РАОТП (Расчет, Анализ, Оптимизация Технологических Потерь)

UK RU

Комплекс РАОТП предоставляется в свободное пользование с ограничением объема расчетной схемы до 255 узлов. Инструкции пользователя находятся в файле vk_raotp.pdf. В разделе Примеры выложен разнообразный набор примеров расчетных схем - от разомкнутых схем 10(6)/0.4 кВ до сложнозамкнутых 750-110 кВ. Каждый архив содержит программу РАОТП с необходимыми предустановками. Комплекс устанавливается простым копированием файлов. База данных РАОТП хранится в двоичных файлах собственного формата. Каждая схема представляется набором файлов с одинаковым именем и разными расширениями. Каждый файл соответствует отдельной таблице, например, таблицам узлов (*.UZL) и ветвей (*.VET). Такой подход позволяет легко переносить данные расчетных схем на разные компьютеры и не зависеть от сторонних лицензионных продуктов. Для примеров схем 10(6)/0.4 кВ РЭС (районов электрических сетей) и для расчетов т.к.з. сборка РАОТП состоит из трех задач:

В остальных примерах РАОТП состоит из одного основного окна задачи "Z-режим":

Основные функции:

Расчет установившегося режима - расчет неизвестных режимных характеристик (напряжения узлов, токи и перетоки мощности ветвей, потери в сопротивлениях и проводимостях, суммарные характеристики нагрузки, генерации, потерь и др.) в условиях заданных режимных характеристик (конфигурация схемы, параметры ветвей R,X,G,B,Ктр, модули напряжений балансирующих пунктов (БП) и узлов с фиксацией модуля напряжения (ФМ), мощности нагрузок/генераций, статические характеристики нагрузок и др.). Отдельным вариантом расчета является балансировка нагрузок узлов по измерениям на отдельных ветвях, который характерен для сетей РЭС 10(6)/0.4, когда нагрузки в ТП заданы приближенно, но при этом имеются измерения на головных участках сети.

Анализ режимных характеристик включает в себя анализ уровней напряжений относительно номинальных значений, анализ загрузки линий и трансформаторов относительно их допустимых значений, ранжирование суммарных потерь типу потерь (условно постоянные и переменные), типу оборудования (кабельные/воздушные линии, трансформаторы, реакторы), классам напряжений и др.

Оптимизация технологических потерь реализует задачи оптимизации мест разрывов разомкнутых сетей 35-10-6 кВ, оптимизации реактивных мощностей, оптимизации коэффициентов трансформации а также оптимизацию работы двухтрансформаторных подстанций.

Автоматическая графика расчетных схем позволяет работать с графическим отображением схемы, построенным на основе табличных форматов узлов и ветвей, а также представляет удобный интерфейс анализа отдельных фрагментов разомкнутых или слабозамкнутых схем 110(150)/35/10(6)/0.4 кВ большого объема по следующим вариантам:

На графику могут быть вынесены параметры ветвей (марки линий и трансформаторов), коммутация ветвей, нагрузки узлов, результаты расчета (напряжения, токи, перетоки мощности), процентная загрузка для линий и трансформаторов и др. Возможно отображение в виде "интегральных" схем, когда все узлы одной подстанции объединяются в один "интегральный" узел, который может быть раскрыт отдельно.

Расчет технологических потерь – расчет потерь электроэнергии за выбранный промежуток времени (как правило месяц) по данным замеров электроэнергии промышленных и бытовых потребителей с использованием графиков нагрузок (типовых суточных или срезов измерений АСКУЭ), с учетом изменений конфигурации схемы, с использованием эквивалентных моделей линий 0.4 кВ и др.

Пофидерный анализ – поиск и локализация фрагментов сети с повышенными "коммерческими" потерями на основе проведенного расчета технологичеких потерь и контрольных технических замеров электроэнергии. Анализ выполняется в табличных форматах или с помощью автоматической графики.

Расчет трехфазных токов коротких замыканий. Используются готовые данные узлов и ветвей схемы. Выполняется расчет режима в токах (без итераций) с нулевыми нагрузками и проводимостями. Интерфейс позволяет задать сопротивление системы и параметры дополнительных ЭДС (синхронные двигатели или генераторы) находящихся рядом с местом к.з. для расчета начального тока к.з.

Целевая направленность:

Комплекс РАОТП сопровождает "Методику расчета платы за перетоки реактивний электроэнергии" в области формирования и коррекции информационной базы расчетных схем 110(150)/35/10(6)/0.4 кВ операторов систем распределения (ОСР) Украины и расчетов экономических эквивалентов реактивной мощности (ЭЭРМ) точек измерения промышленных предприятий. ЭЭРМ является производной от функции суммарных потерь активной мощности схемы радиуса питания потребителя по реактивной мощности в точке измерения - d(dP)/dQ, считается численным методом и требует расчета режима с большой точностью (10–6 и выше).

Наличие информационной базы расчетных схем 110(150)/35/10(6)/0.4 кВ позволило выполнить внедрение в ряде ОСР Украины задач оптимизации, расчета технологических потерь электроэнергии, пофидерного анализа потерь, расчета токов короткого замыкания и др.

Метод расчета:

Используется "Блочно-контурный метод" (название авторское), который является модификацией "Метода разрезания контуров". Для произвольной замкнутой сети формируется "дерево" разомкнутой сети и матрица контурных сопротивлений в местах "разрезов". Итерационный процесс включает расчет напряжений и токораспределения для разомкнутого дерева сети и расчет контурных токов для устранения невязок напряжений в разрезах контуров. Термин "блочный" указывает на использование математики блочной двойной факторизации, "контурный" – использование матрицы контурных сопротивлений. Для слабозамкнутых сетей 110(150)/35/10(6)/0.4 кВ метод имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционной реализацией методом Ньютона на основе матрицы узловых проводимостей:

В дальнейшем метод был адаптирован для расчета сложнозамкнутых системообразующих сетей электроэнергетических систем 750/330/220/110(150) кВ.

Разработчик:

Программный комплекс РАОТП является разработкой Отраслевой научно-исследовательской лаборатории "Автоматизация управления электрическими сетями высших классов напряжений" при факультете электроэнерготехники и автоматики Национального технического университета Украины "Киевский политехнический институт" им. Игоря Сикорского (ОНИЛ ФЭА КПИ им. Игоря Сикорского). Авторы: Банин Дмитрий Борисович (к.т.н., доцент кафедры Автоматизации энергосистем), Банин Максим Дмитриевич (зав. ОНИЛ), Гнатовский Артем Виталиевич (н.с. ОНИЛ). Начало разработки комплекса - середина 1990-х (язык программирования Pascal, Delphi 1, 3, 5, 7).