Блок за анализ на динамична стабилност за pvc анарес-2000
А.В. Домишев, А.Б. Осак
След появата на големи енергийни системи и асоциации, редица енергийни системи по света са претърпели големи аварии, чието развитие е настъпило за дълги периоди от време до няколко минути и дори десетки минути. За да се анализират такива аварии и да се разработят мерки за тяхното предотвратяване или намаляване на последствията от тях, е необходимо да се разработят компютърни програми за изчисляване на дългосрочни преходни процеси.
В началото на 2002 г. се предвижда в комплекса АНАРЕС-2000 да се включи програма за анализ на динамична устойчивост („Динамика”).
Тази програма ви позволява да симулирате дългосрочни преходни процеси, като вземете предвид промените в честотата по време на различни превключвания и събития, възникващи в системата. Включително:
- късо съединение на линията;
- деактивиране/разрешаване на линията (включително от единия край);
- промяна на параметрите на линията;
- късо съединение във възела;
- изключване на късо съединение във възела;
- деактивиране/разрешаване на възел;
- изключване на генератори;
- корекция на шунта във възела;
- регулиране на натоварването във възела;
- изключване/включване на синхронната машина;
- активиране на AGP;
- загуба на възбуждане на синхронна машина;
- деактивиране/разрешаване на асинхронната машина;
- разрешаване на разтоварване на импулсен блок;
- разделяне на системата на независими части.
Програмата "Динамика" е продължение на работата по моделиране на дълготрайни преходни процеси, чиято софтуерна реализация беше част от ANARES PCS за DOS. В програма "Динамика", която е част от PVC АНАРЕС-2000използва доказани надеждни алгоритми за изчисление, които са били използвани в предишната версия на програмата. Новата "Динамика" обаче има редица разлики.
Програмата има модерен интуитивен потребителски интерфейс. Благодарение на това работата с програмата е лесна и удобна. Освен това не отнема много време за изучаване на програмата.
За съхраняване на първоначалната информация се използва универсална база данни. Това ви позволява да въвеждате данни по един и същи начин за всички задачи на ANARES-2000 PVC, като използвате един и същ интерфейс.
В програмата, в допълнение към използването на стари алгоритми за изчисление (методи за интегриране на Runge-Kutta, трапец, Euler), се използват нови алгоритми за изчисление за увеличаване на скоростта на изчисленията, като същевременно се повишава точността на резултатите. Това се постига чрез използването на неявни методи за интегриране с променлива стъпка. Освен това програмата по-пълноценно използва изчислителните възможности на съвременните компютри, както и възможностите на 32-битовите операционни системи от семейството Windows. По този начин алгоритмите, използвани във версията на ANARES DOS, стават по-бързи и няма ограничения за размера на изчислената схема.
Има мощни функции за анализиране на резултатите от изчислението, като се използват както таблични, така и графични данни.
"Динамика" има блокова структура (виж фигурата), а изчислителната част не зависи от потребителския интерфейс и формата за съхранение на данни в базата данни, което позволява да се използва от всяка програма на комплекса или дори от програми на други разработчици.
Подготовката на даннитесе извършва от програмата за работа с базата данни, която е част от комплекса. Извършва се подготовка на данни за изчисляване на преходни процесивъз основа на вече въведени данни за изчисляване на стабилното състояние.
Блокът за четене на изходните данние направен като самостоятелен модул като част от програмата за изчисление на динамиката, така че да може лесно да се заменя или модифицира, тоест не е обвързан с изчислението. Въвеждането на данни за параметрите на машините се осъществява чрез междинни таблици, формирани от блока за подготовка на данни. Въвеждането на данни за топологията на схемата, параметрите на линиите и трансформаторите, изчисленият режим се извършва от транзитната зона на програмата за изчисляване на стационарно състояние (SD).
Структура на програматаИнтерфейсът с потребителясе осъществява чрез универсална програма за показване на данни в табличен вид, която се използва не само в програмата "Динамика", но и в блока за изчисляване на токове на късо съединение (TKZ). Тази програма ви позволява да показвате в таблична форма както резултатите от изчислението, така и изходните данни. Параметрите, които да се показват по време на процеса на изчисление, могат да бъдат конфигурирани от потребителя. В допълнение, тези параметри могат да се използват за изчертаване на графики (промени в параметрите на избрания режим с течение на времето).
Програмата за показване в таблична форма ви позволява да оцените резултатите от изчислението на преходния процес и да идентифицирате местата на изследваната електроенергийна система, които реагират най-силно на превключване и събития за по-нататъшен по-подробен анализ.
Според резултатите от изчисляването на преходния процес се формира таблица на максималните взаимни ъгли по линиите. Таблицата съдържа информация за линиите, сортирана по взаимен ъгъл между напреженията в краищата на линията. За всяка линия е даден и моментът от време, в който е достигнат максималния взаимен ъгъл и напреженията в краищата на линията в този момент.
Ако по време на процеса на преход, за всекилиниите имат асинхронен ход - формират се таблица на секциите на асинхронен ход (секции, разделящи системата на асинхронно работещи части) и таблица на групи от синхронно работещи генератори.
Програмата предвижда механизъм за оперативни корекции, който работи по аналогия със СД. Това ви позволява бързо да коригирате оригиналните данни, без да извиквате системата за подготовка на данни. Освен това информацията, получена от SD, може да бъде коригирана.
Автоматизацията в програмата се моделира чрез задаване на алгоритми за нейното действие. Задават се условия на работа и управляващи действия. Като условия могат да възникнат отклонения от зададената стойност (нагоре или надолу) на параметрите на режима в определена точка на системата и комутационните състояния на елементите на системата (клонове, възли, комутационни устройства). Като управляващи действия могат да бъдат превключващи елементи на веригата, както и действията на ARV, AFC. Програмата включва модели на основните видове устройства за автоматизация. Освен това самите потребители могат да стартират модели за автоматизация.
Програмата ви позволява да определите максималното време за изключване на късо съединение и минималната скорост на регулаторите на възбуждане, честотата и други устройства за автоматизация.
Осигурена е възможност за анализ на хода на преходния процес, т.е. след изчислението можете да отидете до всяка точка от времето и да видите и анализирате параметрите на режима и хода на преходния процес. Освен това е възможно да се задават допълнителни смущения по време на преходния процес, като по този начин се променя траекторията на процеса. След получаване на няколко траектории на преходния процес е възможно да се сравнят и анализират, в резултат на което е възможно да се изберат оптималните управляващи действия, които позволяват системата да бъде приведена до желаното състояние с най-малкопретоварвания.
Управлението на изчислението и предаването на резултатите от изчислението се извършва чрез RAM. Извеждането на междинни резултати се осъществява чрез механизма на показаните файлове. Картираният файл е област от паметта, която може да бъде достъпна от множество програми точно като обикновен файл. Изчислителната програма, след определен брой итерации, изхвърля резултатите в показания файл. Възможно е да се запазят резултатите от изчисленията във файлове (таблици) в транзитната зона.
По този начин се осигурява максимална независимост на изчислителния блок от потребителския интерфейс, максималната скорост на извеждане на междинни изчислителни резултати, възможността за стартиране на изчислителния блок от системата за показване (или от други програми). Освен това можете да анализирате изчисления режим и работата на автоматизацията директно в процеса на изчисление.