Ρεύμα Φορτίου ή Ανάλυση Ροής Ενέργειας

Είναι το υπολογιστικό διαδικαστικό (αριθμητικές αλγόριθμοι) που απαιτείται για την καθορίση των σταθερών λειτουργικών χαρακτηριστικών ενός δικτύου ηλεκτροενεργειακού συστήματος από τα δεδομένα γραμμών και σταθμών.

Πράγματα που πρέπει να γνωρίζετε για την ανάλυση φορτίου:

1. Η ανάλυση φορτίου είναι η σταθερή ανάλυση ενός δικτύου ηλεκτροενεργειακού συστήματος.

2. Η ανάλυση φορτίου καθορίζει τη λειτουργική κατάσταση του συστήματος για μια δεδομένη φορτίαση.

3. Η ανάλυση φορτίου λύνει ένα σύνολο ταυτόχρονων μη γραμμικών αλγεβρικών εξισώσεων ισχύος για τις δύο άγνωστες μεταβλητές (|V| και ∠δ ) σε κάθε κόμβο ενός συστήματος.

4. Για τη λύση μη γραμμικών αλγεβρικών εξισώσεων είναι σημαντικό να έχουμε γρήγορους, αποτελεσματικούς και ακριβείς αριθμητικούς αλγόριθμους.

5. Το αποτέλεσμα της ανάλυσης φορτίου είναι η τάση και γωνία φάσης, πραγματική και εικονική ισχύς (σε κάθε πλευρά σε κάθε γραμμή), απώλειες γραμμής και ισχύς slack bus.

Βήματα Ανάλυσης Φορτίου

Η μελέτη της ανάλυσης φορτίου περιλαμβάνει τα εξής τρία βήματα:

1. Μοντελοποίηση των συστατικών στοιχείων του ηλεκτροενεργειακού συστήματος και του δικτύου.

2. Ανάπτυξη των εξισώσεων ανάλυσης φορτίου.

3. Επίλυση των εξισώσεων ανάλυσης φορτίου χρησιμοποιώντας αριθμητικές τεχνικές.

Μοντελοποίηση των Συστατικών Στοιχείων του Ηλεκτροενεργειακού Συστήματος

Γεννήτρια

Φορτίο


Μεταφορική Γραμμή
Η μεταφορική γραμμή αντιπροσωπεύεται ως μοντέλο πι.

Όπου, R + jX είναι η αντίσταση της γραμμής και Y/2 ονομάζεται η μισή αντιστοιχία φορτίσματος της γραμμής.

Μετατροπέας με Μεταβαλλόμενη Ταπεινότητα
Για έναν μετατροπέα nominal η σχέση
Αλλά για έναν μετατροπέα με μεταβαλλόμενη ταπεινότητα

Έτσι, για έναν μετατροπέα με μεταβαλλόμενη ταπεινότητα, ορίζουμε το ρατίο μετατροπής (a) ως εξής

Τώρα θα θέλαμε να αντιπροσωπεύσουμε έναν μετατροπέα με μεταβαλλόμενη ταπεινότητα σε μια γραμμή με ένα ισοδύναμο μοντέλο.

Σχήμα 2: Γραμμή που περιέχει έναν μετατροπέα με μεταβαλλόμενη ταπεινότητα
Θέλουμε να μετατρέψουμε το παραπάνω σε ένα ισοδύναμο μοντέλο πι μεταξύ των σταθμών p και q.

Σχήμα 3: Ισοδύναμο μοντέλο πι της γραμμής

Ο στόχος μας είναι να βρούμε αυτές τις τιμές των αντιστοιχιών Y1, Y2 και Y3 ώστε το σχήμα 2 να μπορεί να αντιπροσωπευτεί από το σχήμα 3
Από το Σχήμα 2 έχουμε,


Τώρα θεωρούμε το Σχήμα 3, από το Σχήμα 3 έχουμε,

Από τις εξισώσεις I και III, συγκρίνοντας τους συντελεστές Ep και Eq παίρνουμε,

Ομοίως, από τις εξισώσεις II και IV έχουμε

Κάποιες χρήσιμες παρατηρήσεις