Блок аналізу динамічної стійкості для пвк анарес-2000.
А.В. Домишев, А.Б. Осак
З часів появи великих енергосистем та об'єднань у ряді енергосистем світу спостерігалися великі аварії, розвиток яких відбувався протягом тривалих проміжків часу до кількох хвилин і навіть десятків хвилин. Для аналізу подібних аварій та вироблення заходів щодо їх запобігання або зменшення їх наслідків потрібна розробка програм для ЕОМ розрахунку тривалих перехідних процесів.
На початку 2002 року до складу комплексу АНАРЕС-2000 планується включити програму аналізу динамічної стійкості (Динаміка).
Ця програма дозволяє моделювати тривалі перехідні процеси з урахуванням зміни частоти за різних комутацій і подій, що відбуваються в системі. У тому числі:
- коротке замикання на лінії;
- відключення/вмикання лінії (у тому числі з одного кінця);
- зміна параметрів лінії;
- коротке замикання у вузлі;
- відключення короткого замикання у вузлі;
- відключення/вмикання вузла;
- відключення генераторів;
- коригування шунта у вузлі;
- коригування навантаження у вузлі;
- відключення/увімкнення синхронної машини;
- включення АГП;
- втрата збудження синхронної машини;
- відключення/вмикання асинхронної машини;
- включення імпульсного розвантаження блоку;
- розподіл системи на незалежні частини.
Програма «Динаміка» є продовженням роботи з моделювання тривалих перехідних процесів, програмна реалізація якої входила до складу ПВК АНАРЕС для DOS. У програмі "Динаміка", що входить до складу ПВК АНАРЕС-2000використовуються перевірені надійні алгоритми розрахунку, які використовувалися у попередній версії програми. Водночас нова «Динаміка» має низку відмінностей.
Програма має сучасний інтуїтивно зрозумілий інтерфейс користувача. Завдяки цьому робота з програмою легка та зручна. Крім того, не потрібно багато часу на вивчення програми.
p align="justify"> Для зберігання вихідної інформації використовується універсальна база даних. Це дозволяє вводити дані однаково для всіх завдань ПВК АНАРЕС-2000 з використанням одного і того ж інтерфейсу.
У програмі, крім використання старих алгоритмів розрахунку (методи інтегрування Рунге-Кутти, трапецій, Ейлера), використовуються нові розрахункові алгоритми, що дозволяють підвищити швидкість проведення розрахунків з одночасним збільшенням точності результатів. Це досягається за рахунок застосування неявних методів інтегрування зі змінним кроком. Крім того, у програмі повніше використовуються обчислювальні можливості сучасних комп'ютерів, а також можливості 32-розрядних операційних систем сімейства Windows. Таким чином, алгоритми, що застосовувалися в АНАРЕС DOS версії стають швидше і відсутні обмеження на розмірність схеми, що розраховується.
Є сильні функції аналізу результатів розрахунку з використанням як табличного, і графічного виду представлення даних.
«Динаміка» має блокову структуру (див. малюнок), причому розрахункова частина не залежить від інтерфейсу з користувачем та формату зберігання даних у БД, що дозволяє використовувати її з будь-якої програми комплексу або навіть програм інших розробників.
Підготовка данихздійснюється з програми роботи з базою даних, що входить до складу комплексу. Підготовка даних для розрахунку перехідних процесів здійснюється наоснові вже введених даних для розрахунку встановленого режиму.
Блок читання вихідних данихвиконаний у складі програми розрахунку динаміки у вигляді незалежного модуля таким чином, щоб його можна було легко замінити або модифікувати, тобто він не зав'язаний з розрахунком. Введення даних за параметрами машин здійснюватиметься через проміжні таблиці, що формуються блоком підготовки даних. Введення даних з топології схеми, параметрів ліній і трансформаторів, розрахованого режиму здійснюватися з транзитної області програми розрахунку режиму (УР).
Структура програмиІнтерфейс з користувачемздійснюється через універсальну програму відображення даних у табличному вигляді, яка використовується не тільки в програмі «Динаміка», а й у блоці розрахунку струмів короткого замикання (ТКЗ). Ця програма дозволяє виводити в табличному вигляді як результати розрахунку, так і вихідні дані. Параметри, які необхідно відображати в процесі розрахунку, можуть налаштовуватися користувачем. Крім того, за цими параметрами можуть будуватись графіки (зміни вибраних параметрів режиму в часі).
Програма відображення в табличному вигляді дозволяє оцінити результати розрахунку перехідного процесу і виявити найбільш сильно прореагували на комутації і події місця досліджуваної енергосистеми для подальшого аналізу.
За результатами розрахунку перехідного процесу формується таблиця максимальних взаємних кутів лініями. Таблиця містить інформацію про лініях, відсортовану по взаємному куті між напругою по кінцях лінії. Для кожної лінії наводяться також момент часу, який був досягнутий максимальний взаємний кут, і напруги по кінцях лінії в цей момент.
Якщо в ході перехідного процесу, якими аболініям відбувся асинхронний хід - формуються таблиця перерізів асинхронного ходу (перетинів, що розділяють систему на частини, що асинхронно працюють) і таблиця груп синхронно працюючих генераторів.
У програмі передбачено механізм оперативних коригувань, що працює за аналогією з УР. Це дозволяє швидко коригувати вихідні дані, не викликаючи системи підготовки даних. Причому може коригуватись інформація, що отримується з УР.
Автоматика у програмі моделюється шляхом завдання алгоритмів її дії. Задаються умови спрацьовування та керуючі дії. В якості умов можуть бути відхилення від заданої величини (у більшу або меншу сторону) параметрів режиму певної точки системи та комутаційні стани елементів системи (гілок, вузлів, комутаційних апаратів). Як управляючі впливи можуть бути комутації елементів схеми, а також дії АРВ, АРЧ. У програмі заведено моделі основних типів пристроїв автоматики. Крім того, користувачі можуть заводити моделі автоматики.
Програма дозволяє визначати максимальний час відключення КЗ та мінімальну швидкість дії регуляторів збудження, частоти та інших пристроїв автоматики.
Передбачено можливість аналізу перехідного процесу, тобто. можна після виконання розрахунку перейти на будь-який момент часу і подивитися та проаналізувати параметри режиму та перехідного процесу. Крім того, є можливість задавати додаткові обурення в ході перехідного процесу, тим самим змінюючи траєкторію процесу. Отримавши кілька траєкторій перехідного процесу можна проводити їх порівняння та аналіз, в результаті якого можна підібрати оптимальні керуючі впливи, що дозволяють привести систему до необхідного стану з найменшими.перевантаження.
Управління розрахунком та передача результатів розрахунку здійснюється через оперативну пам'ять. Виведення проміжних результатів здійснюється через механізм файлів, що відображаються. Файл, що відображається – це область пам'яті, доступ до якої може бути здійснений з декількох програм, як до звичайного файлу. Програма розрахунку через кілька ітерацій скидає результати в відображуваний файл. Є можливість збереження результатів розрахунку файли (таблиці) в транзитної області.
Таким чином, забезпечується максимальна незалежність блоку розрахунку від інтерфейсу з користувачем, максимальна швидкість виведення проміжних результатів розрахунку, можливість запуску блоку розрахунку системи відображення (або з інших програм). Крім того, можна аналізувати режим, що розраховується, і роботу автоматики безпосередньо в процесі розрахунку.