Объектное моделирование для проектирования развития электроэнергетической системы c использованием программного комплекса EnergyCS

Аннотация

В практике проектирования развития электрических сетей наибольшее распространение получили так называемые оценочные модели, которые используются следующим образом: проектировщик намечает для сравнения конечное число вариантов развития, после чего по каждому из вариантов выполняются расчет и анализ технико­экономических показателей (критериев). Получение таких показателей является одной из трудоемких задач, существенно ограничивающих количество рассматриваемых вариантов, среди которых действительно оптимального решения может не оказаться. Решением этой проблемы будет создание модели, приспособленной для поиска оптимальных вариантов. Реализация модели возможна в программном комплексе EnergyCS.

Современные системы передачи электрической энергии используют двух- и трёхпроводные линии, в которых электрическая энергия передаётся от генератора к приёмнику бегущими волнами тока, напряжения и электромагнитного поля. Основные потери обусловлены джоулевыми потерями на сопротивлении проводов, от протекания активного тока проводимости по замкнутому контуру от генератора к приёмнику и обратно.

Программный комплекс EnergyCS, разработанный при участии авторов этой статьи, состоит из трех независимых модулей: EnergyCS ТКЗ предназначен для расчетов токов короткого замыкания, EnergyCS Режим выполняет расчеты установившегося режима, а EnergyCS Потери — расчет потерь энергии. При этом в программном комплексе используется единая модель, сформированная на основании объектного подхода с использованием базы данных оборудования. Объектный подход к формированию модели состоит в том, что модель системы собирается из отдельных объектов, элементов сети, обладающих набором свойств­параметров. Параметры каждого элемента можно разделить на топологические, условно­графические, схемные и режимные. Схемные параметры вводятся индивидуально или определяются по паспортным данным с использованием базы данных справочника. Содержащаяся в модели информация по оборудованию может быть избыточной относительно текущего расчета, но использоваться будут лишь те параметры, которые для этого расчета актуальны. К примеру, сопротивление нулевой последовательности элемента хранится в модели, но будет востребовано лишь при расчете несимметричных коротких замыканий. Поскольку в программном комплексе EnergyCS применен объектный способ ввода модели, расчетная схема создается не как схема замещения, ориентированная на решаемую задачу, а графически, как схема электрическая однолинейная. Для каждого объекта вводится совокупность свойств, в том числе с использованием справочных данных оборудования. Взаимосвязи объектов модели показаны на рис. 1, а вид изображения схемы — на рис. 2. Поскольку в объектной модели есть доступ и к параметрам режима, и к справочной базе данных оборудования, эта модель может быть адаптирована к функции автоматического выбора оборудования, что очень важно для решения задач оптимизации на ее основе. Кроме того, расширение спектра решаемых задач возможно путем увеличения числа свойств объекта без видимых изменений модели. При этом модель сохранит весь объем исходных данных для решения старых задач (например, расчета режима), сможет выполнить соответствующие расчеты, а визуально будет иметь вид электрической однолинейной схемы.

Заключение

Представленные решения, основанные на использовании объектной информационной модели, являются эффективным и гибким инструментом для принятия решений при проектировании и эффективны для применения в эксплуатации. Моделирование состояния сети по времени позволяет анализировать серии перспективных состояний сети на единой модели, что обеспечивает сокращение трудозатрат и повышение качества проектирования. Затратная модель предназначена для автоматизированного определения технико­экономических показателей и определения значений целевых функций в задачах оптимизации.

Список использованной литературы

1.Файбисович Д.Л. Справочник по проектированию электрических сетей. 2­е изд., перераб. и доп. М.: НЦ ЭНАС, 2006.

2.Ильичев Н.Б., Ильичева Е.Н. Информационная модель электроэнергетической сети при проектировании развития с использованием программного комплекса EnergyCS // Автоматизация проектирования систем электроснабжения и автоматики на базе решений группы компаний CSoft: Сб. ст. / ЗАО «СиСофт­Иваново, ЗАО СиСофт». М., 2011. 253 с.

3.Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ / Пер. с англ. М.: Мир, 1982. 238 с.