле трансформатора мoжет быть
условно разделено на взаимосвязанные части: оснoвное поле, поле рассеяния обмоток, поле токов нулевой
последовательности и т. д.
Магнитный поток – скалярная величина, равная потоку магнитной
индукции.
213
Максимум нагрузки энергосистемы – наибольшее значение ак-
тивной нагрузки энергосистемы за определенный период времени.
Матрица инциденций – матрица, отражающая топологию электри-
ческой сети, например, матрица инциденций узловых ветвей, матрица
инциденций контурных ветвей.
Матрица узловых проводимостей – матрица, описывающая зави-
симость между входными токами узлов и узловыми потенциалами.
Машина асинхронная – электромеханический преобразователь
энергии, у которого частота вращения ротора не равна частоте вращения
магнитного поля статора.
Машина синхронная – бесколлекторная машина переменного тока,
у которой в установившемся режиме отношение частоты вращения ротора к частоте тока в цепи, подключенной к обмотке якоря, не зависит
от нагрузки в области допустимых нагрузок.
Многополюсник – часть электрической цепи, имеющая более двух
выделенных выводов.
Мощность комплексная (двухполюсника) – комплексная вели-
чина, равная произведению комплексного действующего значения синусоидального электрического напряжения и сопряженного комплексного действующего значения синусоидального электрического тока
двухполюсника.
Мощность потребляемая – общая мощность, получаемая устрой-
ством или совокупностью устройств.
Нагрузка потребителей – суммарная электрическая мощность по-
требителей системы (района, узла и т. д.).
Нагрузка электрическая расчетная – значение мощности (тока),
по которой производится выбор параметров электрооборудования, выполняются расчеты режимов распределения мощности и напряжении
в электрической сети.
Напряжение линейное – напряжение между фазными проводами
электрической сети.
Напряжение номинальное – напряжение, на которое спроектиро-
вана сеть или оборудование и к которому относят их рабочие характеристики.
Напряжение фазное – напряжение между фазным проводом и
нейтралью.
Нейтраль (нейтральная точка) – общая точка соединенных в
звезду обмоток (элементов) электрооборудования.
214
Обмотка трансформатора – совокупность витков, образующих
электрическую цепь, в которой суммируются электродвижущие силы,
наведенные в витках, с целью получения высшего, среднего или низшего напряжения трансформатора или с другой целью.
Примечания. 1. В трехфазном и многофазном трансформаторе
(трансформаторной группе) под «обмоткой» подразумевается совокупность соединяемых между собой обмоток одного напряжения всех фаз.
однофазном трансформаторе под «обмоткой» подразумевается со-
2. В
вокупность соединяемых между собой обмоток одного напряжения,
расположенных на всех его стержнях.
Обмотка трансформатора вторичная – обмотка трансформатора,
от которой отводится энергия преобразованного переменного тока.
Обмотка трансформатора первичная – обмотка трансформатора,
к которой подводится энергия преобразуемого переменного тока.
Примечание. Термин применим к любому числу обмоток трансформатора, если направление передачи энергии от них к другим обмоткам трансформатора является определенным.
Объединенная энергосистема – совокупность нескольких энерге-
тических систем, объединенных общим режимом работы.
Параметр электрической цепи (элемента электрической цепи) –
величина, характеризующая какое-либо свойство электрической цепи
(элемента электрической цепи) в качественном и количественном отношениях.
Проводимость (электрическая) комплексная – комплексная ве-
личина, равная отношению комплексного действующего значения синусоидального электрического тока в пассивной электрической цепи
или в ее элементе к комплексному действующему значению синусоидального электрического напряжения на выводах этой цепи или на этом
элементе.
Расчет потокораспределения – расчет параметров электрической
сети при установившемся режиме при заданных мощностях в узлах
и напряжениях в некоторых из них.
Расчет электрической сети – определение параметров режима
электрической сети по заданным ее характеристикам и условиям работы.
Реактор шунтирующий – реактор параллельного включения, пред-
назначенный для компенсации емкостного тока.
215
Регулирующий эффект нагрузки электроэнергетической системы по напряжению (регулирующий эффект нагрузки по напряжению)
– степень изменения нагрузки электроэнергетической системы
при изменении напряжения.
Регулирующий эффект нагрузки электроэнергетической системы по частоте (Регулирующий эффект нагрузки по частоте)
–
степень изменения нагрузки электроэнергетической системы при изменении частоты.
Режим установившийся (в электрической цепи) – режим электри-
ческой цепи, при котором электродвижущие силы, электрические
напряжения и электрические токи в электрической цепи являются постоянными или периодическими.
Связь (в электрической сети) – электрическое соединение двух
и более узлов электрической сети.
Связь емкостная – связь электрических цепей посредством элек-
трического поля в диэлектрике.
Связь индуктивная – связь электрических цепей посредством маг-
нитного поля.
Сопротивление (электрическое) комплексное – комплексная ве-
личина, равная отношению комплексного действующего значения синусоидального электрического напряжения на выводах пассивной электрической цепи или ее элемента к комплексному действующему значению синусоидального электрического тока в этой цепи или в этом
элементе.
Сопротивление линии электропередачи волновое – отношение
мгновенного значения напряжения к мгновенному значению тока в любой точке линии электропередачи, численно равное квадратному корню
из отношения удельного комплексного продольного сопротивления
проводов к удельной комплексной поперечной проводимости.
Схема электрической сети – топологическое изображение электри-
ческой сети, содержащее необходимую информацию в соответствии с
конкретными требованиями.
Узел базисный – узел электрической сети, вектор напряжения кото-
рого, принимается за ось отсчета векторных величин параметров
режима.
Узел балансирующий – узел электрической сети, в котором вход-
ная мощность изменяется таким образом, чтобы уравновесить сумму
мощностей всех остальных узлов и потерь в сети.
216
выводов, которые могут быть входными или выходными.
Электропередача – совокупность линий электропередачи и под-
станций, предназначенная для передачи электрической энергии из одного района энергосистемы в другой.
Электроэнергетическая система – электрическая часть энергоси-
стемы и питающиеся от нее приемники электроэнергии, объединенные
общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии.
217
Приложение 2
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Таблица П.1
1
0
н
Y
1
Нагрузка
1
n > 1
(повышающий)
Трансформатор
Т
n
n
nY
Т
1nZY
n > 1
(понижающий)
Трансформатор
n
Т
Y
ЛЛ
метров
без учета
Модель ЛЭП
ности пара-
распределен-
1
0
cos l
Модель иде-
ленными па-
раметрами
с распреде-
альной ЛЭП
0
Модель
пределен-
ЛЭП с рас-
ными пара-
ch l
метрами
2
Л
0
sin
C
jZ l
l
0
sh
C
n
nY
2
Y
ЛЛ
Л
Y
0
sin
1
Z
jl
l
0
sh
1
Z
Y
Т
1
n
1
4
Y
2
ЛЛ
1
0
C
cos l
0
ch l
C
ЭЛЕМЕНТОВ ЭЭС И ПАРАМЕТРОВ П-ОБРАЗНОЙ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ
B
циенты
Коэффи-
ТАБЛИЦЫ СООТНОШЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ, ПАРАМЕТРОВ
Соотношения коэффициентов четырехполюсников с параметрами ЛЭП, трансформаторов и нагрузки
люсника
четырехпо-
A
C
D
218
Таблица П.2
Z
Z
g
g
0
Нагрузка
T
n > 1
(повышающий)
Трансформатор
T
n > 1
(понижающий)
Трансформатор
)l
0
+ jx
распре-
без учета
Модель ЛЭП
деленности
трансформаторов и нагрузки
ленными
с распреде-
альной ЛЭП
Модель иде-
0
параметров
l (r
0
sin
C
параметрами
0
2
nY
n
1nn
Z
Y
n
Z
1 n
jb l
00
()
l
0
2
tg
1
Z
j
н
Y
T
Z
1 n
T
1nn
T
T
Z
jb l
2
2
00
()
l
0
2
tg
C
C
1
Z
j
219
l jZ
0
sh
C
ленными
с распреде-
Модель ЛЭП
параметрами
Соотношения между параметрами П-образных схем замещения и параметрами ЛЭП,
Z
Z
0
2
γ
th
1
Z
1
Y
l
схемы
Параметры
замещения
П-образной
l
0
2
γ
th
C
C
1
Z
2
Y
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ ..................................................................................................... 3
1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ РЕШЕНИИ ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧ ................. 5
1.1. Решение задач и моделирование ................................................................ 5
1.2. Классификация моделей .............................................................................. 7
1.3. Переменные в математических моделях .................................................. 10
1.4. Адекватность и эффективность математических моделей ..................... 15
1.5. Свойства объектов моделирования .......................................................... 18
1.6. Математические модели на микроуровне ................................................ 22
1.7. Моделирование на макроуровне ............................................................... 25
1.8. Моделирование на метауровне ................................................................. 29
Вопросы для самопроверки .............................................................................. 31
2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЭС ................................. 32
2.1. Линия электропередачи ............................................................................. 32
2.1.1. Конструктивное выполнение
электропередачи .............................................................................. 32
2.1.2. Математическая модель линии с распределенными
параметрами ..................................................................................... 34
2.1.3. Математические модели линии в виде схем замещения .............. 42
2.1.4. Упрощенные модели ЛЭП .............................................................. 51
2.2. Силовой трансформатор ............................................................................ 56
2.2.1. Конструктивное выполнение и принцип действия силового
трансформатора ............................................................................... 56
2.2.2. Электрические и магнитные свойства и параметры силового
трансформатора ............................................................................... 59
и свойства линии
220
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]