Математическое моделирование низковольтных распределительных электрических сетей

Аннотация

Актуальность: в настоящее время трёхфазные распределительные электрические сети напряжением 0,4 кВ являются основным звеном системы электроснабжения. Несимметрия нагрузок в сетях, несбалансированность фаз и недостаточная организация контроля в режиме реального времени снижают качество электроэнергии и надёжность системы. Кроме того, в условиях внедрения АСКУЭ актуальной задачей является обеспечение оперативного мониторинга и анализа состояния распределительной электрической сети посредством её математического моделирования. Это позволяет не только выявлять потери электрической энергии, но и оценивать параметры магистральной линии, а также отслеживать динамические изменения нагрузок в режиме реального времени. Поэтому разработка точных математических моделей несимметричных трёхфазных сетей и совершенствование методов их анализа имеют важное практическое значение.

Цель: разработка математической модели несимметричных трёхфазных распределительных электрических сетей напряжением 0,4 кВ, совершенствование методов определения неизмеряемых токов и напряжений в режиме реального времени, а также создание эффективных алгоритмов для их применения в системе АСКУЭ.

Методы: в исследовании была применена методология математического моделирования, основанная на теории электрических цепей, цифровой обработке сигналов, методах идентификации и оптимизации. Величины тока и напряжения в несимметричном режиме были разложены на симметричные составляющие, а неизмеренные параметры оценены с использованием корреляционных и адаптивных методов расчёта. В процессе сбора и анализа данных использовались телекоммуникационные модули АСКУЭ и соответствующие функции концентраторов данных.

Результаты: в результате исследования статьи была создана математическая модель несимметричной трёхфазной сети с напряжением 0,4 кВ, на основе которой повысилась точность определения неизмеряемых электрических величин. Предложенным методом создана возможность оценивать показатели качества электроэнергии в сети, определять текущие значения сопротивлений магистральных линий и контролировать потери энергии. Полученные результаты могут быть внедрены в систему АСКУЭ, что позволит значительно повысить эффективность работы распределительной электрической сети и уровень её контроля.