Новый матричный метод моделирования режимов магистральных и распределительных электрических сетей по трёхфазным схемам замещения Abstract

Создание интеллектуальных электрических сетей требует совершенствования методов расчёта их разнообразных режимов. Для решения этой проблемы по заказу ОАО ФСК ЕЭС во Владимирском Государственном университете была выполнена научно- исследовательская работа. При выполнении этой НИР создан матричный метод расчёта нормальных и нештатных режимов электроэнергетических сетей различных классов напряжений по полным трёхфазным схемам. В результате вычислительных экспериментов с разработанными моделями и алгоритмами показано, что погрешности расчётов режимов электрических сетей по полным трёхфазным схемам замещения на порядок меньше погрешностей расчётов режимов таких сетей по упрощённым однолинейным схемам замещения. Матричный метод расчёта нормальных и нештатных режимов электроэнергетических сетей по полным трёхфазным схемам является универсальным, так как он не имеет ограничений по классам напряжений анализируемых сетей и совокупности причин, вызывающих их несимметрию. Предлагаемый метод основан на матричных соотношениях теории электрических цепей, а также разработанных авторами технологии построения трёхфазных матричных моделей сетевых объектов и предложенном алгоритме сборки глобальной модели анализируемой сети. Особое внимание в работе уделено трансформаторным сетевым объектам, в т.ч. трёхфазным трансформаторам и автотрансформаторам. В частности, предложен оригинальный способ расчёта импедансных и адмиттансных матриц трёхфазных схем замещения трансформаторных объектов по их паспортным данным. Выработаны рекомендации по совершенствованию системы паспортных данных трансформаторных объектов, необходимых и достаточных для строгого определения параметров трёхфазных схем замещения. Точность моделирования названных и иных важнейших электросетевых объектов подтверждена сопоставлением результатов расчётного моделирования с данными телеизмерений в исследуемой сети. Новый метод расчёта режимов сетей является надёжной научной основой для построения интеллектуальных электрических сетей с возможной распределённой генерацией. Кроме этого, разработанный авторами новый метод расчета режимов сетей является универсальной научной основой для обеспечения надежной работы электрических сетей всех классов напряжений, обеспечения нормированного качества электрической энергии для разнообразных потребителей и их электромагнитной совместимости.

Введение

Создание интеллектуальных электрических сетей требует совершенствования методов расчёта их разнообразных режимов. Для решения этой проблемы по заказу ОАО ФСК ЕЭС во Владимирском Государственном университете была выполнена научно- исследовательская работа. При выполнении этой НИР создан матричный метод расчёта нормальных и нештатных режимов электроэнергетических сетей различных классов напряжений по полным трёхфазным схемам.

Новизна разработки заключается в декомпозиции сложных и сверхсложных ЭЭС на ряд характерных участков, состоящих из множества типовых сетевых объектов, которые в технологии программирования представляются самостоятельными типами данных со своими топологическими и электрофизическими матрицами; в создании расчётных методик вычисления элементов этих матриц по паспортным данным, а также в возможности детального расчёта штатных и нештатных режимов работы ЭЭС без составления схемы замещения всей анализируемой сети. Это важно, поскольку полная трёхфазная схема замещения даже относительно простого участка ЭЭС будет содержать как минимум сотни и даже тысячи элементов (а также узлов и ветвей), что чрезвычайно затруднит её зрительное восприятие. Тем не менее, предлагаемая технология сетевых объектов как типов данных позволяет легко получить информацию о режиме любой ветви схемы замещения в любом сетевом объекте анализируемого участка ЭЭС при невысоких требованиях к пользовательскому интерфейсу.