Конструктор человеко - машинных интерфейсов без программирования.

 

МОДЕЛЬ.

 

В комплексе КАСКАД-НТ, реализована динамическая интерактивная модель энергообъединения реального времени (МОДЕЛЬ). Это единственная подсистема комплекса реализованная традиционным программированием. Модель динамики ЭЭС учитывает электромеханические и длительные переходные процессы, системы вторичного регулирования и противоаварийной автоматики. Возможно моделирование динамики тепловых и гидравлических энергоблоков.

Подсистема МОДЕЛЬ позволяет решать широкий круг задач от расчета установившихся и переходных режимов в электроэнергетических системах (ЭЭС) и энергообъединениях до задач моделирования система вторичного регулирования и противоаварийной автоматики (ПА). Оценка параметров ЭЭС как объектов управления, вычисление потерь в сетях и затрат по управлению нормальными, утяжеленными и послеаварийными режимами - все эти задачи могут быть решены подсистемой МОДЕЛЬ.

В состав подсистемы МОДЕЛЬ входят программы:

- расчета установившихся и переходных режимов ЭЭС и энергообъединений,

- моделирования систем вторичного регулирования АРЧМ,

- моделирования систем противоаварийной автоматики (ПА),

- информационного обмена с задачей оценивания состояния (ОС).

- топологического анализа связности схемы сети (для режимной и оперативной схем),

- управления топологией сети и параметрами энергоблоков с уровня п/станций.
 

На базе подсистемы МОДЕЛЬ в комплексе КАСКАД-НТ созданы:

- подсистема анализа и отображения параметров установившегося и переходного режимов,

- комплекс информационной поддержки оперативного персонала,

- режимный тренажер оперативного персонала ЭЭС и энергообъединения,

- советчик диспетчера ЭЭС и энергообъединений по ведению режима,

- подсистема анализа и отображения заявок на вывод в ремонт оборудования,

- подсистема автоматизированной разрисовки режимных схем,

- подсистема статистического анализа параметров режима при случайных возмущениях.

Исходная информации для расчета режимной схемы, как правило, задается в формате ЦДУ, но может задаваться и непосредственно в таблицы БД Tabula, или через графический образ расчетной схемы. Все программные комплексы (ПК) функционируют в интерактивном режиме и масштабе реального времени. Основой всех этих программных комплексов служит программа расчета установившихся (УР) и переходных (ПР) режимов ЭЭС, в которой использован метод Гаусса с треугольной факторизацией слабозаполненной матрицы проводимости. К системам вторичной автоматики в комплексе относятся: автоматическая система регулирования частоты и активной мощности (АРЧМ), вторичный регулятор частоты (АРЧ), автоматическая частотная разгрузка, автоматическое прекращение асинхронного хода (АПАХ), автоматическое ограничение перетоков мощности (АОП), система автоматического ограничения нагрузки (САОН).В модели предусмотрен режим ограничения основных параметров режима (P и U) по амплитуде и по скорости. Возможен режим ввода узловых инъекций мощности. И, наконец, практически любую автоматику можно сформировать специальным сценарием.

Особенностью программы (в отличие от традиционного расчета методом Ньютона) является метод расчета УР как предельного значения переходного режима ЭЭС. В этом методе можно гарантировать существование режима при устойчивом переходе между состояниями. Впрочем для полноты реализован и традиционный метод расчета УР. Моделирование режима по частоте и активной мощности выполняется по полным уравнениям движения (с учетом электромеханических и длительных переходных процессов).  Возможен режим реального времени, а также ускоренный и замедленный. Выполнено моделирование систем регулирования и противоаварийной автоматики (ПА).
Исходной информацией ПК служит результат решения задачи оценивания состояния (ОС) в формате ЦДУ, и дополнительная информация: значения генераций в узлах сети и состояния выключателей  коммутационной схемы из БД ОИК СК. Дополнительная информация  необходима для расширения размерности расчетной схемы примерно в два раза для моделирования режима разделения узлов по шинам, отключения отдельных энергоблоков, реакторов и т.д.. При этом используются эвристические алгоритмы формирования расширенной расчетной схемы. Предусмотрено несколько режимов для модели ЭЭС РВ: циклический (период 30 с.), текущий, архивный и т.д. Подсистема МОДЕЛЬ позволяет вести слежение за текущим режимом ЭЭС и энергообъединения, анализировать текущие и архивные режимы на базе данных оперативно информационных комплексов (ОИК) и задачи ОС. Возможен анализ установившегося и переходного режима энергообъекта. Для установившегося режима определяются суммарные значения генерации, потребления, обменной мощности и др. параметры всей моделируемой схемы и ее регионов. Определяются потери мощности и электроэнергии в сетях разных регионов и классов напряжений.

В комплексе фиксируются нарушения режима перетоков по выбранным сечениям и напряжений в контрольных точках схемы. Программа позволяет сравнивать расчетный режим в модели ЭЭС с данными ОИК и выявлять ошибочные и недостающие данные режима.

В комплексе разработана развитая система отображения и анализа оперативной информации на схемах (структурной, оперативной, подробной и  режимной). Схемы строятся традиционно либо на фоне карт местности. Степень отклонения параметров режима (напряжений, фаз, частот, перетоков и т.д.) от номинальных или аварийных значений отмечена цветной индикацией. Цветовая индикация некоторых параметров режима (например, фаз напряжений) возможна и на схеме представленной на фоне карты местности.

Комплекс содержит : подсистему формирования случайных колебаний параметров режима, подсистему топологического анализа полной коммутационной схемы и подсистему оценки параметров ветвей по данным PMU измерений.Комплекс МОДЕЛЬ позволяет сравнивать в формате ЦДУ режим ЭЭС в узлах сети для нескольких расчетных режимов и нескольких расчетных программ (РАСТР, MUSTANG, КОСМОС). Сторонние программные комплексы (РАСТР, КОСМОС и другие) могут использовать систему управления и отображения информации ПК КАСКАД-НТ для своего расчетного модуля. На странице представлены несколько рисунков переходных процессов, полученных на модели. Ниже представлены примеры.

 

Рис. 1. Переходной процесс изменения частоты в шести узлах схемы.


Отображение архивных данных в виде графика.

 

Отображение данных в виде гистограммы

 

Отображение волны частоты на графике

 

Блок-схема динамической модели узла сети

 

Моделирование системы АРЧМ (а-регулятор сальдо, б-регулятор частоты и сальдо)

 

 

По вопросам приобретения обращайтесь по телефону: (499) 613-1411 , (916) 650-58-64

E-mail: cascade-nt@yandex.ru Рабинович Марк Аркадьевич