1’ Области рационального использования средств ВТ. Характеристики каждой из областей.
1’ Эксплуатационные расчёты:
а) прогнозирование графика нагрузки.
б) оценка состояния (формирование модели режима на основе телеизмерений,
расчёт режима)
в) расчёт токов КЗ
г) расчет переходных процессов
д) оптимизационные расчеты
2’ Проектные расчёты:
а) расчёты режимов
б) расчет токов КЗ
в) расчет устойчивости
г) выбор трассы линии, выбор конфигурации сети, определение осуществимости.
3’ Планирование развития ЭС:
Решается сложная оптимизационная задача, но с учетом ограничений:
- по устойчивости
- по надежности
- по качеству
4’ Научные исследования.
- от расчёта устойчивости до синтеза структуры автоматического регулирования
5’ Применение компьютеров в контурах управления (противоаварийная автоматика, …), т. е. выполняется задача информационно-вычислительного обеспечения диспетчера.
Несмотря на высокое развитие, факторы экономного использования памяти не потеряли своей актуальности.
|
2’ Техническая постановка задачи расчету установившегося режима. Самостоятельное и подчиненное значение расчетов УР. Результаты расчета УР
Получение параметров УР имеет самостоятельное значение, т.е. позволяет ответить на вопрос, осуществим ли режим (возможна ли передача мощности от источника к потребителю, меньше ли допустимых значений токи в элементах сети, допустимы ли значения напряжений в узловых точках сети).
Помимо этого, результаты расчёта УР могут являться данными для других расчётов (подчиненное значение):
- проверка статической устойчивости
- проверка динамической устойчивости
- расчет токов КЗ
- решение задач по эквивалентированию.
В результате расчета УР находим:
- напряжения в узлах ЭС
- потокораспределение в сети
- суммарные потери активной и реактивной мощности
- некоторые специаьлные программные комплексы позволяют также:
а) учесть изменение частоты
б) осуществить проверку апериодической статической устойчивости
в) судить о точности измерений (контрольные замеры)
|
3’ Классификация элементов ЭЭС (активные, пассивные, узловые, линейные). Модели всех элементов ЭЭС. Классификация узлов.
Для выполнения расчетов УР ЭС необходима информация о схеме сети и её параметрах, о потребителях (нагрузках подстанций) и источниках электроэнергии (электростанциях), т. К. реальными элементами энергосистем являются:
1) генераторы электростанций (СГ), синхронные компенсаторы (СК), статические тиристорные компенсаторы (СТК) и другие источники.
2) нагрузки подстанций, представленные в виде мощности нагрузки Sн, управляемого шунтирующего реактора (УШР) или в виде проводимости шунта нагрузки Yш. 3) электрическая сеть – элементы, передающие и преобразующие электроэнергию, т. е. ЛЭП, трансформаторы и автотрансформаторы, а также нерегулируемые статические устройства продольной и поперечной компенсации, схемы замещения которых содержат активные, индуктивные и емкостные сопротивления, образующие продольные или поперечные (связанные с нейтралью) ветви. Все реальные элементы энергосистемы можно разделить на активные и пассивные. Активные – элементы, генерирующие и потребляющие электроэнергию, которые в расчетах УР представляются в виде источников тока (задающих токов). В ряде случаев ветвь намагничивания Т или АТ вводится постоянным отбором мощности, задаваемым аналогично нагрузке, в виде источника тока. Пассивные – элементы, параметры схем замещения которых в расчетах УР принимаются постоянными, не зависящими от напряжений и токов в этих элементах
Все активные элементы – узловые, т.е. поперечные ветви.
Пассивные эл-ты – узловые (поперечные) или продольные ветви.
Для расчёта УР все реальные эл-ты должны быть смоделированы. Расчетная схема эл. системы составляется на 1 фазу с нейтралью.
|
4’ Модель ветви, модель узла. Генераторные, нагрузочные узлы. Базисный уз.
Для расчёта УР все реальные эл-ты должны быть смоделированы. Расчетная схема эл. системы составляется на 1 фазу с нейтралью. Обычно все элементы, классификация которых приведена выше, ипользуются в современных ПВК для расчета режимов и укладываются в 2 модели элементов ЭС.
1) Модель ветви. Т.к. в состав продольных элементов входят не только линии электропередач, но и трансформаторы или АТ, то модель ветви представляется как модель ЛЭП (П-образная сх. замещ-я) + модель Т или АТ (Г-образная сх. замещ-я). Если схема замещения электрической системы не приводится к одной ступени напряжения, то в схемы зам-я тр-рных эл-тов вводятся идеальные к-ты трансф-ции.
2) Модель узла. Каждый узел может характеризоваться в расчете УР следующей парой параметров:
- активной и реактивной генерируемой мощностью Pг, Qг
- комплексным напряжением (модулем Ui, фазой δ)
- активной и реактивной мощностью нагрузки Pн, Qн
- активной и реактивной проводимостью на землю (Yш=g+-jb)
|
Генераторный узел м. задаваться 2 путями:
- опорный ген. узел – задаются значения Pг, Uг и ограничения по Qг. неопорный ген. узел – задаются Pг, Qг.Нагрузочный узел в расчетах режимов м. задаваться:
- статическими характеристиками активной и реактивной мощности по напряжению
- при расчете на перспективу – постоянной мощностью
- в виде шунтов на землю с постоянной проводимостью
Базисный узел – узел, в котором фиксируется модуль напряжения Uбаз и фазовый угол δ=0.
|
|
5’ Обобщённая статическая характеристика по напряжению (СХН). Возможность представления нагрузки различными способами на основе СХН.
 
а) представление нагрузки постоянным сопротивлением:
 
 
   
б) представление нагрузки постоянным током:
 
   
в) представление нагрузки постоянной мощностью:
 
   
|
6’ Представление исходных данных об ЭЭС для расчета УР в ней.
Таблица по формату f8.0, включает в себя массивы узлов и ветвей.
Массив узлов:
- код массива (0201)
- номер узла
- Uном – номинальное напряжение в узле
- Pг – активная генерируемая мощность
- Qг – реактивная генерируемая мощность
- Pн – активная мощность нагрузки
- Qн – реактивная мощность нагрузки
- Umod – модуль напряжения в узле
- Qmin – ограничение по генерируемой мощности
- Qmax - ограничение по генерируемой мощности
Массив ветвей:
- код массива (0301)
- Nn - номер узла начала ветви
- Nk - номер узла конца ветви
- R – активное сопротивление ветви
- x – реактивное сопротивление ветви
- Yc – проводимость ветви на землю
- Tk – коэффициент трансформации
- Tf – коэффициент трансформации
|
7’ Ядро информационно-вычислительной системы. База данных. Модели данных. СУБД и ее функции.
|
СУБД – система
управления базами данных.
|
Основные модели баз данных:
Иерархическая (дерево)
Сетевая (самопроизвольная связь)
Реляционная (таблица). Достоинство: простота модификации и логичная структура. Недостаток: Медленнодействующая.
СУБД – совокупность языковых и программных средств, обеспечивающих доступ, управление, создание баз данных.
Функции СУБД:
Формирование БД (начальное заполнение)
Модификация структуры БД и изменение записей.
Сортировка и упорядочение данных.
Генерация отчетов
Обработка стандартных запросов
Интерфейс с другими программными продуктами
|
8’ Основные уравнения, описывающие установившийся режим ЭЭС. Узловое уравнение состояния ЭЭС (в форме баланса токов, мощности).
Из (1) и (2) =>
 - Узловое уравнение в форме баланса токов.
 - Узловое уравнение в форме баланса мощности.
Y – матрица узловых проводимостей, размерность (n*n)
U – вектор-столбец междуфазных, линейных значений
напряжений. (столбец неизвестных (nx1) )
S - столбец заданных мощностей
Uд^-1 - квадратная матрица (nxn), в которой присутствуют элементы только на главной диагонали.
Система (2) – нелинейна.
Допущения:
Вся система приведена к одному номинальному напряжению
Все мощности в узлах заданы (все генераторные узлы – неопорные)
Примечение: ^ - сопряженное значение
· - комплексное значение
|
9’/11’ Базисный и балансирующий узлы. Требования к выбору балансирующего узла.
Балансирующий узел => не задана мощность => после решения
системы (n-1) уравнений можно будет найти Sбал куда будут включены все небалансы.
Базисный узел – столбец.
Балансирующий узел – строка.
Требования к выбору балансирующего узла:
Мощность станций, связанных с балансирующим узлом должна быть на порядок больше мощностей остальных станций в исследуемой ЭС.
В балансирующем узле должны быть резервы активной и реактивной мощности.
Напряжение в этом узле не должно зависеть от режима.
Этот узел должен быть наиболее мощной станцией в ЭС, либо это д.б. часть другой ЭС, высшей ступени иерархии (сэквивалентированная).
Про базисный:Если  - решение системы уравнений,то
 - так же решение этой системы.
Доказательство:
Следовательно, чтобы избежать неоднозначности системы решений, необходимо задать базисный узел, где δбаз=0.
|
10’ Базисный узел. Необходимость задания базисного узла в расчетах УР.
1. Если - решение системы уравнений, то и
- так же решение этой системы.
Доказательство:
Следовательно, чтобы избежать неоднозначности системы решений, необходимо задать базисный узел, где δбаз=0.
2.
Если мы задали мощности => мы задали потери, а потери, в свою очередь, зависят от напряжения, которое является неизвестным.
=> Во всех узлах задать мощность нельзя.
В базисном узле необходимо задать модуль напряжения и его фазу.
=> Вычеркиваем столбец базисного узла => (n-1) неизвестное напряжение
=>Необходимо вычеркнуть уравнение балансирующего узла, в котором задана мощность.
|
12’ Узловое уравнение состояния ЭЭС в форме баланса токов или мощности при условии совмещения базисного и балансирующего узлов.
Узловое уравнение в форме баланса токов.
Узловое уравнение в форме баланса мощности.
Y – квадратная матрица узловых проводимостей, размерность
(n-1)*(n-1)
U – вектор-столбец междуфазных, линейных значений
напряжений. (столбец неизвестных (n-1)x1
^
S - столбец комплексно-сопряженных значений мощности в узлах схемы зам. (n-1)*1
^ ^
Uд^-1= diag(1/Ui) - диагональная матрица комплексно сопряженных значений в узлах схемы зам. (nxn), в которой присутствуют элементы только на главной диагонали.
Yjбаз – столбец проводимостей ветвей, связанных с базисным узлом. (n-1)*1
Uбаз – напряжение в базисном узле.
|
13-14’ Формирование матрицы узловых проводимостей. Алгоритм и программная реализация
1)Если среди элементов, ограничивающих ветвь i-j нет «земли», то она формирует 4 эл-та матрицы Y.
Пример: 
Yij = Y31 ; Y13 = Y31 = - Y1-3
Yii = Y33 → +Y1-3
Yjj = Y11 → +Y1-3
|
nn
|
nk
|
Z=R+jX
|
Yc
|
3
|
1
|
Z1-3
|
Yc1-3
|
2
|
0
|
Z2-0
|
|
1
|
2
|
Z1-2
|
Yc1-2
|
0
|
1
|
Z1-0
|
|
4
|
3
|
Z3-4
|
|
2
|
3
|
Z2-3
|
|
2)Если среди номеров узлов, ограничивающих ветвь, есть ветвь земли, то проводимость этой ветви входит только в 1 диаг. элемент
Yii = Y22 → +Y2-0
Y=
|
Y1-2+Y1-3 +Y1-0 +YC1-2/2 +
YC1-23/2
|
- Y1-2
|
- Y1-3
|
0
|
- Y1-2
|
Y1-2+Y2-3 +Y2-0+YC1-2/2
|
- Y2-3
|
0
|
- Y1-3
|
- Y2-3
|
Y1-3+Y2-3 +Y3-4+YC1-3/2
|
- Y3-4
|
0
|
0
|
- Y3-4
|
Y3-4
|
Программная реализация (↓ - переход на новую строку)
Subroutine matry (nn,nk,z,yc,m,n,y,l)
Dimension nn(1),nk(m),yc(n)
Complex z(m), y(l,l)
Do i=1,n ↓ do j=1,n ↓ y(i,j)=(0,0) ↓ end do ↓ end do ↓ do i=1,n ↓ y(i,j)=(0,0) ↓ do k=1,m ↓ i=nn(k) ↓ j=nk(k) ↓ c=(1,0)/z(k) ↓ if(i*j.ne.0)then ↓ y(i,j)=-c ↓ y(j,i)=-c ↓ y(i,i)=y(i,i)+c+0.5*cmplx(0,yc(k)) ↓ else ↓ j=i+j ↓ end if ↓ y(j,j)=y(j,j)+c+0.5*cmplx(0,yc(k)) ↓ end do ↓ end do
| | | |
Скачать 2.65 Mb.
