Изобретение относится -к области аналоговой вычислительной техники.
Известно аналоговое вычислительное устройство ДЛЯ определения потерь в сетях и ограничений по лропускной способности линий -при расчетах оптимальнюго режима энергосистем по активным -мощностям, содержащие модели ПОСТОЯННОГО тока, операционные усилители, ИСТОЧНИКИ тока и блок учета ограничений. В известных устройствах наблюдается большой Объем настроечных элементов и, как следствие, низ-«ая оперативность.
Предложенное устройство отличается тем, что с целью сокращения объема операций по ВВОДУ ИСХОДНЫХ данных и оовышения точности оно содержит каскад из трех моделей постоянного тОКа, -повторяющих конфигурацию сети энергосистемы, в .которых узлы первой .модели соединены с одноименными узлами второй модели через операционные усилители, а узлы третьей модели подключены к выходам ИСТОЧНИКОВ тока, ж двум входам которых п-рисоединены резисторы, Подключенные .к ВЫХОДНОЙ цепи операционного усилите ля.
Схема (см. фиг. 1) содержит узлы 1-3 сети энергосистемы, линии /-2, 2-3, 1-3 сети энергосистемы.
Электрическая схема устройства (см. фиг. 2) содержит узлы 4-12 моделей 13-15, соответственно повторяющих конфигурацию сети энергосистемы, резисторы 16-24 в ветвях модели, ИСТОЧНИКИ тока 25 и 26, .операционные усилители 27-31, резисторы 32-37 на входе, выходе и в обратной связи усилителей 27 и 28, блок 38 учета ограничений оо пропускной Способности ЛИНИЙ электропередачи, резисторы 39 и 40, выполняющие роль ИСТОЧНИКОВ тока блока 38 учета ограничений, И нелинейный блок 41.
Схема (см. фиг. 2) содержит три модели 13-15, повторяющие конфигурацию сети (см. фиг. 1).
Узлу 2 (см. фиг. 1) сети соответствует узел 4 (см. фиг. 2) В модели 13, узел 10 в модели
14,узел 7 В модели 15. Узлу 3 сети соответствует узел 5 В модели 13, узел 11 в модели 14 И узел 8 В модели 15.
Каждая линия сети моделируется тремя резисторами соответственно в трех моделях.
Узлы модели 13 (кроме балансирующего) соединены с одноименными узлами модели il4 через онерационные усилители 27 и 28, рабо-. тающие в масштабном режиме. Усилитель 27 подключен СВОИ1М входом через резисторы 32 к узлу 4 модели 13, а своим выходом через резистор 33 - к узлу 10 модели 14, резистор 32 образует цепь обратной связи усилителя 27. Аналогично усилитель 28 1ПОдключен к узлам 5 н 11 -через резисторы 35 и 37, а цепь его обратной связи замыкается через резистор 36. Падение напряжения на резисторах 34 и 37 является входными величинаади для источников тока 25 и 26.
Источники тока выполнены на больших сопротивлениях, Включенных между выходом усилителя 28 и узлом модели 15. Устройство содержит три последовательно включенных модели постоянного тока для решения уравнений
Г l|8|l ||5i|-i;f||P||(1)
2||а| |8||(2)
йб
||8|| l|5il-iJSf l дь
где II5II - матрица, элементы которой пропорциональны активным проводимостей линий;
|5|-столбец фазовых углов напряжений в узлах; P -столбец узловых мощностей;
,
- столбец производных по промежуо8
точ-ной переменной;
I а| -: столбец относительных приростов потерь мощности.
В уравнениях (1) и (3) искомые величины выражаются в функции заданных переменных через обращенную матрицу ||5|| а в уравнении (2) - через необращенную матрицу . Это обуславливает различный режим работы моделей; первая и третья модель работают в режиме задания узловых токов и снятия узловых напряжений, а для второй модели, наоборот, ВХОДНЫМИ величинами являются напряжения, а выходными--токи. Модели связаны между собой преобразователями тока и напряжения. Эти преобразователи, во-первых, осуществляют из мерение напряжений в узлах цервой модели и задание равных им напряжений в узлах второй модели, и вовторых- измерение токов, поступающих в узлы второй модели, а задание нропорциональных им токов в узлы третьей модели.
Схема работает следующим образом.
На вход .подаются узловые токи, пропорциональные в-еличинам узловых активных мощностей PI и PS- В первой модели решается уравнение (1). Наюряжения в узлах этой модели пропорциональны значениям промежуточных переменных - углов 6i и 62. Напряжения с узлов модели IZ передаются в узлы модели 14 с помощью усилителей 27 и 28.
В силу инвертирующих свойств усилителей напряжения в узлах второй модели имеют обратные знаки (-6i и -62).
Во второй модели (решается уравнение (2), поэтому токи, Поступающие в узлы этой моЙя
дели, пропорциональны производным
д
а я
Эти токи измеряются и передаются
д
в модель 15 посредством источников тока 25 и 26. Измерение токов осуществляется по падениям напряжения на резисторах 34 и 57. С выходов источников тока 25 и 25 в узлы 7 и 8 поступают токи, пропорциональные
д-к д-к производным и -.
в третьей модели решается уравнение (3). Напряжения в узлах модели 15 пропорциональны величинам Oi и сТ2 и являются выход,ными величинами всего устройства.
Усилители 27 и 28 работают в масштабном режиме и поддерживают в узлах 10 и 11 напряжения, равные по величине и противоположные по знаку напряжениям в узлах 4 и 5.
Блок 38 служит для учета ограничений ио пропускной способности линий, этот блок содержит усилители 29-31 и нелинейный блок 41, которые включены в виде последовательной цепочки: усилитель 29 своими входами
подключен к узлам 4 и 11 моделей; на выходе усилителя 29 включен нелинейный блок 41, к выходу нелинейного блока подключены последовательно усилители 30 и 31, выходы которых через резисторы 39 и 40 подключены
к узлам 7 и S модели 15.
Блок 38 работает следующим образом. Так как первая модель ВОспр о изводит уравнение (1), то токи в ветвях этой модели пропорциональны перетокам мощности по соответствующим линиям реальной сети. Измерить эти токи можно путем замера разности напряжений по концам ветви, т. е. разности напряжений в тех узлах первой модели, которые связывает данная ветвь. Напряжения в
узлах модели 14 равны напряжения)М в узлах модели 13, взятым с противоположным знаком, поэтому с использованием .узловых напряжений модели 14 вычитание можно заменять суммированием. Это суммирование выполняется с помощью усилителя 29, на выходе которого напряжение в определенном масштабе пропорционально перетоку мощности. К выходу усилителя 29 подключен нелинейный блок 41.
К величинам относительного прироста потерь должна быть введена добавка Ао - учет ограничений по перетокам мощности, зависящий от значения степени влияния мощности в узле на .переток по k линии, т. е. от
потокораспределения по ветвям замкнутой сети при заданных узловых мощностях.
щими объектами в энергосистеме, в которой использован мегод относительных ориростов.
Устройство может моделировать сеть напряжением 35-500 кв любой конфигурации, причем могут учитываться такие факторы, как неоднородность сети, наличие продольной компенсации и т. д. Моделироваться может сеть произвольного объема.
Устройство выполняется на блочном шринципе -и наращивается ino мере развития сети.
Предмет изобретения
Аналоговое вычислительное устройство для определения .потерь в сетях и ограничений по пропускной способности ЛИ1НИЙ три расчетах
оптимального режима энергосистем по активным мощностям, содержащие модели постоянного тока, операционные усилители, источники тока и блок учета ограничений, отличающееся тем, что, с целью сокращения объема операций по вводу исходных данных и ловыщения точности, оно содержит каскад из трех моделей постоянного тока, (повторяющих конфигурацию сети энергосистемы, в которых
узлы первой модели соединены с одноименными узлами второй модели через операционные усилители, а узлы третьей модели подключены iK выходам источников тока, к двум входам которых присоединены резисторы,
подключенные к выходной щепи операционного усилителя.
29
Фиг. 2
