Моделирование энергообъектов в процессе строительства энергоисточников в современном строительном инжиниринге

Знаки при слагаемых уравнения (1) соответствуют нормальному направлению токов в электрических машинах (от генератора к узлу). Математическую модель для расчета установившегося режима получаем из уравнений (1), принимая p = 0. В качестве примера рассмотрим процесс получения уравнения вида (1) для наиболее ответственного элемента ЭЭС – синхронного генератора. Система дифференциальных уравнений синхронного генератора представлена в относительных единицах в системе вращающихся координат Парка-Горева (в d, q осях) с учетом общепринятых допущений в следующем виде: (2)где 0 – угловая частота вращения поля статора, – угловая частота вращения ротора, – внутренний угол генератора (угол нагрузки), – угол поворота вращающихся осей d, q по отношению к неподвижным осям, MT – момент турбины, M – электромагнитный момент генератора, d,q – потокосцепления стато- ра по продольной и поперечной осям, D, Q – потокосцепления демпферных контуров по продольной и поперечной осям, I d, Iq – токи статора по продольной и поперечной осям, ID, IQ – токи демпферных контуров по продольной и поперечной осям, r – активное сопротивление обмотки статора, rD, rQ – активные со- противления демпферных контуров по продольной и поперечной осям, f , If , rf – потокосцепление, ток и сопротивление обмотки возбуждения, TJ – постоянная времени механической инерции электрической ма- шины, Ud, Uq – напряжение на обмотке статора по про- дольной и поперечной осям, Uf – напряжение обмотки возбуждения. При переходе к относительным единицам в качестве базовых приняты номинальные значения соответствующих величин. Используя известные нелинейные соотношения между потокосцеплениями и токами, после ряда громоздких, но несложных преобразований получаем описание синхронного генератора в форме (1), г де вектора формируются следующим образом:–вектор токов; – вектор статорных напряжений;гдеxf , xad, xD – индуктивные сопротивления обмотки возбуждения, генератора и демпферной обмотки по про- дольным осям. Математическая модель взаимодействия элементов Вслед за математическими моделями от дельных элементов необходимо построить математическую модель их взаимодействия, которая должна отражать состав элементов и топологию мини-энергосистемы. Для этого математическая модель взаимодействия структурных элементов использует матрицу инцидентности, отражающую топологию рассматриваемой локальной системы электроснабжения. Представим взаимодействие элементов в виде следующего векторно-матричного уравнения для определения узловых напряжений на каждом шаге расчета:M G MT U = – M W – M' I, (3)где M – клеточная матрица инцидентности, клетками матрицы являются единичные, нулевые матрицы или матрицы преобразований координат; MT – транспонированная матрица инцидентности; G – блочная матрица проводимостей ветвей (элементов), образующих систему; W – вектор, полученный из правых частей уравнений элементов в форме (1); M' – матрица, элементами которой являются нулевые клетки или клетки производных элементов матриц преобразования координат; U – вектор искомых напряжений узлов. Матрица G составляется из матриц Ai всех элементов моделируемой системы электроснабжения, записанных в форме (1); матрица W составляется из правых частей уравнений элементов в форме (1):, Полученная математическая модель обеспечивает расчет всех узловых напряжений системы электроснабжения по векторно-матричному уравнению (3) на текущем шаге расчета. Вслед за этим вновь решаются дифференциальные уравнения элементов (1) и находятся мгновенные значения токов каждого элемента. Процесс повторяется требуемое число шагов в течение всего расчета. В результате рассчитываются переходные процессы всех режимных параметров миниэнергосистемы. [4]ЗаключениеВ данной работе были рассмотрены основные принципы инжиниринга строительства объектов энергохозяйства и энергоисточников, было определено понятие инжиниринга. Можно сделать выводы, что инжиниринг – это процесс воплощения научных знаний и результатов исследований в реальность.Во второй главе работы была приведена математическая модель стандартной миниэлектростанции, поскольку, модель более крупного объекта является индивидуальной для каждой электростанции. Это зависит от технологических процессов, места расположения и объемов производства электроэнергии.Список литературы:«Принципы и организационные формы комплексного инжиниринга энергетических объектов», Пикин Сергей // Осика Лев Директор Фонда энергетического развития // эксперт, 25 августа 2008,Журнал ЭнергоРынок;Желокова М.З., Максимова И.Р . Прогноз мощностныхпоказателей высокооборотных генераторов с предельнойстепенью использования для малой энергетики // ИзвестияРАН. Энергетика. 2008. № 6. С. 127 – 131;Шмидт И.А., Кавалеров Б.В., Один К.А., Шигапов А.А.Сопряжение программных средств в задачах моделированияи тестирования систем управления энергетическими газотурбинными установками// Информационно-управляющиесистемы. 2009. № 5 (42). С.25 – 31;Винокур В.М., Кавалеров Б.В., Петроченков А.Б. Программный комплекс для математического моделированияавтономных мини-электростанций // Электричество. 2007.№ 3. С. 2 – 7.