Области применения электронно-вычислительных машин в электроэнергетике
Электроэнергетика – это область энергетики, которая осуществляет передачу производство и сбыт электрической энергии.
Электронно-вычислительная машина – это совокупность программных, аппаратных и технических средств, которые используются для автоматического управления, осуществления разнообразных вычислений любой сложности, а также автоматической обработки информации.
При планировании, проектировании и управлении технологическими процессами в электроэнергетических системах решается ряд технико-экономических и технических задач, которые носят аналитический и расчетный характер. Сами задачи электроэнергетики сложны, что обусловлено следующими факторами:
- Необходимость обеспечения надежной работы электроэнергетической системы в условиях аварии.
- Высокая степень сложности состава и строения электроэнергетической системы.
- Взаимосвязь и высокая скорость процессов, которые протекают в элементах электроэнергетической системы в аварийных и нормальных условиях.
Таким образом задачи электроэнергетики являются многофункциональными, зависящими от большого количества параметров, а также требующими объемных и сложных расчетов. Это стало причиной активного внедрения в электроэнергетику электронно-вычислительных машин, с их помощью осуществляются:
- Эксплуатационные расчеты. В данной области электронно-вычислительные машины используются для определения допустимой области управления, обработки оперативной информации, оптимизации режимов. Каждая из перечисленных групп состоит из большого объема расчетных исследований. Например, для определения области допустимых режимов работы необходимо произвести расчеты: распределения потоков установившихся режимов; определение статической устойчивости, а также ее запасов; анализ электромеханических процессов, в состав которого входят определение динамической усталости, расчеты асинхронных режимов, а также исследование длительных переходных процессов, связанных с аварийный нарушением баланса мощности и т.п.; исследование электромагнитных переходных процессов (анализ самовозбуждения, расчет токов короткого замыкания и т.п.); настройка автоматических устройств противоаварийного управления и другие.
- Проектирование электроэнергетических объектов. В данной области электронно-вычислительные машины используются для выбора структуры генерирующих мощностей, выбор конфигурации сетей (экономическое сравнение), размещение электрических станций и их развитие во времени, осуществления оптимизационных расчетов экономической целесообразности компенсации реактивных мощностей, конструкторские расчеты проводов и опор, расчет трасс линий электропередач.
- Планирование развития электроэнергетической системы. В данной области электронно-вычислительные машины используются для решения ряда технико-экономических задач для получения самого экономичного решения, которое удовлетворяет установленным техническим условиям.
- Научно-исследовательская работа. В данной области электронно-вычислительные машины используются для решения физико-технических задач, которые связаны с разработкой принципиально новых аппаратов и машин, а также более эффективных алгоритмов.
- Компьютерное моделирование. В данной области электронно-вычислительные машины используются для моделирования разнообразных процессов, протекающих в электроэнергетической системе с целью увеличения экономичности и надежности процесса ее эксплуатации.
Компьютерное моделирование в электроэнергетике
Современная математическая модель электроэнергетической системы представляет собой программу для электронно-вычислительной машины, которая реализует алгоритм решения математических уравнений, описывающих взаимодействия между ее составляющими. Процесс формирования математической модели электроэнергетической системы при помощи вычислительной машины состоит из нескольких этапов:
- Формирование первичной модели объекта, представляющая собой идеальный математический объект в виде системы дифференциальных или математических уравнений, которые наиболее полно описывают все свойства и взаимосвязи в системе.
- Формирование математической модели, в которой учитываются различные упущения и допущения, благодаря исключению малосущественных и несущественных взаимосвязей и параметров системы.
- Формирование алгоритма, в соответствии с которым реализуются методы решения систем уравнений, которые были разработаны на предыдущем этапе моделирования.
- Разработка компьютерной программы или комплекса программ, реализующих ранее разработанный алгоритм.
