УСТРОЙСТВО для МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ Советский патент 1969 года по МПК G06G7/63 

Предлагаемое устройство относится к области специализированных математических моделей.

Известны устройства для моделирования электрических сетей энергосистем, содержащие два отрабатывающих операционных усилителя с Подключенными к «им через коммутирующие элементы емкостными матрицами.

Однако такие устройства громоздки и не обеспечивают достаточно устойчивой работы.

Лредложенное устройство отличается от известных тем, что оно содержит в цепях между выходной щиной, коммутирующими элементами и элементами емкостных матриц многосекциоаные делители напряжений и потенциометры, причем параллельно одному из отрабатывающих операционных усилителей включена группа дополнительных конденсаторов с коммутирующими элементами для изменения полярности их подключения.

Это позволяет упростить устройство и уменьщить число конденсаторов, необходимых для построения емкостных матриц.

На чертеже приведена электрическая схема модели.

Модель представляет собой емкостной многополюсник с двумя переключающимися усилителями ПОСТОЯННОГО тока 1 и 2. С помощью усилителей обеспечивается уравновещивание потенциально-нулевых точек модели, которая

в уравновещенном состоянии представляет собой аналог уравнений

BlA IA GlK

(I)

(И)

в зависимости от задаваемых напряжении правых частей.

В уравнениях (I) и (II) л IK-векторы активных и реактивных составляющих искомых напряжений; IA-I IR-векторы активных и реактивных составляющих заданных токов;

Ьп -Ь,.,..,- б1„

- квадратная сим- 6о1 622 . -

В метричная неособенная матрица

bni - ---hnn

л-го порядка с действительными коэффициентами, элементами которой bij являются реактивные составляющие собственных и взаимных проводимостей;

gln

- квадратная симё пметричная матрица п-то порядк с действительными коэффициентами, элементами которой gij являются активные составляющие собственных и взаимных нроводимостей.

Таким образом, на модели одновременно реализуется не вся система решаемых уравнений, а одна из двух иодсистем (I) или (II), составляющих эту систему.

Возможность реализации обеих иодсистем одной и той моделью обеспечивается видом матрицы коэффициентов исходной системы.

Благодаря этому схема включает только одну матрицу емкостей 3, конденсаторы которой подключены к коммутирующим элементам 4 через многосекционные делители напряжения 5, и одну матрицу емкостей 6, конденсаторы которой подключены к коммутирующим элементам 7 через многосекционные делители напряжения 8 и цотенциометры 5.

Делители напряжения 5 служат для установления коэффициентов решаемых уравнений bij и gf . Каждый делитель напряжения имеет п выходов, подключенных к конденсаторам, соответствующим недиагональным элементам одного столбца матрицы В или G. Потенциометры 9 подключены выходами к конденсаторам, соответствующим диагональным элементам матрицы G, и служат для моделирования этих коэффициентов.

Суммирующий усилитель / подключен с помощью переключающих элементов 10, которыми могут служить, например, контакты реле, к матрице 3, и, .кроме того, с помощью переключающих элементов // - ко входам емкостного инвертирующего усилителя 2. Усилитель 2 выходами подключен через переключающие элементы 4 и 7 ко входам делителей напряжения 5 .и 8 и потенциометрам 9.

Коммутирующие элементы 12 служат для подключения конденсаторов 13 в цепь обратной связи усилителя 2 в .прямом или обратном направлении.

Конденсаторы матрицы 6 соединены с конденсаторами 14, которые через переключающие элементы 15 подключены к источникам токов /Л1 - лл и , гдл .

Уравнения на модели рещаются методом групповой итерации, при этом с учетом совпадения коэффициентов блочных матриц, исходная система разбита на две подсистемы (I) и (II). Рещение каждой подсистемы (I) и (II), в свою очередь, производится методом итерации ПО Гауссу-Зейделю. При указанном способе рещения и благодаря применению принципа емкостного моделирования для рещения исходной системы использовано в схеме только два усилителя .постоянного тока, одна емкостная матрица 3, соответствующая матрице В, и одна емкостная матрица 6, соответствующая матрице G. На модели последовательно на каждом шаге приближенно решается сначала .подсистема (I), затем подсистема (II) При решении подсистемы (I)

5 в схему модели через переключающие элементы 15 подаются напряжения, соответствующие величинам , при решении подсистемы II - напряжения, соответствующие величинам 1к,.

Выходные на-пряжения, соответствующие величинам /л,- /лл И /д, -н 1к„ , последовательно могут быть получены с шины /вых Коэффициенты 6,-у и gij решаемых уравнений , моделируются с помощью делителей напряжения 5 и 8 и потенциометров 9. При этом емкости всех конденсаторов одинаковы и равны, например, 1 мкф.

Порядок решения на модели определяется последовательностью включения коммутирующих элементов.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования электрических сетей энергосистем, содержащее два отрабатывающих операционных усилителя с подключенными к ним через коммутирующие элементы, емкостными матрицами, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства

0 и уменьшения требуемого для построения емкостных матриц числа конденсаторов, оно содержит В цепях между выходной шиной, коммутирующими элементами и элементами емкостных матриц м.ногосекционные делители

5 напряжений и потенциометры, причем параллельно одному из отрабатывающих операционных усилителей включена группа дополнительных конденсаторов с коммутирующими элементами для изменения полярности их под-

ключения.