ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтована актуальність дисертаційної роботи, сформульовану мету і задачі досліджень, викладена наукова новизна і практичне значення отриманих результатів, дається загальна характеристика роботи.

У першому розділі зроблено огляд сучасних методів аналізу процесів в електроенергетичних системах (ЕЕС) і, в першу чергу, цифрових методів на основі математичних моделей у трифазному виконанні. Показано, що електричні мережі (ЕМ) у сукупності з їхніми системами захисту й автоматики складаються з безлічі взаємопов'язаних істотно нелінійних елементів, таких як синхронні й асинхронні машини електричних станцій і споживачів, трансформатори, лінії електропересилання (ЛЕП), комутаційні апарати, реактори, розрядники, обмежувачі перенапруг, джерела реактивної потужності у вигляді синхронних компенсаторів (СК) або статичних тиристорних компенсаторів (СТК), найпростіших і достатньо складних видів вимірних елементів і реле на електромагнітній і мікропроцесорній основі тощо. Їх моделювання вимагає розроблення цифрових моделей (ЦМ) на базі універсальних алгоритмів автоматичного формування та реалізації для ефективної організації модельних експериментів з відповідною обробкою отриманої інформації. Ця задача повинна розглядатися з позиції системного підходу з урахуванням багатьох чинників, що визначають їх поведінку.

Адекватність моделювання ЕМ багато в чому залежить від адекватності моделювання всієї сукупності пристроїв, що входять в її склад. Виходячи з цього, основні вимоги до цифрового моделювання ЕМ, пристроїв захисту й автоматики (ПЗА) можна сформулювати таким чином:

1. Наявність в схемі ЕМ досить складних електротехнічних пристроїв вимагає створення комплексу їх ЦМ, які б дозволили з достатньою точністю аналізувати процеси, що протікають як в нормальних, так і в аварійних режимах. Для цього ЦМ окремих пристроїв повинні базуватися на математичному апараті, що дозволяє найбільш ефективно моделювати його в сукупності з моделями інших елементів. Це досягається вибором відповідних координатних базисів, спряження яких потребує мінімальної кількості перетворень.

2. В процесі дослідження можуть вирішуватись завдання, що вимагатимуть різного ступеня адекватності елементів ЕМ і ПЗА. Тому, ЦМ окремих елементів і модель ЕМ в цілому повинна мати достатню гнучкість по відношенню до їх модифікації.

3. Для ефективного вирішення питань аналізу процесів і синтезу схем ЕМ і ПЗА необхідно створити таку ЦМ, яка дозволить отримувати кількісні та якісні показники аналізу на короткочасних і довготривалих часових інтервалах. Тому, ЦМ повинна забезпечувати достатню швидкодію її реалізації. Ця вимога у великій мірі суперечлива з вимогою адекватності, яка досягається шляхом деталізації ЦМ і, як наслідок, збільшенням часу реалізації. Розв'язання цієї проблеми можливе тільки за використання ефективних алгоритмів формування та рішення систем рівнянь, що описують процеси в ЕМ і ПЗА.

4. Оскільки розробка моделі є самостійною проблемою, що стосується рішення вельми складних задач, дослідника необхідно звільнити від трудомісткої роботи, необхідної для створення і реалізації моделі цікавлячого його об'єкта, залишивши за ним лише неформальну діяльність – постановку задачі, формування моделі у вигляді розрахункової схеми та аналіз результатів моделювання.

Це досягається підвищенням рівня автоматизації досліджень шляхом використання ефективних алгоритмів автоматичного формування і реалізації процесу моделювання. У цьому випадку вирішується питання, пов'язане з адекватністю моделювання, оскільки автоматичне формування дозволить застосовувати у дослідженнях моделі з необхідним рівнем адекватності.

Сформовані вимоги і огляд літературних джерел підтвердив необхідність розвитку спеціалізованих методів автоматичного формування, оптимізації і розв'язування математичних моделей ЕМ і ПЗА у контурних координатах, здатних забезпечити необхідну адекватність і максимальну ефективність моделювання.

У другому розділі розглянуто основи автоматизації формування та розв'язування рівнянь стану, що описують процеси в ЕМ, системах їх захисту й автоматики. Показано, що якщо у системі рівнянь у методі контурних координат (контурних струмів і потокозчеплень) вектор потокозчеплення еквівалентувати вектором струму , діагональну матрицю зведених до одного витка диференційних магнітних опорів – діагональною матрицею еквівалентних індуктивностей , а матрицю коефіцієнтів трансформації між вітками електричних і магнітних кіл – матрицею еквівалентних взаємних індуктивностей , отримаємо еквівалентну систему рівнянь стану: