Narzędzia wykorzystujące model sieci elektroenergetycznej jako cyfrowy bliźniak rzeczywistego obiektu infrastruktury to nieodzowny element pracy inżyniera. Model sieci to uproszczone odwzorowanie rzeczywistości, które ma służyć określonym celom analitycznym. Szczegółowość zastosowanego modelu, przyjęte założenia i uproszczenia, zastosowany zestaw parametrów technicznych determinują możliwość wykonania poszczególnych typów obliczeń inżynierskich na założonym poziomie dokładności.
Budowa modelu sieci elektroenergetycznej
Zasadniczo, model sieci elektroenergetycznej składa się z kilku elementów:
- Struktura sieci, czyli topologia wzajemnych połączonych ze sobą elementów sieciowych oraz ich parametry techniczne
- Konfiguracja sieci, czyli informacja o stanie poszczególnych łączników i sprzęgieł (łącznik otwarty lub zamknięty)
- Stan pracy, czyli poziomy obciążeń, poziomy generacji źródeł, udziały harmonicznych, miejsce i rodzaj zwarcia
W zależności postawionego zadania model sieci przygotowuje się dla wybranego obszaru sieci, wprowadzając elementy reprezentujące połączenie z siecią operatora i wprowadzając ekwiwalenty dla grup odbiorów nieistotnych z punktu widzenia danej analizy.
Wielowariantowy model sieci elektroenergetycznej w oprogramowaniu OeS
Oprogramowanie OeS Obliczenia Sieciowe pozwala tworzyć modele sieci elektroenergetycznych na różnym poziomie szczegółowości i do różnych celów. Od prostszych modeli na potrzeby wykonywania obliczeń rozpływu prądu i parametrów prądu zwarciowego trójfazowego poprzez modele sieci na potrzeby obliczeń zwarć niesymetrycznych po zaawansowane modele zabezpieczeń. Zastosowane algorytmy obliczeniowe pozwalaną na wykonywanie obliczeń dla rozbudowanych sieci promieniowym i oczkowych, wielokrotnie zamkniętych.
Modelowanie sieci w OeS może odbywać się na dowolnym poziomie napięciowym dla dowolnie rozbudowanej sieci, bez ograniczenia liczby wykorzystanych w modelu węzłów. Parametry techniczne zastosowanej aparatury mogą być wprowadzane zarówno bezpośrednio na kartach urządzeń lub z wykorzystaniem informacji zawartych w bazie danych dołączonej do oprogramowania. Oprogramowanie OeS umożliwia również tworzenie różnych scenariuszy konfiguracji modelu, umożliwiając efektywne wykonywanie wielowariantowych analiz.
Przekształcenia modelu sieci na potrzeby wykonywania obliczeń inżynierskich
Elementy widocznego dla użytkownika modelu sieci odpowiadają najczęściej bezpośrednio zastosowanym urządzeniom. Poszczególne gałęzie stanowią zatem transformatory, łączniki, kable, linie napowietrzne, generatory, silniki i inne. Każdy z zastosowanych obiektów posiada jednak swój odpowiednik w postaci np. dwójnika lub czwórnika impedancyjnego. Wprowadzone przez użytkownika zestawy parametrów technicznych są transponowane zgodnie z zaszytymi regułami do odpowiadających im parametrów RLC. Zatem z punktu widzenia obliczeń inżynierskich model to nie zestaw urządzeń elektrotechnicznych ale rozbudowana sieć połączeń obiektów RLC. Oprogramowanie wykonujące obliczenia inżynierskie musi być wyposażone w szereg mechanizmów transformujących parametry techniczne na parametry impedancyjne oraz wykonujących operacje przekształcania i upraszczania obwodów RLC np. do wypadkowej impedancji obwodu na potrzeby określenia parametrów prądu zwarciowego.
Modelowanie sieci na potrzeby analiz OZE
Odnawialne źródła energii w postaci farm wiatrowych i fotowoltaicznych to codzienność w sieciach elektroenergetycznych. Zmienność i nieprzewidywalność pracy OZE powoduje liczne problemy sieciowe, do których analizy niezbędne jest zastosowanie zaawansowanych modeli tego typu obiektów. W oprogramowaniu OeS zaproponowano podejście grafikowe do wykonywania analiz rozpływowych – praca famy wiatrowej lub fotowoltaicznej jest modelowana jako grafik na podstawie zebranych danych historycznych o generacji dla poszczególnych obszarów geograficznych kraju. Dzięki temu możliwe jest odwzorowanie zmienności dobowej i sezonowej generacji, a także np. korelacja pracy elektrowni wiatrowych i słonecznych. W efekcie wykonania obliczeń rozpływowych użytkownik uzyskuje np. roczny grafik obciążenia poszczególnych gałęzi i grafik napięcia w interesujących go węzłach systemu. Prowadzona jest również podstawowa analiza statystyczna, prezentowane są wartości maksymalne i minimalne, średnia ale również percentyle określonego stopnia.
