МЕТОД РІВНОВАЖНОГО БАЛАНСУВАННЯ ТА АВТОМАТИЗАЦІЯ РОЗРАХУНКІВ УСТАЛЕНОГО РЕЖИМУ ЕЛЕКТРИЧНОЇ МЕРЕЖІ

Abstract

У статті розроблено новий метод рівноважного балансування потужності електроенергетичної системи. Цей метод виконує розрахунок електричної мережі без виділення балансувального вузла в схемі мережі. Метою роботи є уточнення розрахунку усталеного режиму за умови небалансу генерованої та спожитої потужності електроенергетичної системи шляхом зменшення похибки розрахунку струмів у вітках через визначення середньозваженого вектора струмів, що підвищить точність обчислень, та збільшення швидкодії розрахункових процесів в електроенергетичній системі шляхом зменшення кількості ітераційних обчислень. Розроблений метод дає змогу розподілити наявний небаланс рівномірно за всіма вузлами. Запропонований підхід зумовлює відмову від визначення окремого балансувального вузла в схемі, розрахунки за яким призводять до появи похибок. За розробленим методом рівноважного балансування потужностей небаланс розподілиться між усіма вузлами схеми. Водночас струм у вітках схеми буде мати значення, яке може бути отримане під час розрахунків усталеного режиму за класичним методом як середнє значення струмів, визначених під час розрахунку всіх варіантів різних балансувальних вузлів. Для приведення системи узагальненого рівняння до канонічного вигляду в усі рівняння першого закону Кірхгофа треба додати додаткову змінну рівноважного задаючого струму у формі додаткового стовпця одиниць і додаткового стовпця нулів у матриці інцидентності, що складена за другим законом Кірхгофа. У результаті роботи розроблено алгоритм методу, структура якого є лінійною, а сам метод є простим у використанні. Також розроблено засоби автоматизації розрахунків усталеного режиму електричної мережі в середовищі пакету прикладних програм MathCAD. Наукова новизна полягає у відмові від виділення балансувального вузла в схемі електричної мережі під час розрахунку усталеного режиму з рівноважним балансуванням потужності електроенергетичної системи, що забезпечує підвищення точності розрахунку завдяки застосуванню підходу щодо визначення середньозваженого вектора струмів. Практичне значення результатів полягає в тому, що застосування запропонованого методу для рівноважного балансування потужностей вузлів дає змогу зменшити час розрахунку та підвищити точність порівняно з класичним підходом, який орієнтований на введення балансувального вузла, зміна потужності в якому допомагає підтримувати рівноважні потужності між генераторами та навантаженнями системи. Значне збільшення швидкодії розрахункових процесів в електроенергетичній системі шляхом зменшення ітераційних обчислень і підвищення точності обчислень завдяки зменшенню похибки розрахунку струмів у вітках через визначення середньозваженого вектора струмів є головною перевагою розробленого методу рівноважного балансування потужностей. Запропонований метод рівноважного балансування може використовуватися самостійно під час розрахунку електричної мережі.