2. Общие сведения о программным комплексе «mustang»

Программный комплекс (ПК) «MUSTANG» выполнен по модульному принципу. Имеется несколько основных программ-приложений, которые в многозадачной среде Windows можно выполнять одновременно. Общие функции вынесены в динамические библиотеки. Разработана система взаимодействия приложений входящих в комплекс, благодаря чему в ПК «MUSTANG» сочетаются преимущества многозадачных операционных систем и единство комплекса, позволяющие технологу использовать ПК наиболее удобным для себя образом.

В ПК «MUSTANG» присутствуют следующие модули.

12. Расчёт УР электрических сетей произвольного размера и сложности, любого напряжения (от 0,4 до 1150 кВ). Полный расчёт всех электрических параметров режима (токи, напряжения, потоки и потери активной и реактивной мощности во всех узлах и ветвях электрической сети).

13. Оптимизация электрических сетей по уровням напряжения, потерям мощности и распределению реактивной мощности.

14. Расчёт положений регуляторов трансформатора под нагрузкой и положений вольтодобавочных трансформаторов.

15. Расчёт предельных по передаваемой мощности режимов энергосистемы, определение опасных сечений.

16. Структурный анализ потерь мощности – по их характеру, типам оборудования, районам и уровням напряжения.

17. Проведение серийных (многовариантных расчётов) по списку возможных аварийных ситуаций.

18. Моделирование линейных и шинных реакторов, с возможностью их отключения.

Для подготовки, коррекции и отображения расчётной схемы используется табличный процессор, где вся информация структурирована по типу (Узлы, Ветви, Генераторы). Элемент для иерархического (древовидного) представления схемы реализован в виде дерева логических связей между объектами расчётной схемы, позволяет осуществлять быстрый поиск переход между элементами (узлами, ветвями, сечениями).

В комплексе «MUSTANG» расчёты установившегося электрического режима выполняются методом Ньютона-Рафсона с улучшением сходимости тяжёлых режимов по методу Матвеева. Система линейных алгебраических уравнений решается методом Гаусса с предварительной оптимизацией порядка исключения неизвестных, что позволяет, в частности, выполнять расчёты особо тяжёлых режимов. УР позволяет проводить оперативные расчёты УР сложно-замкнутых электрических схем любой размерности и любых классов напряжений от долей вольт, до тысяч киловольт.

3. Подготовка расчётной схемы для ввода параметров в программном комплексе «mustang»

Расчёты нормального режима рассмотрим на примере учебной схемы энергосистемы (рис. П1), которая имеет сравнительно небольшой размер, является обозримой, что облегчит анализ результатов.

Рис. П1. Учебная схема энергосистемы

Расчётная схема учебной энергосистемы представлена на рис. П2.

Рис. П2. Расчётная схема энергосистемы

4. Расчёт нормального режима в программном комплексе «mustang»

Для проведения расчёта нормального режима необходимо произвести математическое моделирование учебной схемы энергосистемы (рис. 2) в программном комплексе (ПК) «MUSTANG».

Перед началом работы в ПК необходимо создать новую схему, выбрав вкладку «УР→Новая схема» (рис. П3).

Рис. П3. Создание новой схемы

Получив уведомление о том, что директива «Новая схема» выполнена, необходимо создать новое окно исходных данных, выбрав вкладку «УР→Исходные данные. Результаты» (рис. П4).

Рис. П4. Создание нового окна исходных данных

Для узлов должны быть заданы: название, номер, код, активная и реактивная мощности нагрузок (и/или генерации), заданное (стартовое) и номинальное напряжения, проводимости (для индуктивных и ёмкостных элементов, подключённых в узле), пределы по реактивной мощности (рис. П5).

Рис. П5. Окно «Исходные данные по узлам в ПК «MUSTANG»

На рис. П5 по столбцам слева направо:

1) название узла. Вводится произвольно, но не более 12 символов;

2) номер узла (N) – любое целое число от -1000000000 до 1000000000, кроме нуля;

3) код – признак фиксации напряжения, угла напряжения, активной и реактивной генерируемой мощности в узле. Задаётся целым числом, в котором каждая цифра числа означает фиксацию (1) или освобождение (0) соответствующего параметра. Порядок следования фиксируемых параметров в коде: U, dU, P_Г, Q_Г – модуль напряжения, угол напряжения, активная и реактивная мощности генерации в узле соответственно;

4) стартовое напряжение (U_старт) – модуль исходного напряжения в узле, кВ;

5) активная и реактивная мощности нагрузки узла (P_н0, Q_н0) задаются в МВт и МВар соответственно;

6) нормальное напряжение (U_норм) – модуль нормального напряжения в узле, кВ. Применяется при расчёте в случае использования статической характеристики нагрузки (СХН);

7) номинальное напряжение (U_ном) – модуль нормального напряжения в узле, кВ. Применяется при расчёте утяжеления режима;

8) активная и реактивная генерируемые мощности узлов (P_г, Q_г) задаются в МВт и МВар соответственно. Если реактивная мощность не зафиксирована (код «1010»), то ею можно не задавать. Она будет рассчитана с помощью ПК;

9) активная и реактивная составляющие проводимости шунта в узле (Y_ША и Y_ШР), мкСм. Индуктивная проводимость задаётся со знаком «+», а ёмкостная – со знаком «-»;

10) ограничения по реактивной мощности, генерируемой в узле (Q_min, Q_max) задаются в МВар для балансирующего узла.

Для балансирующего узла код выглядит следующим образом – «1100», т.е. задаются модуль и угол напряжения, а величины P_Г и Q_Г рассчитываются с помощью ПК.

Генерирующий узел задаётся кодом «1010», т.е. зафиксированы модуль напряжения и P_Г, а рассчитываются угол напряжения и Q_Г.

Для нагрузочного узла кодом являются «0» или «11» – признак фиксации P_н и Q_н в данном узле. Значения «0» и «11» эквивалентны, код может принимать и другие, требуемые для конкретного расчёта значения, но необходимо отметить, что количество «единиц» в нем не должно превышать двух.

Для ветвей должны быть заданы: названия узлов начала и конца ветви, номера узлов начала и конца ветви, номер параллельности, название ветви, сопротивления ветви (активные и реактивные), проводимости ветви и коэффициент трансформации для трансформаторов и автотрансформаторов (рис. П6).

Рис. П6. Окно «Исходные данные по ветвям в ПК «MUSTANG»

На рис. П6 слева направо:

1) названия узлов, ограничивающих заданную ветвь – произвольные, но не более 12 символов. Названия узлов не редактируются, так как они автоматически переносятся из таблицы узлов (рис. П1);

2) номера узлов, ограничивающие заданную ветвь (N_i, N_j). Это целые числа от -1000000000 до 1000000000, кроме нуля. Если ветвь содержит трансформатор, то его параметры должны быть приведены к напряжению стороны высокого напряжения;

3) номер параллельности (N_П) – любое целое число меньше, чем 32000;

4) название ветви – диспетчерское название ветви (не более 12 символов);

5) сопротивления ветви (R, X) – активное и реактивное сопротивления, Ом («Х = 0» ПК не воспринимает);

6) проводимости ветви (G, B) – активная и реактивная проводимости, мкСм. Проводимость индуктивного характера вводится со знаком «+», ёмкостного – со знаком «-»;

7) коэффициент трансформации задаётся отношением U_ВН/U_НН трансформатора.

После ввода всех исходных данных необходимо запустить режим на расчёт, выбрав в главном меню вкладку «УР → Расчёт» (рис. П7).

Рис. П7. Окно «Расчёт режима»