Краткие теоретические сведения




Прикладное программное обеспечение для решения задач электроэнергетики

Учебно-методическое пособие к выполнению контрольных работ

 

 

Ставрополь

«АГРУС»

 

УДК 621.311.001.57(07)

ББК 22.1

 

Рецензенты:

Доцент кафедры электроснабжения и эксплуатации электрооборудования к.т.н., доцент В.Н.Шемякин

 

Доцент кафедры применения электрической энергии в сельском хозяйстве к.т.н., доцент С. Н. Антонов

 

Прикладное программное обеспечение для решения задач электроэнергетики: Учебно-методическое пособие к выполнению контрольных работ/ М. А. Мастепаненко, И. Н. Воротников, И. К. Шарипов, С. В. Аникуев. – Ставрополь: АГРУС Ставропольского гос. аграрного ун-та, 2017. – 24 с.

 

 

Изложены основные принципы построения математических моделей в задачах исследования физических процессов, решение задачи расчета установившихся режимов и анализа статической устойчивости электроэнергетических систем, практические навыки использования современных методов компьютерного моделирования, в частности в программных системах Mathcad, Electronics Workbench.

 

Курс рассчитан на студентов заочной формы обучения, его информационное содержание достаточно для изучения дисциплины в объеме, предусмотренном стандартами высшего профессионального образования.

 

 

УДК 621.311.001.57(07)

ББК 22.1

 

Введение

 

Изучение курса дисциплины позволяет сформировать у студентов целостное представление о моделировании как методе познания окружающего мира.

В данном курсе изучаются основные разделы прикладной математики, которые находят наибольшее применение при решении базовых задач электроэнергетики. Это позволяет связать математику как общетеоретическую науку с ее применением в инженерной практике и научных исследованиях, сформировать грамотный технический подход к решению инженерных и научных проблем, а также подготовить студента к более глубокому и критическому восприятию специальных дисциплин.

В пособии изложены основные принципы построения математических моделей в задачах исследования физических процессов, а также проектирования и управления техническими объектами. В частности, к ним относятся решение задачи расчета установившихся режимов и анализа статической устойчивости ЭЭС на основе моделей макроуровня.

Особое внимание уделено получению практических навыков использования современных методов компьютерного моделирования, в частности в программных системах Mathcad, Electronics Workbench.

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

Задание 1. РАСЧЕТ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ

ЛИНЕЙНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

 

Цель работы. Моделирование установившихся режимов ЭЭС на основе линейных уравнений состояния (обобщенного уравнения состояния и уравнения узловых напряжений) в среде Mathcad.

 

Краткие теоретические сведения

 

Задача расчета и анализа установившихся режимов является базовой как при проектировании, так и управлении электроэнергетическими системами (ЭЭС). При проектировании ЭЭС расчет установившихся режимов производится с целью выбора и уточнения параметров проектируемой системы. В процессе эксплуатации подобные расчеты позволяют оперативно управлять и прогнозировать работу ЭЭС. При этом осуществляется оценка допустимости режима по техническим условиям оборудования. Постановка задачи расчета режима функционирования определяется особенностями ЭЭС как сложной технической системы, которая включает в себя большое количество элементов, вырабатывающих, преобразующих, передающих, распределяющих, потребляющих электроэнергию и образующих сложно-замкнутую разветвленную структуру.

Режимом работы ЭЭС называется состояние системы в любой момент времени или на некотором интервале времени. Под установившимся режимом понимается такое состояние ЭЭС, когда параметры системы на рассматриваемом интервале времени сохраняются неизменными или изменяются достаточно медленно. Задача расчета установившихся режимов ЭЭС сводится к определению совокупности параметров, характеризующих работу системы: напряжений в различных точках системы, токов в ее элементах, потоков и потерь мощности и т.д.

Проведение расчета установившегося режима связано с рядом основных этапов:

- предварительное преобразование и переход к расчетной схеме электрической системы;

- формирование уравнения состояния по известным исходным данным с учетом структуры расчетной схемы;

- выбор метода расчета, составление алгоритма и программы на ЭВМ;

- проведение расчета установившегося режима на ЭВМ;

- анализ точности полученных результатов.

В основе решения задачи расчета режима лежит использование математических моделей макроуровня, представляющих собой линейные уравнения состояния (например, обобщенное уравнение состояния, уравнения узловых напряжений) и нелинейные уравнения состояния (например, уравнения узловых напряжений в форме баланса мощности или в форме баланса токов).

Математические модели макроуровня, применяемые в задаче расчета установившихся режимов, основаны на законах Ома и Кирхгофа, представленных в матричной форме записи.

Рассмотрим две формы линейных уравнений состояния, которые позволяют произвести расчет установившегося режима при упрощенном представлении нагрузки и генерации мощности с помощью линейных источников тока (задающего тока).

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-04 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: