CC BY
931
УДК 621.311:621.314
Ф.С. Непша, Г.В. Отдельнова, О.А. Савинкина
СРАВНЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ РАСЧЕТА И АНАЛИЗА
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ
Чтобы обеспечить высокую надежность и качество электроснабжения потребителей, необходимо осуществлять непрерывный контроль и управление режимами электроэнергетической системы1.
Управления режимами электроэнергетических систем строится на решении электросетевых задач, которые представлены на рис. 1.
Для их задач требуется создание сложных математических моделей, расчет которых вручную занимал бы много времени.
В настоящее время в России и в странах СНГ
плексов для решения электросетевых задач:
— RastrWin - РОО «Фонд кафедры АЭС им. Д.А. Арзамасцева» г. Екатеринбург.
— Mustang - ВДЦ Балтии, Латвия.
— DAKAR - ELEKS Software Представительство в СНГ - Львов, Украина.
— АНАРЭС-2000 - ООО "ИДУЭС" и ЗАО
1 Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 (госконтракт №
14.В37.21.2073)
"Энергетические технологии.
— PSS/E - компания Siemens (Германия).
— DigSilent - компания DIgSILENT GmbH (Германия).
— EUROSTAG - компания Tractebel Engineering (Бельгия).
— Космос - ЗАО «Институт энергетических систем» г. Москва.
Основные промышленные программные комплексы имеют, как индивидуальные особенности, так и ряд общих черт. К общим признакам можно отнести традиционную ориентацию исходных
данных на текстовое представление данных в форме форматов ЦДУ (для программных комплексов России и СНГ), которые почти 30 лет назад были разработаны в ЦДУ ЕС СССР и форматы программных комплексов Eurostag (*.есИ) и Р88/Б (*.га1). При этом только программные комплексы России и стран СНГ позволяют осуществлять обмен данными между программами. Второй общей чертой основных промышленных программ является использование специализированных баз данных и графических редакторов собственной разработки
известно несколько основных программных ком-
Рис.1. Электросетевые задачи, решаемые в процессе управления режимами ЭЭС
Электротехнические комплексы и системы
117
Таблица i. Сравнительная характеристика функциональных возможностей программных комплексов
Функция RastrWin Mustang DAKAR АНАРЭС- 2000 PSS/E DigSilent Космос EUROST AG
Функция расчета электрического режима. + + + + + + + +
Наличие ограничений на размерность математической модели. - - - - + - - +
Функция расчета электромеханических переходных процессов. - + + + + + - +
Переменный шаг интегрирования. +
Функция расчета электромагнитных переходных процессов.
Функция расчета токов короткого замыкания. + - + + + + - -
Возможность учета несимметрий в элементах ЭС. - - + - + + - +
Функция частотного анализа. + - - - - + - +
Функции оптимизации режима. + - - + + + + -
Функции эквивалентирования схемы энергосистемы. + - - - + - - -
Наличие моделей ППТ и FACTS для расчета электрического режима динамики. - - + - + + - +
Наличие стандартных моделей РЗ и ПА. - - + + + + - +
Наличие базы элементов электрической сети. - - + + - - - -
Возможность утяжеления режима по заданной траектории. + + + + - + - -
Возможность создания пользовательских моделей. + - + - + + + +
Возможность графического отображения схемы. + - + + + + + +
Русскоязычный интерфейс. + + + + - - + +
Лицензирование. + - + + + + + +
Для оценки функциональных возможностей была изучена документация пользователя вышеприведенных программных комплексов (ПК) для расчета режимов [1-6], на основании этого, была сформирована сравнительная характеристика функциональных возможностей (табл. 1).
Из таблицы видно, что наиболее функциональными ПК являются Digisilent, PSS/Е, АНА-РЭС-2000 и DAKAR - они позволяют решать практически все виды электросетевых задач. Такие программные комплексы, как RastrWin и Космос рассчитаны в основном на расчет установившихся режимов и анализ повреждений. Программные комплексы Mustang и Eurostag направлены на анализ статической и динамической устойчивости электроэнергетической системы.
Стоит отметить, что программные комплексы PSS/E и Digisilent не имеют русскоязычного интерфейса, что значительно усложняет их использование в России.
Поскольку анализа функциональности недостаточно для полной оценки ПК, также была произведена оценка достоинств и недостатков ПК, которая представлена в табл. 2.
Проанализировав выше представленные ПК можно сделать следующие выводы.
1. Программные комплексы анализа электрических режимов имеют незначительные различия, связанные с представлением исходных данных, параметрами вывода информации и возмож-
ностями экспорта/импорта.
2. Программные комплексы производства СНГ, как правило, имеют узкую направленность на конкретные технологические задачи.
3. Продукты иностранного производства позиционируются как комплексные инструменты, способные решать все режимные задачи, а также задачи экономической оптимизации или выбора оптимальной стратегии в условиях рынка электроэнергии.
4. Программные комплексы производства СНГ могут работать с форматом ЦДУ, позволяющим осуществлять импорт и экспорт данных из одного ПВК в другой для решения различных задач.
Принимая во внимание сделанные выводы можно заключить, что для расчета установившихся режимов, анализа повреждений и оптимизации электрических режимов наиболее выгодно использовать программный комплекс RastrWin, который за счет своей узкой направленности позволяет решать поставленные задачи эффективнее, чем зарубежные и отечественные аналоги. Для решения задачи анализа статической и динамической устойчивости лучше использовать программный комплекс Mustang, который благодаря своей простоте и эффективности в использовании в условиях отечественной энергосистемы не имеет аналогов среди отечественных и зарубежных программных комплексов.
Таблица 2. Достоинства и недостатки программных комплексов для расчета режимов
ПК Достоинства Недостатки
RastrWin Удобный и понятный интерфейс. Возможность расчета режимов с использованием различных алгоритмов. Возможность применения макросов для создания формул. Возможность импорта и экспорта информации в Excel файл. Отсутствие библиотеки электросетевых элементов.
Mustang Простота в использовании. Распространяется бесплатно. Возможность задания характеристик любой автоматики. Неудобное графическое отображение данных. Отсутствуют готовые наборы автоматик.
DAKAR Наличие базы сетевых элементов (трансформаторов, ВЛ, УКРМ и т.д.). Многофункциональность. Неудобный интерфейс. Отсутствие возможности вести историю изменений расчетной модели.
АНАРЭС- 2000 Наличие базы сетевых элементов (трансформаторов, ВЛ, УКРМ и т.д.). Многофункциональность. Неудобный интерфейс. Отсутствие возможности вести историю изменений схемы замещения.
PSS/E Может совмещать исходные данные с Google Earth™ и отображать электрические сети географически. Можно решать любые электросетевые задачи Отсутствует русскоязычная версия. Не адаптирована для использования в Российских сетях.
DigSilent Вертикально интегрированное ПО позволяет использовать единый программный "движок" и интерфейс PowerFactory для различных прило-жений и сегментов рынка - генерация, передача, распределение электроэнергии, системы электроснабжения. Отсутствует русскоязычная версия. Отсутствие библиотеки электросетевых элементов. Неадаптирована для использования в Российских сетях.
EUROSTAG Наличие набора автоматик. Возможность создания моделей системной автоматики. В программе можно задавать переходные характеристики нетрадиционных источников электроэнергии (ВЭС, СЭС и т.д.). Неудобный интерфейс. Для моделирования переходных процессов необходимо подробное задание характеристик каждого элемента сети.
Космос Мощная составляющая оценивания состояния. Достаточно широкие возможности привязки расчётных программ к ОИК и другим комплексам через механизм форматов ЦДУ. Устаревшая технология интерфейса, которая хотя и реализована в графическом виде под Windows, но фактически имитирует Windows-интерфейс, имея много ограничений. Ориентация на текстовое хранение данных и результатов, ограниченный по возможностям графический редактор схем.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ПК «RastrWin3» Документация пользователя - Екатеринбург, 2011 г. - 236 с.
2. Программно - вычислительный комплекс АНАРЭС-2000 - Новосибирск, 2009 г. - 16 с.
3. Справочные материалы программного комплекса DAKAR - Львов, 2012 г.
4. Справочные материалы программного комплекса Mustang - Латвия, 2005 г.
5. [Электронный ресурс] - http://www.digsilent.de/ - сайт разработчиков программы Digsilent.
6. [Электронный ресурс] - http://www.eurostag.be/ - сайт разработчиков программы Eurostag.
□ Авторы статьи:
Непша Федор Сергеевич, аспирант каф. электроснабжения горных и промышленных предприятий, КузГТУ еmail: [email protected]
Отдельнова Галия Вазиховна, ассистент каф. электроснабжения горных и промышленных предприятий, КузГТУ еmail: [email protected]
Савинкина Олеся Александровна, ст. преподаватель каф. электроснабжения горных и промышленных предприятий, КузГТУ еmail: [email protected]
Электротехнические комплексы и системы 119
