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

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.

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)

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.