Ключові слова
вузлові рівняння
метод Ньютона
розрахунковий алгоритм
алгоритм програми
модуль початкових даних
програмний модуль
Як цитувати
Анотація
В статті представлений програмний комплекс для розрахунку режимів електричної мережі. Представленні теоретичні основи розрахунку, загальна інформація про програмний комплекс, рекомендації по роботі з ним. Показано, що теоретичною основою програмного комплексу є вузлові рівняння та модифікації методу Ньютона. За допомогою вузлових рівнянь модулюються різноманітні режими електричних мереж (сталі, післяаварійні, обтяжливі). За допомогою нелінійних рівняння вузлових напруг описують сталий режим електричної системи при завданні нелінійних джерел струму. Рівняння вузлових напруг представлені в формі балансу потужності та матричному запису. В якості змінних при вирішенні рівнянь сталого режиму використовуються модуль і фази напруги у вузлах U і δ. Розкривається, як нелінійна систему рівнянь сталого режиму вирішується за методом Ньютона, де на кожному кроці ітераційного процесу вирішується лінеаризована система рівнянь. При цьому, контроль збіжності здійснюється по вектору небалансів. Алгоритм комп’ютерної програми реалізується за допомогою модуля вхідних масивів, базового модуля, модуля виводу результатів. Розглянуто основні умови виконання програми, що мають мінімальний склад технічних та програмних засобів. До складу технічних засобів повинен входити персональний комп’ютер. Системні програмні засоби, використовувані програмою, повинні бути представлені версією операційної системи починаючи з Windows 95 і вище. Оператор, що використовує програму, повинен мати практичні навички роботи із графічним інтерфейсом операційної системи. Базовий модуль є головним і складається з процедури обробки початкових даних та виводу інформації за бажанням користувача. Базовий модуль дозволяє оперативно виконувати зміну значень початкових даних та виконувати розрахунок з новими значеннями. Програмний комплекс дозволяє проводити розрахунки в режимі реального часу. Програма розроблена та модернізована на кафедрі передачі електричної енергії Національного технічного університету «Харківський політехнічний університет». Програмний комплекс впроваджено в учбовий процес та наукову діяльність кафедри.
Посилання
Т. М. Baziuk et al., Intelektualni Elektrychni Merezhi: Elementy Ta Rezhymy [Smart Grids: Elements and Modes]. Kyiv: Inst. Electrodyn. Nat. Acad. Sci. Ukraine, 2016. (in Ukrainian)
P. D. Lezhniuk and J. А. Shulle, On-Line Forecasting of Electric Energy Consumption Systems Electric Loads, Using Their Fractal Properties. Vinnytsya: Vinnytsia Nat. Tech. Univ., 2015. (in Ukrainian)
I. Khomenko, I. Stasiuk, and S. Iglin, “On the influence of electromagnetic processes of power transformer on parameters of normal regime of electric network operation”, in 2018 IEEE 3rd International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS), Kharkiv, Ukraine, Sep. 10–14, 2018. pp. 248–252, doi: https://doi.org/10.1109/ieps.2018.8559528.
C. Lu, B. Shi, X. Wu, and H. Sun, “Advancing China`s smart grid: Phasor measurement units in a wide-area management system”, IEEE Power and Energy Magazine, vol. 13, no. 5, pp. 60–71, Sep. 2015, doi: https://doi.org/10.1109/mpe.2015.2432372.
N. F. Guerrero-Rodríguez, L. C. Herrero-de Lucas, S. de Pablo-Gómez, and A. B. Rey-Boué, “Performance study of a synchronization algorithm for a 3-phase photovoltaic grid-connected system under harmonic distortions and unbalances”, Electric Power Systems Research, vol. 116, pp. 252–265, Nov. 2014, doi: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2014.06.013.
М. М. Kulyk, V. P. Horbulin, and О. V. Kyrylenko, Kontseptualni Pidkhody Do Rozvytku Enerhetyky Ukrainy (Analitychni Materialy) [Conceptual Approaches to the Development of the Energy Sector of Ukraine (Analytical Materials)]. Kyiv: General Energy Inst. Nat. Acad. Sci. Ukraine, 2017. (in Ukrainian)
Y. M. Vepryk, “Ways to improve the efficiency of computer simulation of electrical systems modes based on equations in phase coordinates”, Electrical Engineering & Electromechanics, no. 1, pp. 63–66, Feb. 2017, doi: https://doi.org/10.20998/2074-272x.2017.1.10.
P. P. Govorov, V. O. Novskiy, V. P. Govorov та A. K. Kindinova, “Management of modes of distributive electric networks of cities under conditions of weak correlation of graphics of active and reactive power”, Technical Electrodynamics, no. 4, p. 60–66, Jun. 2020, doi: https://doi.org/10.15407/techned2020.04.060. (in Ukrainian)
V. V. Pavlovsky and А. О. Steliuk, “Influence estimation of the frequency protection of nuclear power plant units on system survivability and frequency stability of Ukrainian power system”, Technical Electrodynamics, no. 6, pp. 53–57, 2015. (in Ukrainian)
O. Kyrylenko, A. Zharkin, O. Butkevych, I. Blinov, I. Zaitsev, and A. Zaporozhets, Eds., Power Systems Research and Operation, vol. 388, Studies in Systems, Decision and Control. Cham: Springer Int. Publishing, 2022, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-82926-1.
О. F. Butkevych, А. V. Levkonyuk, and О. І. Stasiuk, “Increasing reliability of monitoring of acceptability of loading of power system’s controlled cutsets”, Technical Electrodynamics, no. 2, pp. 56–66, 2014. (in Ukrainian)
О. V. Kyrylenko, М. S. Seheda, О. F. Butkevych, and Т. А. Mazur, Matematychne Modeliuvannia v Elektroenerhetytsi [Mathematical Modelling in the Electric Power Industry], 2nd ed. Lviv: Lviv Polytech. Publishing House, 2013. (in Ukrainian)
P. D. Lezhniuk, V. О. Komar, S. V. Kravchuk, V. О. Lesko, and V. V. Netrebskyi, Balansova Nadiinist Elektrychnoi Merezhi Z Fotoelektrychnymy Stantsiiamy [Balance Reliability of the Power Grid With Photovoltaic Power Plants]. Vinnytsya: Vinnytsia Nat. Tech. Univ., 2018. (in Ukrainian)
О. V. Kulapin and К. V. Makhotilo, “Modeling smart grid of prosumers with photovoltaic systems”, Bulletin of the National Technical University “KhPI”. Series: Energy: Reliability and Energy Efficiency, no. 14 (1339), pp. 61–66, 2019. (in Ukrainian)
І. А. Shapoval, V. М. Mykhalskyi, М. Y. Artemenko, S. Yu. Polishchuk, and V. V. Chopyk, Kompleksy heneruvannia elektroenerhii z funktsiiamy kompensatsii reaktyvnoi potuzhnosti ta aktyvnoi filtratsii na bazi mashyny podviinoho zhyvlennia [Power generation complexes with reactive power compensation and active filtering functions based on a dual power supply machine]. Kyiv: Inst. Electrodyn. Nat. Acad. Sci. Ukraine, 2020. (in Ukrainian)
I. Khomenko, O. Plakhtii, and I. Stasiuk, “Investigation of the electromagnetic effect of asynchronous motor toothed harmonics on the operating mode of power supply systems”, in 2020 IEEE 7th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), Kyiv, Ukraine, May 12–14, 2020. pp. 36–41, doi: https://doi.org/10.1109/ess50319.2020.9160261.
O. Plakhtii, V. Nerubatskyi, S. Mykhalkiv, D. Hordiienko, D. Shelest, and I. Khomenko, “Research of energy characteristics of three-phase voltage source inverters with modified pulse width modulation”, in 2021 IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine, Sep. 13–17, 2021. pp. 422–427, doi: https://doi.org/10.1109/khpiweek53812.2021.9570071.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право (c) 2023 Ігор Васильович Хоменко, Олександр Андрійович Плахтій, Олег Валентинович Данилейко, Дмитро Андрійович Шелест