УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ Российский патент 2012 года по МПК G06G7/62 

Изобретение относится к области моделирования объектов электрических систем и может быть использовано для воспроизведения в реальном времени непрерывного спектра нормальных и анормальных процессов в трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами в специализированных многопроцессорных программно-технических системах гибридного типа, предназначенных для всережимного моделирования в реальном времени электроэнергетических систем.

Известно устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами [авторское свидетельство СССР №600570, МПК2 G06G 7/62, опубл. 30.08.78], содержащее блок задания граничных условий, сумматоры, инвертор, дифференцирующее звено, блоки моделирования волнового сопротивления, блоки задания граничных условий на конце и блок коррекции. Выход блока задания граничных условий подключен к первому входу первого сумматора, выход которого через блоки моделирования гармоник соединен с входами второго сумматора. Вход блока коррекции соединен с выходом третьего сумматора, а выход - с входом первого сумматора, выход которого через инвертор подключен к первому входу четвертого сумматора, второй вход которого через дифференцирующее звено соединен с выходом второго сумматора. Выход четвертого сумматора через первые блоки моделирования волнового сопротивления и задания граничных условий на конце подключен к входам пятого и шестого сумматоров, другие входы которых через вторые блоки моделирования волнового сопротивления и задания граничных условий на конце соединены с выходом седьмого сумматора. Выход пятого сумматора подключен к входу третьего блока моделирования волнового сопротивления. Выходы блоков моделирования гармоник соединены с входами третьего и седьмого сумматоров.

Недостатком данного устройства является сложность его совместного использования с другими модельными элементами энергосистемы, а также невозможность использования компьютерной техники для автоматизированного и автоматического управления параметрами моделируемого элемента и отображения результатов моделирования.

Известно устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами [авторское свидетельство СССР №429436, МПК2 G06G 7/62, опубл. 25.05.74], содержащее блоки преобразования, блоки моделей однопроводных линий, шину нулевого потенциала. Блоки преобразования выполнены в виде n-групп трансформаторов по n трансформаторов в каждой группе. Первичные обмотки трансформаторов в каждой группе первого блока преобразования соединены параллельно и подключены к соответствующим входам устройства и к шине нулевого потенциала, а вторичные обмотки трансформаторов, по одной из каждой группы, соединены последовательно и подключены к входам блоков моделей однопроводных линий и к шине нулевого потенциала. Вторичные обмотки трансформаторов в каждой группе второго блока преобразования соединены параллельно и подключены к соответствующим выходам устройства и к шине нулевого потенциала, а первичные обмотки трансформаторов, по одной из каждой группы, соединены последовательно и подключены к выходам блоков моделей однопроводных линий и к шине нулевого потенциала.

Недостатком этого устройства является невозможность непрерывного моделирования воспроизводимого частотного спектра процессов, обусловленная дискретным заданием параметров в устройстве цепочечной схемы замещения линии с распределенными параметрами, а также невозможность использования компьютерной техники для автоматизированного и автоматического управления параметрами моделируемого элемента и отображения результатов моделирования.

Наиболее близким, принятым за прототип, является устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи [авторское свидетельство СССР №1383412, МПК4 G06G 7/62, опубл. 23.03.88], содержащее модель линии электропередач и 3n моделей короны. Модель линии содержит элементы индуктивности, трансформаторы связи, группы накапливающих конденсаторов, элемент индуктивности нейтральной шины. Причем модель линии электропередачи включает n последовательно соединенных участков линии, каждый из которых содержит три индуктивных элемента, четыре группы из трех накапливающих конденсаторов. Первый и второй выводы первого накапливающего конденсатора первой и второй групп подключены соответственно к первой и второй фазам питания устройства. Первый и второй выводы второго накапливающего конденсатора первой и второй групп соединены соответственно со второй и третьей фазами питания устройства. Выводы накапливающих конденсаторов третьей и четвертой групп соединены соответственно с первой, второй и третьей фазами питания устройства. Первый и второй выводы третьего накапливающего конденсатора первой и второй групп подключены соответственно к первой и третьей фазам питания устройства. Одни выводы накапливающих конденсаторов третьей и четвертой групп соединены соответственно с первой, второй и третьей фазами питания устройства. Первые выводы первого, второго и третьего элементов индуктивности подключены соответственно к первой, второй и третьей фазам питания устройства. Второй вывод первого элемента индуктивности через последовательно соединенные первичные обмотки первого и второго трансформаторов связи подключен к первой фазе питания устройства. Второй вывод второго элемента индуктивности через последовательно соединенные вторичную обмотку первого трансформатора связи и первичную обмотку третьего трансформатора связи соединен с второй фазой устройства. Второй вывод третьего элемента индуктивности через последовательно соединенные вторичные обмотки второго и третьего трансформаторов связи подключен к третьей фазе питания устройства. Другие выводы накапливающих конденсаторов третьей группы объединены и через элемент индуктивности нейтральной шины соединены с объединенными другими выводами накапливающих конденсаторов четвертой группы.

Модель короны содержит нагрузочный резистор, накапливающий конденсатор, блок выделения модуля, делитель напряжения, компаратор и два ключевых элемента. В каждом блоке модели короны выходы блока выделения модуля и делителя напряжения соединены с одним входом компаратора, другой вход которого подключен к шине нулевого потенциала. Выход компаратора соединен с управляющими входами первого и второго ключевых элементов, информационные входы которых объединены и подключены к одним выводам накапливающего конденсатора и нагрузочного резистора. Вход блока выделения модуля и другие выводы накапливающего конденсатора и нагрузочного резистора соединены с соответствующей фазой питания устройства.

Недостатком данного устройства является то, что используемая цепочечная схема замещения линии не позволяет непрерывно моделировать воспроизводимый частотный спектр процессов в линии. К другим недостаткам данного устройства относятся технологическая сложность и громоздкость реализации, сложность точного задания параметров схемы замещения, реализуемых физическими элементами, а также невозможность автоматизированного и автоматического управления параметрами моделируемого объекта и отображения результатов моделирования с использованием компьютерных средств.

Задачей изобретения является реализация возможностей: непрерывного моделирования процессов в трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами; автоматизированного и автоматического изменения параметров моделируемой линии и отображения результатов моделирования с использованием компьютерной техники.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами, так же как в прототипе, содержит модель линии электропередачи.

Согласно изобретению устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами, содержащее модель линии электропередачи, отличающееся тем, что в качестве модели линии электропередачи использован блок модели линии электропередачи, который соединен с микропроцессорным блоком, с блоком многоканального аналого-цифрового преобразования, с первым и вторым блоками продольно-поперечной коммутации, при этом микропроцессорный блок подключен к компьютеру/серверу, а фазные выходы блока модели линии электропередачи подключены к входам блоков преобразования напряжение-ток и к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования, аналоговые выходы и входы блока модели линии электропередачи связаны с аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования, причем аналоговые выходы и входы блока модели линии электропередачи могут быть связаны с входами блоков модели линии электропередачи n аналогичных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами; выходы первого, второго и третьего преобразователей напряжение-ток подключены к входам первого блока продольно-поперечной коммутации, а выходы четвертого, пятого и шестого преобразователей напряжение-ток подключены к входам второго блока продольно-поперечной коммутации, при этом входы-выходы первого и второго блоков продольно-поперечной коммутации являются фазными входами-выходами устройства, а выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого преобразователей напряжение-ток подключены к входам блока модели линии электропередачи и к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования; блок модели линии электропередачи содержит блок реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности и блок реализации системы уравнений, выходы которого являются фазными выходами блока модели линии электропередачи и подключены к соответствующим входам блоков преобразования напряжение-ток, а также к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования, а выходы блоков преобразования напряжение-ток соединены с входами блока реализации системы уравнений, с входами блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности, с аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования, при этом аналоговые выходы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности соединены с входами блока реализации системы уравнений, а аналоговые выходы и входы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности являются аналоговыми выходами и входами блока модели линии электропередачи; блок реализации системы уравнений и блок реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности связаны с микропроцессорным блоком.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами.

На фиг.2 приведена структурная схема используемого в заявленном устройстве блока модели линии электропередачи.

Устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами (фиг.1) содержит блок модели линии электропередачи 1 (БМЛ), цифровой вход которого соединен с цифровым входом-выходом микропроцессорного блока 2 (МПБ), с цифровым входом-выходом блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП), с цифровыми входами первого и второго блоков продольно-поперечной коммутации 4 (БППК1) и 5 (БППК2). Микропроцессорный блок 2 (МПБ) подключен по компьютерной сети к персональному компьютеру/серверу (на фиг.1 не показан). Фазные выходы блока модели линии электропередачи 1 (БМЛ) подключены к входам блоков преобразования напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3), 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6) и к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП). Аналоговые выходы и входы блока модели линии 1 (БМЛ) связаны с аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП) и могут быть связаны с входами блоков модели линии электропередачи n аналогичных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами. Выходы преобразователей напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТЗ) подключены к входам первого блока продольно-поперечной коммутации 4 (БППК1), а выходы преобразователей напряжение-ток 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6) подключены к входам второго блока продольно-поперечной коммутации 5 (БППК2). Также выходы преобразователей напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3) и 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6) связаны с входами блока модели линии электропередачи 1 (БМЛ) и аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП). Входы-выходы первого и второго блоков продольно-поперечной коммутации 4 (БППК1) и 5 (БППК2) являются фазными входами-выходами устройства.

Блок модели линии электропередачи 1 (БМЛ) устройства (фиг.2) содержит блок реализации системы уравнений 12 (БРСУ) и блок реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп). Выходы блока реализации системы уравнений 12 (БРСУ) являются фазными выходами блока модели линии электропередачи 1 (БМЛ), подключены к соответствующим входам блоков преобразования напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3), 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6), к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП). Выходы блоков преобразования напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТЗ), 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6) соединены с входами блока реализации системы уравнений 12 (БРСУ), входами блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп), аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП). Аналоговые выходы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) связаны с входами блока реализации системы уравнений 12 (БРСУ), с аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП) и могут быть связаны с входами блоков модели линии электропередачи n аналогичных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами. Аналоговые входы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) связаны с аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП) и могут быть связаны с входами блоков модели линии электропередачи n аналогичных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами. Цифровые входы блоков реализации системы уравнений 12 (БРСУ) и блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) соединены с цифровым входом-выходом микропроцессорного блока 2 (МПБ).

Микропроцессорный блок 2 (МПБ) реализован с помощью микропроцессоров LPC2368FBD100, блок многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП) - с помощью аналого-цифровых преобразователей МАХ1324ЕСМ+. Все преобразователи напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3), 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6) реализованы микроэлектронными преобразователями напряжение-ток AD534KDZ. Блоки продольно-поперечной коммутации 4 (БППК1) и 5 (БППК2) реализованы с помощью цифроуправляемых аналоговых ключей, варьируя положением которых можно осуществлять все виды продольных и поперечных коммутаций, а также цифроуправляемых сопротивлений, с помощью которых реализуются сопротивления шунтов выключателей и переходные сопротивления замыканий. В качестве цифроуправляемых аналоговых ключей использованы интегральные микросхемы МАХ4661, а в качестве цифроуправляемых сопротивлений применены интегральные микросхемы AD5443. Блок реализации системы уравнений 12 (БРСУ) и блок реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) имеют цифроаналоговую структуру, позволяющую осуществлять неявное непрерывное интегрирование дифференциальных уравнений трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами, приведенными ниже. В частности, упомянутые блоки реализованы с помощью следующих микроэлектронных компонентов: цифроаналоговых преобразователей AD 5443, операционных усилителей ОР 2177, цифроуправляемых аналоговых ключей МАХ4661.

Схемотехнические решения всех блоков устройства ориентированы на применение исключительно интегральной микроэлектронной элементной базы и возможность их дальнейшей более глубокой интеграции.

Устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами работает следующим образом.

При включении напряжения питания с цифрового входа-выхода микропроцессорного блока 2 (МПБ) поступают управляющие сигналы, которые формируют непосредственно в нем или передают через этот блок с персонального компьютера по компьютерной сети, на цифровой вход-выход блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП), на цифровые входы первого и второго блоков продольно-поперечной коммутации 4 (БППК1) и 5 (БППК2), на цифровые входы блока реализации систем уравнений 12 (БРСУ) и блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп), входящих в состав блока модели линии электропередачи 1 (БМЛ).

Реализацию математической модели трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами выполняют в блоке реализации систем уравнений 12 (БРСУ) и блоке реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) в системе несимметричных составляющих α, β, 0. Математическая модель линии выполнена в системе несимметричных составляющих α, β, 0 для учета магнитного и электростатического взаимовлияния параллельных линий, а также грозозащитных тросов.

В блоке реализации системы уравнений 12 (БРСУ) при включении питания выполняют решение системы уравнений (1-14) составляющих α, β, 0

где H и K - индексы условного начала и конца линии;

α, β, 0 - индексы составляющих системы α, β, 0;

τ_α, τ_β, τ₀ - постоянные изменения фазы волны соответствующих составляющих системы α, β, 0 в идеализированной линии;

σ_α, σ_β, σ₀ - параметры затухания соответствующих составляющих системы α, β, 0, обусловленные потерями в реальной линии;

u_α, u_β, u₀ - мгновенные значения напряжений соответствующих составляющих системы α, β, 0 в идеализированной линии;

i_α, i_β, i₀ - мгновенное значение тока соответствующей составляющей системы α, β, 0 в идеализированной линии;

z_α, z_β, z₀ - волновые сопротивления соответствующих составляющих системы α, β, 0 в идеализированной линии;

u_A, u_B, u_C - мгновенные значения фазных напряжений;

i_A, i_B, i_C - мгновенные значения фазных токов;

f(t-τ) - функция запаздывания.

При этом в микропроцессорном блоке 2 (МПБ) осуществляют формирование управляющих сигналов для задания параметров модели линии: z_α, z_β, z₀, τ_α, τ_β, τ₀, σ_α, σ_β, σ₀, которые поступают с цифрового входа-выхода микропроцессорного блока 2 (МПБ) на цифровые входы блока реализации систем уравнений 12 (БРСУ) и блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп).

Функция запаздывания f(t-τ) представлена системой дифференциальных уравнений (15-16)

где ξ=α, β, 0 - индекс составляющих системы α, β, 0.

Реализация функции запаздывания выполнена в блоке реализации систем уравнений 12 (БРСУ) и в блоке реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) путем неявного непрерывного интегрирования дифференциальных уравнений (15-16) для составляющих системы α, β, 0 соответственно.

В блоке реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) при включении питания выполняют решение системы уравнений (17-28)

где , , - мгновенные значения токов составляющих нулевой последовательности системы α, β, 0 при учете поверхностного эффекта в земле для частоты 70 Гц, 200 Гц и 800 Гц соответственно;

, , - сопротивления нулевой последовательности системы α, β, 0 при учете поверхностного эффекта в земле для соответствующих частот;

, , - постоянные изменения фазы волны нулевой последовательности системы α, β, 0 в идеализированной линии при учете поверхностного эффекта в земле для соответствующих частот;

, , - параметры затухания нулевой последовательности системы α, β, 0, обусловленные потерями в реальной линии при учете поверхностного эффекта в земле для соответствующих частот;

u_H01, u_H0i, u_H0j, u_H0n, u_K01, u_K0i, u_K0j, u_K0n - напряжения нулевой последовательности системы α, β, 0 1-й, i-й, j-й, n-й параллельных линий.

При этом с фазных выходов блока реализации системы уравнений 12 (БРСУ), являющихся также фазными выходами блока модели линии 1 (БМЛ), подают напряжения, пропорциональные фазным токам устройства i_AH, i_BH, i_CH, i_AK, i_BK, i_CK, на соответствующие входы блоков преобразования напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3), 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6), на аналоговые входы блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП). С выходов блоков преобразования напряжение-ток 6 (БПНТ1), 7 (БПНТ2), 8 (БПНТ3), 9 (БПНТ4), 10 (БПНТ5), 11 (БПНТ6) физические фазные токи также поступают на входы блоков продольно-поперечной коммутации (БППК1) и (БППК2), входы-выходы которых являются фазными входами-выходами устройства. Также данные физические фазные токи поступают на входы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп), в котором их преобразуют в пропорциональные данным токам напряжения и используют для решения системы уравнений (17-28).

Формируемые в узлах Ан, Вн, Сн, Ак, Вк, Ск напряжения u_АН, u_BH, u_CH, u_AK, u_BK, u_CK подают на входы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) для решения системы уравнений (17-28), на аналоговые входы блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП).

С выходов блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) поступают сформированные в результате решения системы уравнений (17-28) значения токов i_0H, i_0K на входы блока реализации системы уравнений 12 (БРСУ), на аналоговые входы блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП).

При параллельной работе n-го количества аналогично реализованных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами выходы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп) связаны с соответствующими входами 1-го, i-го, j-го, n-го блоков реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности (БРСУнп1), (БРСУнпi), (БРСУнпj), (БРСУнпn) соответственно 1-го, i-го, j-го, n-го устройств для моделирования линии электропередачи с распределенными параметрами (не показаны). Тогда с выходов блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности (БРСУнп) значения токов i_0H, i_0K поступают также на входы 1-го, i-го, j-го, n-го блоков реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности (БРСУнп1), (БРСУнпi), (БРСУнпj), (БРСУнпn). С выходов 1-го, i-го, j-го, n-го блоков реализации системы уравнений (БРСУнп1), (БРСУнпi), (БРСУнпj), (БРСУнпn) значения напряжений u_H01, u_H0i, u_H0j, u_H0n, u_K01, u_K0i, u_K0j, u_K0n подают на входы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп), чем обеспечивают учет взаимодействия n-го числа параллельных линий.

С цифрового входа-выхода блока многоканального аналого-цифрового преобразования 3 (БМАЦП) сигналы поступают на цифровой вход-выход микропроцессорного блока 2 (МПБ), где производится их обработка, и далее по компьютерной сети в персональный компьютер.

В устройстве, так же как и в прототипе, учтена модель короны. Реализацию модели короны выполняют путем коррекции параметров уравнений (1-28) следующим образом.

При включении питания устройство функционирует согласно представленному описанию, при этом в микропроцессорном блоке 2 (МПБ) непрерывно производится перерасчет параметров g_ξ и C_ξ согласно уравнениям (29-30)

где g_ξ - поперечная активная проводимость;

C_ξ - емкость провода фазы относительно земли;

С_г - геометрическая емкость линии;

f - частота;

u_m - мгновенное значение фазного напряжения линии;

H - высота провода над землей;

m=(0,82÷0,94) - коэффициент гладкости провода;

δ - относительная плотность воздуха.

Задание параметров уравнений (29-30) в микропроцессорный блок 2 (МПБ) выполняют автоматизированно по компьютерной сети с персонального компьютера/сервера.

В соответствии с результатом перерасчета переменных "g_ξ" и "C_ξ" в микропроцессорном блоке 2 (МПБ) осуществляют перерасчет величин соответствующих волновых сопротивлений Z_ξ, постоянных изменения фазы волны τ_ξ и параметров затухания, обусловленных потерями в реальной линии σ_ξ по уравнениям (31-33)

где g_ξ - проводимость провода фазы относительно земли для соответствующей составляющей системы α, β, 0;

L_ξ - собственная индуктивность провода фазы для соответствующей составляющей системы α, β, 0;

r_ξ - активное сопротивление провода фазы для соответствующей составляющей системы α, β, 0;

l - длина линии или ее участка.

В результате перерасчета значений z_ξ, τ_ξ, σ_ξ на цифровом входе-выходе микропроцессорного блока 2 (МПБ) формируют соответствующие управляющие сигналы, которые поступают на цифровые входы блока реализации системы уравнений 12 (БРСУ) и блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности 13 (БРСУнп), в результате чего осуществляется автоматическая корректировка параметров уравнений (1-28), обеспечивающая учет влияния короны в реализуемой математической модели.

За счет предложенной конструкции заявленное устройство позволяет повысить точность моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами, так как: 1) осуществляет непрерывное моделирование всего частотного спектра процессов в трехфазной линии электропередач с распределенными параметрами из-за применения неявного непрерывного интегрирования дифференциальных уравнений математической модели линии, это исключает методическую ошибку, определяющую точность моделирования; 2) использование современной прецизионной микроэлектронной элементной базы минимизирует инструментальную погрешность, также влияющую на точность моделирования, и обуславливает компактность устройства.

Устройство по сравнению с прототипом имеет более широкие возможности моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами, которые заключаются в следующем: 1) применяемая в устройстве универсальная математическая модель трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами позволяет моделировать линии любой конфигурации, в том числе с учетом электромагнитного взаимодействия параллельных линий и грозозащитных тросов; 2) за счет автоматического и автоматизированного управления с использованием компьютерных средств обеспечивают удобство точного задания параметров моделируемой линии; 3) в устройстве предусмотрено отображение и сохранение результатов моделирования с использованием компьютерных средств.

Изобретение относится к области моделирования объектов электрических систем и может быть использовано для воспроизведения в реальном времени непрерывного спектра нормальных и анормальных процессов в трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами в специализированных многопроцессорных программно-технических системах гибридного типа, предназначенных для всережимного моделирования в реальном времени электроэнергетических систем. Техническим результатом является реализация возможностей: непрерывного моделирования процессов в трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами; автоматизированного и автоматического изменения параметров моделируемой линии и отображения результатов моделирования с использованием компьютерной техники. Устройство содержит: блок модели линии электропередачи, микропроцессорный блок, блок многоканального аналого-цифрового преобразования, блоки продольно-поперечной коммутации, блок реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности, блок реализации системы уравнений, блоки преобразования напряжение-ток. 2 ил.

Устройство для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами, содержащее модель линии электропередачи, отличающееся тем, что в качестве модели линии электропередачи использован блок модели линии электропередачи, который соединен с микропроцессорным блоком, с блоком многоканального аналого-цифрового преобразования, с первым и вторым блоками продольно-поперечной коммутации, при этом микропроцессорный блок подключен к компьютеру/серверу, а фазные выходы блока модели линии электропередачи подключены к входам блоков преобразования напряжение-ток и к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования, аналоговые выходы и входы блока модели линии электропередачи связаны с аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования, причем аналоговые выходы и входы блока модели линии электропередачи могут быть связаны с входами блоков модели линии электропередачи n аналогичных устройств для моделирования трехфазной линии электропередачи с распределенными параметрами; выходы первого, второго и третьего преобразователей напряжение-ток подключены к входам первого блока продольно-поперечной коммутации, а выходы четвертого, пятого и шестого преобразователей напряжение-ток подключены к входам второго блока продольно-поперечной коммутации, при этом входы-выходы первого и второго блоков продольно-поперечной коммутации являются фазными входами-выходами устройства, а выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого преобразователей напряжение-ток подключены к входам блока модели линии электропередачи и к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования; блок модели линии электропередачи содержит блок реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности и блок реализации системы уравнений, выходы которого являются фазными выходами блока модели линии электропередачи и подключены к соответствующим входам блоков преобразования напряжение-ток, а также к аналоговым входам блока многоканального аналого-цифрового преобразования, а выходы блоков преобразования напряжение-ток соединены с входами блока реализации системы уравнений, с входами блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности, с аналоговыми входами блока многоканального аналого-цифрового преобразования, при этом аналоговые выходы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности соединены с входами блока реализации системы уравнений, а аналоговые выходы и входы блока реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности являются аналоговыми выходами и входами блока модели линии электропередачи; блок реализации системы уравнений и блок реализации системы уравнений составляющих нулевой последовательности связаны с микропроцессорным блоком.