CC BY
44
НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
УДК 521 311
КЛАССИФИКАЦИЯ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМОВ
Б.Б. Утегулов, А.О. Байтемирова
Павлодарский государственный университет им. С.Торайгыроеа
hy:: жумьЦ-щи ■пкргеыыкамлк жуж ¡г*?шкм'ииц eceiùnev
KfifHvwKiumapiHia mpfiHpi wehe: ifiirmcpi шржщржМ ЗШШ нее; <iuöv irenmcv мщжй prnKisLn-ai. ïepntmev араеындо барлыц негЫнде еЩшщу ... мо}фжс:п:Рщ fwa.ittm исра.сч
b /ючо/пс щнщирится uec.vàamuua меШйпв ¡к/счета параметр,« рсм-импв ч.юктрт 'те рее mи>и-ских систем, в xoùc которого пыли пршна.-шщюыпы 'уии:<ткующш- ли тпоы расчета. Я р.чуи-таме âa/xi оценки чффектинтх тч всех ¡т ■<. иогп/ч-ппых метоОп» рнечста.
in joh the research of •.'/;. «/ oca aim of ¡strumeters of modes of clvvW/pnvcr systems is pX'iil. ¡1; whirh course the existing methods of account nere dneilyseti. hi rCMiil the eslimauo» of efficiency of ait considered maiimds uf account I.« pi сек.
i. оврсмснная электроэ нсргсшческая система (ЭЭС) предъявляет новые грс-бо»ания к разработке теории и методов анализа. испольлсмых для расиста параметров режимов. В настоящее время разрабогано значительное количество программ, реализующих различные методы. Установившаяся практика расчета параметров режима ЭЭС в условиях централизованного элск-фоснабжсния привела к разработке разнообразных методов па основе упрощенной ее модели f ¡ |.
В качестве рассматриваемых режимов элекгроздсргетических систем рассматриваем установившийся и ав^ийный режимы, основными параметрами являются параметры, характеризующие режим работы ЭЭС. такие, как перо те.каемыс мощности, потери электроэнергии. \ ровни напряжений,
Методы решения можно разделить на две большие группы прямые и итерационные. К прямым относятся методы, позволяющие получить решение в результате конечного числа арифметических операций, зависящего только от вычислительной схемы, а также от порядка и структуры матрицы коэффициента»
№4, 2005 г.
155
системы уравнений. В математике методы этой группы называются также точными, поскольку, если исходные данные заданы в виде целых чисел или обыкновенных дробей и вычисления выполняются по правилам действия над обыкновенными дробями, то решение также получается точным. Отметим, что при решении технических задач на компьютерной технике из-за погрешности задания исходной информации (с допустимой для данной задачи точностью) и неизбежного округления промежуточных результатов вычислений (определяемого разрядностью машинного слова) получить точный результат принципиально невозможно, и в этом смысле термин «точный метод» условен [3]. К прямым методам относятся: Метод Крамера, методы последовательного исключения неизвестных (метод Гаусса и его модификации), метод ортогонализации.
К итерационным относятся методы, с помощью которых решение системы линейных алгебраических уравнений получается как предел последовательных приближений, вычисляемых посредством единообразных операций. В математике итерационные методы называются приближенными, поскольку даже в предположении, что вычисления ведутся без округлений, они позволяют получить решение системы уравнений лишь с заданной точностью. К итерационным методам относятся: метод простой итерации, метод Зейделя, градиентные методы и их модификации.
Расчеты установившихся режимов составляют существенную часть общего объема исследований электроэнергетических систем, выполняемых как на стадии проектирования, так и в процессе эксплуатации этих систем. Эти расчеты необходимы при выборе конфигурации схемы электрической системы и параметров ее элементов, анализе устойчивости и оценке токов коротких замыканий, определении наиболее экономичных режимов ее работы. Кроме того, расчеты установившихся режимов имеют и большое самостоятельное значение, так как позволяют ответить на ряд практически важных вопросов, а именно, что:
- данный режим осуществим, т.е. возможна передача требуемой мощности .от источников электроэнергии к потребителям;
- токи,, протекающие по элементам электрической системы, не превышают допустимых, даже в тех случаях, когда некоторые из них отключены (в поеяеаваркйных режимах*;
~ напряжения е узловых точках системы к© выходят за заданные пределы
Разработанная классификация поясняется схемой, показывающей подробное подра^гдшие методов расчета параметров режимов электроэнергети-чески:/ систем и приведенной а а. рисунке I.
Методы расчета параметров режимов ЭЭС
Расчет параметров установившихся режимов ЭЭС
Расчет параметров аварийных режимов ЭЭС
Решение линейных уравнений
Методом Гаусса
С обратным
ходом
Без обратного хода
Итерационными методами
Простой итерации
Методом статических
испытаний
Методами теории чувствительности
Интерполяционный метод Лагранжа
Расчет
устойчивости
ЭЭС
\ г
Оценка качественных
показателей переходных
процессов и
устойчивости ЭЭС
Метод Зейделя
Расчет динамической устойчивости
Расчет статической устойчивости
Метод Монте-Карло
Второй метод Ляпунова
Частотные методы
Методы численного интегрирования
Рисунок 1 Классификация методов расчета параметров режимов электроэнергетических систем
Nq4, 2005 г.
157
Современный этап развития компьютерной техники характеризуется значительным ростом быстродействия и объема оперативной памяти. Вместе с тем развитие электроэнергетики приводит к созданию все более крупных объединенных систем, вплоть до создания Единой электроэнергетической системы страны и международных энергообъединений [4].Это обусловливает необходимость решения задач расчета установившихся режимов для более сложных схем замещения с числом элементов в несколько сотен и даже тысяч. Кроме того, обеспечение надежной и экономичной работы таких сложных энергообье-динений требует создания автоматизированных систем диспетчерского управления, функционирование которых связано с необходимостью многократного оперативного выполнения расчетов установившихся режимов. Поэтому, несмотря на увеличение возможностей компьютерной техники, факторы экономного использования памяти и сокращения времени вычислений не только не утрачивают своего значения, но, наоборот, становятся все более и более важными.
В данных условиях разработка эффективных алгоритмов расчетов установившихся режимов требует максимального учета всех специфических особенностей, которыми характеризуются схемы замещения реальных электрических систем и соответствующие им матрицы обобщенных параметров [6]. Эти особенности необходимо учитывать при формировании уравнений установившегося режима и при выборе наиболее рационального метода их решения.
ДНТЕРА1УРА
1. тЗдельчик В.И. Расчеты и оптимизация режимов электрической сети и системы. - М.: Энергоатомиздат, 1988.
2. Димо П. Узловой анализ электрических систем. - М.: Мир, 1973.
3. Мамедяров О.С. Регрессионный анализ установившихся режимов электрической системы. //Электричество.- 1992,- №5,-- С. 19-24.
4. Электрические системы. Математические задачи электроэнергетики: Учебник для студентов вузов/Под ред. В.А. Веникова. - М.: Высшая школа, 1981.
5. Веников S.A. Глазунов Л.А. Электрические системы, т.2. Электрические сети. Учебное пособие для электроэнерг. вузов. - М.: Высшая школа, 1971.
6. Применение вычислительных методов в энергетике/Под ред. В.А. Веникова и Ю. Ф. Архжщеза. - М.: Энергоатомиздат, 1983.
