Работа с всережимным моделирующим комплексом реального времени энергетических систем

Общая характеристика моделирующего комплекса

Для учебных целей создана так называемая «маломашинная» версия ВМК РВ ЭЭС, в которой реализована следующая схема, представленная на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Схема моделирования ЭЭС

Каждая фаза элементов схемы моделирования: генераторов, трансформаторов и автотрансформаторов, линий электропередачи, синхронных и асинхронных электродвигателей, реакторов, обобщенных эквивалентных нагрузок, содержит два линейных выключателя, позволяющих формировать нужную топологическую схему подстанций. Кроме того, каждый объект содержит короткозамыкатель, который позволяет сформировать любой вид короткого замыкания (КЗ).

Все виды элементов:

• • генераторы и их системы возбуждения с различными автоматическими регуляторами возбуждения (АРВ), а также первичные двигатели, которые могут содержать гидравлические или паровые турбины с системами регулирования, котлоагрегаты с системами регулирования и др. оборудование;
• • синхронные двигатели с их системами возбуждения и АРВ и различными приводимыми механизмами;
• • асинхронные двигатели с разнообразными приводимыми механизмами;
• • различные трансформаторы и автотрансформаторы с РПН;
• • линии электропередачи;
• • шунтирующие реакторы, в том числе управляемые;
• • обобщенные эквивалентные нагрузки моделируются полными вссрежимными математическими моделями, универсальными для каждого из этих видов.

Электрические машины моделируются в системе координат d, q с преобразованием d, q —> А, 5, С и А, В, С —* d, q.

Все остальные элементы моделируются непосредственно в трехфазной системе координат А, В, С.

Исчерпывающая информация о математических моделях для всех видов перечисленных элементов приведена в главе 1, в диссертации А. С. Гусева [32], а также в публикациях [33−42].

Решение систем уравнений математических моделей всех моделируемых элементов осуществляется в реальном времени, на неограниченном интервале, методически точно и с определенной инструментальной погрешностью с использованием непрерывного и неявного параллельного интегрирования дифференциальных уравнений. Входные-выходные переменные фаз А, В, С математических моделей всех элементов преобразуются в соответствующие им модельные физические токи и напряжения. Трехфазные модельные физические входы-выходы математических моделей всех моделируемых элементов оснащены трехфазными цифроуправляемыми интегральными микроэлектронными продольнопоперечными коммутаторами.

Все вышеуказанные решения и преобразования реализуются с помощью специализированных гибридных процессоров (СГП) (рис. 2.2), каждый из которых содержит соответствующий математической модели цифроаналоговый процессор, функционирующий совместно с системой микроконтроллеров, работающих под управлением центрального микропроцессора, связанного локальной компьютерной сетью (ЛКС) через многоканальный коммутатор с сервером ВМК РВ ЭЭС (VmkScrver) (рис. 2.3). Все СГП устанавливаются в крейтах ВМК РВ ЭЭС.

Рис. 2.2. Внешний вид одного из СГП

Рис. 2.3. Структурная схема ВМК РВ ЭЭС 34.

Топология, согласно схеме всережимного моделирования ЭЭС, реализуется с помощью печатных кросс-плат коммутатора трехфазных узлов (КТУ), в которые на разъемах устанавливаются модули СГП, и с помощью их трехфазных продольно-поперечных цифроуправляемых коммутаторов.

Автоматизированное и автоматическое цифровое управление параметрами математических моделей, продольно-поперечными коммутаторами и моделированием в целом, а также разнообразным цифровым представлением и отображением процессов моделирования и его результатов осуществляется с помощью специализированного программного обеспечения (СПО) сервера и соответственно клиентов (VmkClient). Клиент соединяется с сервером ВМК РВ ЭЭС через внешнюю компьютерную сеть (ВКС).

Для управления моделированием и его отображения, а также визуализации процессов моделирования и его результатов в СПО предусмотрены разнообразные программные приборы цифрового, графического, диаграммного, осциллографичсского типов и различные формы в виде динамических панелей управления и наблюдения, содержащих нужные схемы, программные приборы и командные кнопки.