РАОТВ (Розрахунок, Аналіз, Оптимізація Технологічних Втрат)

UK RU

Комплекс РАОТВ надається у вільне користування з обмеженням обсягу розрахункової схеми до 255 вузлів. Інструкції користувача знаходяться у файлі vk_raotp.pdf. В розділі Приклади викладено різноманітний набір прикладів розрахункових схем - від розімкнених схем 10(6)/0.4 кВ РЕМ (районів електричних мереж) до складнозамкнених 750-110 кВ. Кожен архів містить програму РАОТВ з необхідними налаштуваннями. Комплекс встановлюється простим копіюванням файлів. База даних РАОТВ зберігається у двійкових файлах власного формату. Кожна схема представляється набором файлів з однаковим им'ям і різними розширеннями. Кожний файл відповідає окремій таблиці, наприклад, таблицям вузлів (*.UZL) і гілок (*.VET). Такий підхід дозволяє легко переносити дані розрахункових схем на різні комп'ютери і не залежати від сторонніх ліцензійних продуктів. Для прикладів схем 10(6)/0.4 кВ РЕМ і для розрахунків с.к.з. РАОТВ складається з трьох задач:

В інших прикладах РАОТВ складається з одного основного вікна задачі "Z-режим":

Основні функції:

Розрахунок усталеного режиму - розрахунок невідомих режимних характеристик (напруги вузлів, струми і перетоки потужності гілок, втрати в опорах і провідностях, сумарні характеристики навантаження, генерації, втрат та ін.) в умовах заданих режимних характеристик (конфігурація схеми, параметри гілок R,X,G,B,Ктр, модулі напруг балансуючих пунктів (БП) і вузлів з фіксацією модуля напруги (ФМ), потужності навантажень/генерацій, статичні характеристики навантажень та ін.). Окремим варіантом розрахунку є балансуання навантажень вузлів за вимірами на окремих гілках, що характерний для мереж РЕМ 10(6)/0.4, коли навантаження в ТП задані приблизно, але при цьому є виміри на головных ділянках мережі.

Аналіз режимних характеристик включає аналіз рівнів напруг відносно номінальних значень, аналіз завантаження ліній і трансформаторів відносно їх допустимих значень, ранжирування сумарних втрат за типом (умовно постійні і змінні), обладнанням (кабельні/повітряні лінії, трансформатори, реактори), класам напруги та ін.

Оптимізація технологічних втрат реалізує завдання оптимізації місць розривів розімкнених мереж 35-10-6 кВ, оптимізації реактивних потужностей, оптимізації коефіцієнтів трансформації а також оптимізацію роботи двотрансформаторних підстанцій.

Автоматична графіка розрахункових схем дозволяє працювати з графічним відображенням схеми, побудованим на основі табличних форматів вузлів і гілок, а також представляє зручний інтерфейс аналізу окремих фрагментів розімкнених або слабозамкнених схем 110(150)/35/10(6)/0.4 кВ великого обсягу у наступних варіантах:

На графіку можуть бути винесені параметри гілок (марки ліній і трансформаторів), комутація гілок, навантаження вузлів, результати розрахунку (напруги, струми, перетікання потужності), процентне завантаження ліній і трансформаторів та ін. Можливе відображення у вигляді "інтегральних" схем, коли усі вузли однієї підстанції об'єднуються в один "інтегральний" вузол, який може бути розкритий окремо.

Розрахунок технологічних втрат - розрахунок втрат електроенергії за обраний проміжок часу (як правило місяць) за даними вимірів електроенергії промислових і побутових споживачів з використанням графіків навантажень (типових добових або зрізів вимірів АСКОЕ), з урахуванням змін конфігурації схеми, з використанням еквівалентних моделей ліній 0.4 кВ та ін.

Пофідерный аналіз - пошук і локалізація фрагментів мережі з підвищеними "комерційними" втратами на основі проведеного розрахунку технологічних втрат і контрольних технічних вимірів електроенергії. Аналіз виконується в табличних форматах або за допомогою автоматичної графіки.

Розрахунок трифазних струмів коротких замикань. Використовуються готові дані вузлів і гілок схеми. Виконується розрахунок режиму в струмах (без ітерацій) з нульовими навантаженнями і провідністю. Інтерфейс дозволяє задати опір системи і параметри додаткових ЕРС (синхронні двигуни або генератори) що знаходяться поряд з місцем к.з. для розрахунку початкового струму к.з.

Цільова спрямованість:

Комплекс РАОТП супроводжує "Методику обчислення плати за перетікання реактивний електроенергії" в області формування і корекції інформаційної бази розрахункових схем 110(150)/35/10(6)/0.4 кВ операторів систем розподілу (ОСР) України і розрахунків економічних еквівалентів реактивної потужності (ЕЕРП) точок вимірювання промислових підприємств. ЕЕРП є похідною від функції сумарних втрат активної потужності схеми радіусу живлення споживача по реактивній потужності в точці вимірювання - d(dP)/dQ, визначається чисельним методом і вимагає розрахунку режиму з великою точністю (10-6 і вище).

Наявність інформаційної бази розрахункових схем 110(150)/35/10(6)/0.4 кВ дозволило виконати впровадження у ряді ОСР України завдань оптимізації, розрахунку технологічних втрат електроенергії, пофідерного аналізу втрат, розрахунку струмів короткого замикання та ін.

Метод розрахунку:

Використовується "Блочно-контурний метод" (назва авторська), який є модифікацією "Методу розрізання контурів". Для довільної замкнутої мережі формується "дерево" розімкненої мережі і матриця контурних опорів в місцях "розрізів". Ітераційний процес включає розрахунок напруги і струморозподілу для розімкненого дерева мережі і розрахунок контурних струмів для усунення нев'язок напруги в розрізах контурів. Термін "блочний" вказує на використання математики блочної подвійної факторизації, "контурний" - використання матриці контурних опорів. Для слабозамкнених мереж 110(150)/35/10(6)/0.4 кВ метод має ряд переваг в порівнянні з традиційною реалізацією методом Ньютона на основі матриці вузлових провідностей :

Надалі метод був адаптований для розрахунку складнозамкнених системоутворюючих мереж електроенергетичних систем 750/330/220/110(150) кВ.

Розробник:

Програмний комплекс РАОТВ є розробкою Галузевої науково-дослідної лабораторії "Автоматизація управління електричними мережами вищих класів напруги" при факультеті електроенерготехніки і автоматики Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут" ім. Ігоря Сікорського (ГНДЛ ФЕА КПІ ім. Ігоря Сікорського). Автори: Банін Дмитро Борисович (кандидат технічних наук, доцент кафедри Автоматизації енергосистем), Банін Максим Дмитрович (завідуючий ГНДЛ, заступник директора ТОВ "ЕНЕРГЕТИЧНІ РІШЕННЯ"), Гнатовский Артем Віталійович (науковий співробітник ГНДЛ, провідний фахівець ТОВ "ЕНЕРГЕТИЧНІ РІШЕННЯ"). Початок розробки комплексу - середина 1990-х (мова програмування Pascal, Delphi 1, 3, 5). З 2022 року комплекс РАОТВ супроводжується організацією ТОВ "ЕНЕРГЕТИЧНІ РІШЕННЯ".