Статья:

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС MATLAB SIMULINK КАК ИНСТРУМЕНТ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЕЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ С ЦЕЛЬЮ ОПТИМИЗАЦИИ ГРАФИКА ПЛАНОВЫХ ОТКЛЮЧЕНИЙ ЭЛЕКТРОСЕТЕВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Конференция: CLXVII Студенческая международная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Козлов П.Е. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС MATLAB SIMULINK КАК ИНСТРУМЕНТ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЕЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ С ЦЕЛЬЮ ОПТИМИЗАЦИИ ГРАФИКА ПЛАНОВЫХ ОТКЛЮЧЕНИЙ ЭЛЕКТРОСЕТЕВОГО ОБОРУДОВАНИЯ // Молодежный научный форум: электр. сб. ст. по мат. CLXVII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 16(167). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_interdisciplinarity/16(167).pdf (дата обращения: 03.10.2022)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС MATLAB SIMULINK КАК ИНСТРУМЕНТ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЕЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ С ЦЕЛЬЮ ОПТИМИЗАЦИИ ГРАФИКА ПЛАНОВЫХ ОТКЛЮЧЕНИЙ ЭЛЕКТРОСЕТЕВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Козлов Павел Евгеньевич
магистрант, Тюменский индустриальный университет, РФ, г. Тюмень

 

При составлении графика плановых отключений сетевого оборудования необходимо учитывать ее эффективность. Определение эффективности системы электроснабжения (СЭС) возможно за счет анализа данных показателей качества электрической энергии (ПКЭ). Он позволяет определить места отклонений ПКЭ за пределы допустимых значений, определить источник искажения, а также найти способ нейтрализации возмущений и возвращения КЭ в допустимые пределы.

В настоящее время наблюдается интенсивность нового пригородного и коттеджного строительства, а также реконструирование существующих сельских местностей и поселений в современные жилые  агропромышленные районы. Статистика по ПКЭ и по надежности электроснабжения потребителей пригородных поселений и комплексов показывает, что такие СЭС имеют проблемы как с качеством электрической энергии, так и с надежностью электроснабжения. В связи этим вопросы, связанные с обеспечением надлежащего качества электроэнергии в сетях 0,4 кВ,  являются актуальными. При рассмотрении данных вопросов необходимо учитывать, что такие сети обладают рядом особенностей их построения:

- протяженность;

- распредленность нагрузок (в том числе весьма значительных);

- потребители, как правило, однофазные.

Наиболее ненадежными элементами СЭС являются линии электропередач из-за их уязвимостью перед воздействием на них внешним факторов [1]. Виды повреждений воздушных линий напряжением 0,38 кВ и их количество в РЭС за период 2018-2020гг. представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Причины повреждений воздушных линий электропередачи РЭС напряжением 0,38 кВ за 2018, 2019, 2020 гг.

Причины повреждения

Количество от общего числа повреждений, шт

Отношение к общему числу повреждений, %

Рассматриваемый период

2018

2019

2020

2018

2019

2020

Обрыв провода

4

6

9

2,4

6,8

11,8

Схлёст провода

26

11

3

16

12,6

3,9

Падение деревьев

12

4

1

7,4

4,5

1,3

Отключение АВ

110

60

60

67

68,9

78,9

Иные причины

10

6

3

6,1

6,8

3,9

Итого

162

87

76

100

100

100

 

Произвести оценку режимов, возникающих в  СЭС напряжением 0,4 кВ

возможно с помощью физического эксперимента, непосредственно проведя измерения в интересующей сети, при этом реализация такого метода является трудоемкой. Существуют аналитические методы оценки режимов, которые производятся путем решения соответствующих систем уравнений. Наряду с этим существуют современные программные продукты и комплексы, позволяющие осуществлять моделирование и исследование режимов работы СЭС.

В данной работе имитационное моделирование электрической сети 0,4 кВ производится в среде Mathlab Simulink для оценки надежности систем электроснабжения и качества электрической энергии при  планировании графика отключений сетевого оборудования [2].

Для реализации моделирования необходимо определить требуемые параметры элементов электрической сети [3], а также задать параметры нагрузки в соответствии с РД 34.20.185-94 [4].

 

Рисунок 1. Параметры трансформатора

 

Рисунок 2. Параметры провода ВВГнг 4х1,5

 

Рисунок 3. Параметры нагрузки

 

Моделирование будем проводить для сети 0,4 кВ с использованием блоков из встроенной библиотеки Simulink Power systems программного комплекса Mathlab, имитационная модель которой изображена на рисунке 4.

 

Рисунок 4. Модель сети 0,4 кВ, питающейся от ПС 6/0,4 кВ

 

В таблице 2 предоставлены часть из полученных значений напряжений для фазы А, полученные в результате имитационного моделирования, а также рассчитанные значения падения напряжения на конце линии. В блоке имитации ЛЭП заложены показатели кабеля ВВГнг 4х1,5 длиной 10м. Время каждого моделирования работы СЭС составляет 2 минуты.

Таблица 2.

Уровень напряжения моделирования с кабелем ВВГнг 4х1,5 длиной 10 м для фазы А (часть полученных показаний)

Напряжение

Время

UA , В

δUA, В

δUA, В

250

00:01

246,417

+0,237

+0,096

00:02

243,243

-0,259

-0,106

240

00:01

239,105

+0,186

+0,078

00:02

233,762

-0,447

-0,191

 

На основе полученных данных путем моделирования об уровне напряжения в фазе А кабелем 4х1,5 длиной 10 м нами была составлена база данных этих значений напряжений и подана заявка в ФИПС на получение свидетельства об интеллектуальной собственности на базу данных.

Результаты проведенных исследований могут быть использованы для разработки новых или совершенствования существующих средств мониторинга отключений и отклонения напряжения на вводах потребителей при осуществлении процедуры плановых отключениях сетевого оборудования и оптимизировать их с целью сохранения показателей надежности и качества электроэнергии в допустимых пределах.

 

Список литературы:
1. Семенов А.Е., Селезнева А.О., Виноградов А.В. Сравнение показателей надежности воздушных и кабельных линий в городской и сельской местности // Основные направления развития техники и технологии в АПК: материалы VII всероссийской научно-практической конференции. – Княгинино: НГИЭУ, 2015. - С. 71 – 75. 
2. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SymPowerSystems и Simulink. – М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008
3. Герман-Галкин С.Г. Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК. – СПб.: КОРОНА-Век, 2008.
4. РД 34.20.185-94 Инструкция по проектированию городских электрических сетей.