Модель линии Бержерона: деление энергосистемы

ЛЭП Бержерона: деление модели энергосистемы на части

Этот демо-проект рассказывает о возможности разделения модели энергосистемы на части для ускорения счета модели с помощью блока Connector Bergeron Line (Three-Phase).

Введение

При моделировании крупных электроэнергетических систем (ЭЭС) одной из основных проблем становится высокая вычислительная сложность. Чем больше в модели генераторов, линий электропередачи, трансформаторов и других элементов, тем больше времени требуется на расчет каждого шага моделирования.

Особенно критична эта проблема при моделировании в реальном времени, когда вычисления каждого шага должны завершаться за время, не превышающее заданный шаг моделирования.

Один из способов ускорить вычисления — разделить модель энергосистемы на несколько частей, которые могут рассчитываться параллельно.

В этом демо-проекте рассмотрим, как реализовать такое разделение в Engee с помощью модели линии электропередачи Бержерона.

Луи Бержерон: от трубопровода до ЛЭП

Луи Жан Батист Бержерон (10 марта 1876 — 23 февраля 1948) — французский предприниматель, инженер и изобретатель.Его помнят за его практический, математический методологический подход к изучению гидроударов в гидравлических трубопроводных системах, который, как он также показал, полезен при изучении электромагнитных скачков напряжения/тока в электрических системах. Его последняя работа, «От гидроударов в гидравлике до молниеносных разрядов в электричестве » , опубликованная посмертно, стала эталонным трудом в электротехнике .

В электротехнике применение так называемых «уравнений Бержерона» позволяет рассчитывать явления бегущих волн в «длинных» проводниках с помощью численного анализа. Герман В. Доммель использовал эти «уравнения Бержерона» в программном обеспечении EMTP в конце 1960-х годов.

Модель ЛЭП Бержерона, как правило, следует выбирать вместо П-секции , если длина ЛЭП достаточна для того, чтобы распространение волн (приблизительно со скоростью света) проходило по всей длине ЛЭП за один временной шаг. Это означает, что для типового шага моделирования dt = 50 мкс ЛЭП длиной более 15 км (скорость света делимс на 50 мкс получаем 15 км) следует представлять моделью Бержерона, а не П-секцией.

Главная особенность модели Бержерона заключается в наличии физически обусловленной задержки распространения электромагнитной волны по линии. Эта особенность позволяет делить энергосеть на части, не внося дополнительных задержек. Мы используем существующую задержку ЛЭП, чтобы дать двум вычислительным частям возможность работать одновременно.

Например, при скорости распространения волны около 300 000 км/с время прохождения линии длиной 300 км составляет приблизительно 1 мс. Если шаг моделирования равен 50 мкс, то задержка соответствует 20 шагам расчета.

Процесс разбиения модели энергосистемы на части

1. Берем модель из примера «Модель IEEE 9 Bus с синхронными машинами» и выбираем сечение по ЛЭП, по которому будем делить сеть.

2. Заменяем исходные блоки ЛЭП на блоки Connector Bergeron Line (Three-Phase):

   

Выводы

В демо-проекте рассмотрен способ разделения физической модели IEEE 9 bus на части с помощью блоков Connector Bergeron Line (Three-Phase).

Связанная документация

• Модель IEEE 9 Bus с синхронными машинами — исходная модель энергосистемы