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:

• радиус питания ("откуда я питаюсь ?") – цепочка питания от выбранного узла до БП с учетом всех возможных вариантов;
• дерево питания ("кто питается от меня ?") – включает в себя радиус питания и фрагмент схемы, который запитан от выбранного узла;
• трассы питания ("откуда я могу быть запитан ?") – включает в себя основной и резервный радиусы питания (в цепочке резервного радиуса содержится одна отключенная ветвь);
• ярус узла – все отходящие линии от выбранного узла и др.

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:

• простота реализации: матрица контурных сопротивлений имеет на порядок меньшую размерность (по количеству контуров) чем матрица узловых проводимостей (по количеству узлов) и матрица Якоби (удвоенное количество узлов);
• нет проблем с нулевыми сопротивлениями ветвей, критичным является только нулевое сопротивление контура;
• худшая сходимость итерационного процесса (примерно в пять раз) по сравнению с методом Ньютона, но при этом практически одинаковые временные затраты;
• расчет с большой точностью (10–6 и выше) для численного расчета производных. Далеко не все промышленные комплексы расчета режима дотягивают итерационный процесс до такой точности (правда перед ними и не ставились такие требования);
• наличие модели разомкнутого дерева позволяет относительно легко контролировать связность схемы (узлы без питания, замкнутые контура), реализовать задачу оптимизации мест разрывов в интерактивном режиме а также создать мощный интерфейс автоматической графики схем;

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 (кандидат технических наук, доцент кафедры Автоматизации энергосистем), Банин Максим Дмитриевич (заведующий ОНИЛ, заместитель директора ООО "ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ"), Гнатовский Артем Виталиевич (научный сотрудник ОНИЛ, ведущий специалист ООО "ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ"). Начало разработки комплекса - середина 1990-х (язык программирования Pascal, Delphi 1, 3, 5). С 2022 года комплекс РАОТП сопровождается организацией ООО "ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ".