Документация Engee

Расчет режимов электросети

Расчет режимов электросетей calculation of the power grid modes icon — это приложение Engee, предназначенное для расчета и анализа установившихся режимов электроэнергетических систем.

Для открытия приложения перейдите в рабочее пространство Engee и в левом верхнем углу в разделе Приложения Engee apps icon выберите Расчет режимов электросетей calculation of the power grid modes icon. Приложение работает в отдельной вкладке браузера и по умолчанию имеет следующий вид:

calculation of the power grid modes 1 1

Работа с приложением

Для работы с приложением используются три вкладки с таблицами:

calculation of the power grid modes 2 x

Узлы

Узлы

Колонка

Единицы измерения

Пояснение

N

-

Номер узла, должен быть уникальным

Тип

-

Тип узла (подробнее см. Тип узла)

Pн

МВт

Активная нагрузка в узле

Qн

Мвар

Реактивная нагрузка в узле

Gш

мкСм

Активная проводимость шунта в узле

Bш

мкСм

Реактивная проводимость шунта в узле (подробнее см. Реактивная проводимость шунта в узле и в ветви)

Район

-

Номер района

V

кВ

Модуль напряжения в узле

Дельта

Градусы

Угол напряжения в узле

Vном

кВ

Номинальное напряжение в узле

Vмакс

кВ

Максимальное допустимое напряжение в узле

Vмин

кВ

Минимальное допустимое напряжение в узле

Pг

МВт

Мощность активной генерации в узле

Qг

Мвар

Мощность реактивной генерации в узле

Pш

МВт

Активная мощность, выделяющаяся на шунте в узле

Qш

Мвар

Реактивная мощность, выделяющаяся на шунте в узле

Iинъек

А

Ток суммарной генерации и нагрузки в узле
Ветви

Ветви

Колонка

Единицы измерения

Пояснение

N

-

Номер ветви, должен быть уникальным

Nнач

-

Номер узла начала ветви

Nкон

-

Номер узла конца ветви

R

Ом

Активное сопротивление ветви

X

Ом

Реактивное сопротивление ветви

G

мкСм

Активная поперечная проводимость ветви

B

мкСм

Реактивная поперечная проводимость ветви (подробнее см. Реактивная проводимость шунта в узле и в ветви)

Kт

кВ/кВ

Модуль коэффициента трансформации (подробнее см. Коэффициент трансформации)

Статус

-

Включенное или отключенное состояние ветви

Iмакс_нач

А

Допустимый максимальный ток начала ветви

Iмакс_кон

А

Допустимый максимальный ток конца ветви

Iнач

А

Расчетный ток начала ветви

Iкон

А

Расчетный ток конца ветви

Pнач

МВт

Расчетная активная мощность начала ветви

Qнач

Мвар

Расчетная реактивная мощность начала ветви

Pкон

МВт

Расчетная активная мощность конца ветви

Qкон

Мвар

Расчетная реактивная мощность конца ветви

dP

МВт

Потери активной мощности в ветви

dQ

Мвар

Потери реактивной мощности в ветви

Pш

МВт

Потери активной мощности в шунте ветви

Qш

Мвар

Потери реактивной мощности в шунте ветви
Генераторы

Генераторы

Колонка

Единицы измерения

Пояснение

N

-

Номер генератора

Nузла

-

Номер узла установки генератора

Тип

-

Тип узла после расчета режима (подробнее см. Тип узла)

Pг

МВт

Задание генерации активной мощности

Qг

Мвар

Задание генерации реактивной мощности (игнорируется, если тип узла = "Ген")

Qмакс

Мвар

Максимальное допустимое значение генерации реактивной мощности

Qмин

Мвар

Минимальное допустимое значение генерации реактивной мощности

Vзд

кВ

Заданное напряжение (игнорируется, если тип узла = "Нагр")

Статус

-

Включенное или отключенное состояние генератора

Тип узла

  • "Нагр" — нагрузочный (генерация может быть задана через , );

  • "Ген" — генераторный (генерация задана через , );

  • "База" — балансирующий;

  • "Ген+" — генераторный (генерация задана через , ), и достигший максимального предела по допустимой реактивной мощности;

  • "Ген−" — генераторный (генерация задана через , ), и достигший минимального предела по допустимой реактивной мощности.

Тип узла можно задать только в таблице «Узлы», в таблице «Генераторы» столбец не доступен для редактирования.

Реактивная проводимость шунта в узле и в ветви

Индуктивная проводимость отрицательная. Емкостная проводимость положительная.

Коэффициент трансформации

Ктконнач

Для работы с таблицами используются следующие кнопки:

calculation of the power grid modes 3

  • calculation of the power grid modes 4 Загрузить файл с режимом — загружает файлы с ПК через Файловый браузер file browser 7. Доступные форматы: Matpower (.m), HDF5 (.h5).

  • calculation of the power grid modes 5 Сохранить файл с режимом — сохраняет отредактированный в приложении файл с режимом в Файловый браузер file browser 7. В корневой папке /user создается папка grid_downloads, в которую сохраняется файл с режимом в формате HDF5, с именем Grid$количество узлов в модели$.h5, например Grid14.h5.

    Рекомендуется переименовать файл, чтобы он не перезаписался следующим сохранением в приложении.

  • calculation of the power grid modes 6 Добавить строку — добавляет строку в конец текущей таблицы.

  • calculation of the power grid modes 7 Удалить строку — удаляет активную строку из текущей таблицы. Чтобы сделать строку активной, нажмите по ней левой кнопкой мыши.

  • calculation of the power grid modes 8 Очистить все — очищает содержимое всех таблиц.

  • calculation of the power grid modes 9 Настройка видимых колонок — показывает/скрывает столбцы выбранной таблицы. Отображаемые столбцы выделены полужирным, скрытые — обычным текстом:

    calculation of the power grid modes 10

  • calculation of the power grid modes 11 — проводит проверку и верификацию введенных данных. После выполняет расчет режима и заполняет столбцы с результатами расчета.

  • calculation of the power grid modes 3 1— ссылка на эту статью в документации.

Модель энергосистемы

Ветви моделируются П-образной схемой замещения:

calculation of the power grid modes 12 1

Нагрузку можно моделировать фиксированной мощностью или шунтом. Генерацию можно моделировать PV или PQ моделью.

Пример работы с приложением

В приложении можно задать исходные схемные данные двумя способами:

  1. Ввести данные вручную.

  2. Загрузить данные в формате .h5 или .m. Тестовую 14-узловую схему можно скачать по ссылке.

Чтобы ввести исходные данные по схеме, необходимо придерживаться следующих правил:

  • Нарисовать схему с указанием всех узлов и ветвей.

  • Пронумеровать все узлы электрической сети, включая все промежуточные узлы.

    • Например, электрическая станция может быть представлена двумя узлами — шинами генераторного напряжения и шинами за трансформатором.

    • Узел в исходных данных программы соответствует электрическим шинам.

    • Номер узла должен быть уникальным положительным числом, сквозная нумерация не обязательна.

    • Для простоты ориентации в схеме узлам, относящимся к одному объекту, целесообразно давать похожие номера (3, 13, 103, 1003 и т.д.).

    • Выбранные номера узлов следует нанести на схему сети.

  • Для каждого узла определить его номинальное напряжение и нанести на схему.

  • Для каждого узла нагрузки определить активную и реактивную мощность потребления.

    • Если исходные данные заданы активной мощностью и φ , то рассчитать реактивную мощность: φ .

  • При наличии в узле шунтов на землю — батареи статических конденсаторов (БСК) или шунтирующих реакторов (ШР) — определить их проводимость (в микросименсах) и нанести на схему по правилу:

    • Емкостная проводимость — положительная.

    • Индуктивная проводимость — отрицательная.

  • Для линий электропередачи (ЛЭП):

    • Задать уникальный номер ветви.

    • Указать узел начала и узел конца ветви.

    • Определить продольное сопротивление и проводимость на землю (проводимость задается в микросименсах, емкостный характер отражается знаком плюс).

  • Для трансформаторов определить:

    • Сопротивление: , приведенное к стороне высокого напряжения.

    • Проводимость шунта на землю: .

    • Коэффициент трансформации, равный отношению номинального напряжения конца ветви к номинальному напряжению начала ветви (принято, что коэффициент трансформации меньше единицы). Для того чтобы это получить, надо начальным узлом трансформаторной ветви принимать узел высшего напряжения.

  • Автотрансформаторы и трехобмоточные трансформаторы представить по схеме «звезда» с промежуточным узлом и тремя ветвями, две из которых имеют коэффициенты трансформации.

  • Определить номер балансирующего узла из тех, в которых есть генерация, и его модуль напряжения.

  • Для узлов с синхронными машинами (генераторы, компенсаторы):

    • Во вкладке Узлы установить тип Ген.

    • Во вкладке Генераторы задать:

      • Уникальный номер генератора.

      • Номер узла, в котором он установлен.

      • Активную мощность генерации.

      • Пределы регулирования реактивной мощности ( ).

      • Заданный (фиксированный) модуль напряжения (Vзд).

Особенности задания исходных данных для таких узлов объясняются действием регуляторов возбуждения синхронных машин (СМ). Обычно СМ поддерживает неизменным модуль напряжения на шинах высокого напряжения (за трансформатором) или на шинах генераторного напряжения за счет регулирования реактивной мощности, выдаваемой СМ.

В ходе расчета режима контролируется реактивная мощность, и при нарушении одного из заданных пределов:

  • Фиксируется реактивная мощность на его значении.

  • Освобождается модуль напряжения.

Также можно задать генератор с фиксированной генерацией реактивной мощности. Для этого:

  • Во вкладке Узлы необходимо установить тип Нагр.

  • Во вкладке Генераторы задать параметры: Рг, Qг.

Пример подготовленной схемы приведен ниже. В ней:

  • Узел 201 — балансирующий.

  • Узлы 201 и 204 представляют электростанции.

  • Заданы нагрузки в узлах.

  • Генератор в узле 204 вырабатывает 10 МВт.

calculation of the power grid modes 13 1

Заполните таблицы для подготовки к расчетам следующим образом:

Для таблицы узлов:

calculation of the power grid modes 15 1 x

Для таблицы ветвей:

calculation of the power grid modes 16 1 x

Для таблицы генераторов:

calculation of the power grid modes 17 1 x

В результате будут получен расчет:

Для таблицы узлов:

calculation of the power grid modes 18 x

Для таблицы ветвей:

calculation of the power grid modes 19 x

Для таблицы генераторов:

calculation of the power grid modes 20 x

Результаты расчета нанесены на схему:

calculation of the power grid modes 14 1

Далее сохраните результаты расчета по кнопке calculation of the power grid modes 5 Сохранить файл с режимом.

В файловом браузере Engee появилась директория с сохраненным файлом режима:

calculation of the power grid modes 21

Для того чтобы снова загрузить этот файл в приложение Расчет режимов электросетей, скачайте его на ПК и загрузите повторно через кнопку calculation of the power grid modes 4 Загрузить файл с режимом.

Полезные ссылки

  1. Интерфейс

  2. Как моделировать в Engee