Моделирование в электроэнергетике

Моделирование - метод исследования свойств определённого объекта посредством изучения свойств другого объекта, более удобного для решения задач исследованияи находящегося в определённом соответствии с оригинальным объектом [1].

Основные понятия и определения

В общем случае процесс моделирования состоит из нескольких этапов [2]:

1. Постарновка задачи и определение свойств оригинала, подлежащих исследованию.
2. Констатация затруднительности или невозможности исследования оригинала в натуре или в естественной среде.
3. Выбор модели, достаточно хорошо фиксирующей существенные свойства оригинала и легко поддающейся исследованию.
4. Исследование модели в соответствии с поставленной задачей.
5. Перенос результатов исследования на оригинал.
6. Проверка результатов исследования по данным измерений параметров состояния оригинала.

Основными задачами моделирования являются выбор модели отражающей существенные для исследования свойства. Более подробно с классификацией моделей можно ознакомиться в статье или здесь.

В практике моделирования различных процессов наибольшее распространение получило математическое моделирование. В общем случае, исходя из числа независимых переменных, можно различать задачи, относящиеся к теори цепей от задач относящихся к теории поля. В первой группе задач рассматриваются системмы с сосредоточенными элементами, а функциональные отношения выражаются обыкновенными-дифференциальными уравнениями или просто уравнениями. Во второй группе задач рассматриваются такие системы, в которых все или по крайней мере важные элементы считаются распределёнными, а часть функциональных соотношений имеет вид дифференциальных уравнений в частных производных.

Электрчиеские задачи при ближайшем рассмотрении оказываются язадачами теории поля и для их математического описания требуются как пространственные, так и временные переменные. Здесь важно отметить, что во многих практических задачахможно пренебресь зависимостью параметров энергоситсемы от пространственых координат и считать, что любое возмущение распространяется в системе мгновенно. Другими словами вместо рассмотрения задачи теории поля, можно перейти к рассмотрению соответствующей задачи теории цепей с сосредоточенными параметрами. При исследовании установившегося состояния обычно принято считать её постоянные сосредоточенными, елси длины волн основных гармоник тока и напряжения велики по сравнению с геометрическим размером моделируемой системы.

Моделирование в электроэнергетике

Вследствие того, что энергосистема является сложным и протяжённым объектом кибернетического типа, исследование всех её свойств без моделирования затруднительно, а в случае оценки прогнозных значений параметров и свойств - невозможно.

Основные типы математических моделей для исследования свойств энергосистемы:

1. Трехфазная модель сети переменного тока в системе координат A-B-C (фазная система координат).
2. Трехфазная модель сети переменного тока в системе координат 0-1-2 (система координат симметричных составляющих).
3. Однофазная модель сети переменного тока, отражающая только прямую составляющую параметров.

Литература

1. Веников В.А. Теория подобия и моделирования. Учебное пособие для вузов. — 2-е изд., доп. и перераб.— М.: Высшая школа, 1976. — 479 с.
2. Лебедев А.Н. Моделирование в научнотехнических исследованиях. М.: Радио и связь, 1989.
3. Глинский Б. А. Модели­рование как метод научного исследования. М., 1965.