Решения по сегментам электроэнергетики

PowerFactory — это мощное прикладное программное обеспечение для анализа электроэнергетических систем, в том числе систем генерации, магистральных сетей, распределительных сетей и электрических сетей промышленных предприятий. PowerFactory реализует весь спектр функциональных возможностей - от стандартных (расчет установившегося режима, токов короткого замыкания, динамической и статической устойчивости) до сложных и продвинутых функций (расчет надежности, квази-динамическое моделирование), включая моделирование в реальном времени.

ПК PowerFactory прост в использовании, полностью совместим с Windows и сочетает в себе надежный и в то же время легко адаптируемый функционал по моделированию, основанный на современных алгоритмах и уникальной концепции создания баз данных. Кроме того, благодаря широким возможностям написания скриптов и настройки пользовательского интерфейса, PowerFactory идеально подходит для осуществления высокоавтоматизированных и интегрированных решений.

Решения для сетевых компаний

ПК PowerFactory позволяет выполнять высокоточные расчеты электрических сетей любого класса напряжения вне зависимости от их размерности. Создание цифрового двойника энергосистемы, поддержание его в актуальном состоянии позволяют быстро и эффективно осуществлять разработку схем перспективного развития, комплексную проверку разработанных мероприятий, оценку влияния технологического присоединения новых потребителей к электрическим сетям. Для магистральных и распределительных сетей в общем случае предлагаются следующие решения.

Решения для магистральных сетей

443.jpg

PowerFactory предлагает функционал, который позволит решить любые задачи анализа больших энергосистем. Быстрые и надежные алгоритмы моделирования могут быть применены к любой топологии сети переменного или постоянного тока и поддерживают в том числе моделирование новых управляемых устройств, таких как преобразователи электроэнергии на основе тиристорных ключей, устройства FACTS, преобразователи и инверторы с питанием от источника напряжения, кабели и воздушные линии постоянного тока, выключатели постоянного тока, фильтры и различные типы компенсирующих устройств и виртуальных электростанций. Набор прикладных функций позволяет выполнить анализ пропускной способности линий, уровня напряжения в зависимости от условий тех. присоединений.


Типовой расчетный пакет для магистральных сетей:

  • Расчет установившихся режимов для нормальных, послеаварийных, ремонтных схем, включая возмущения в сложных ремонтных схемах (N-m).
  • Расчеты и анализ симметричных и несимметричных электромагнитных и электромеханических переходных процессов.
  • Построение PU-кривых и определение критических значений по критерию поддержания напряжения.
  • Построение QU-кривых.
  • Анализ пропускной способности сечений с учетом ограничений.
  • Анализ влияния перетоков мощности между регионами.
  • Планирование отключений и ремонтов.
  • Построение графических и табличных форм отчета.
  • Учет различных системных ограничений, в том числе по условиям термической стойкости, напряжения.

Решения для распределительных сетей

5.png

PowerFactory предоставляет комплексные функции моделирования и проведения расчетов всех видов электрических сетей с различными фазоисполнением и любой топологии сети: сложнозамкнутые, кольцевые или радиальные сети, а также электросети систем железных дорог, подключенных к распределительным сетям.

Чтобы оценить баланс генерации и потребления мощности в сети, качество электроснабжения и оптимизировать работу распределительной сети, PowerFactory предлагает широкий спектр функций, таких как анализ режимов работы многофазной сети, анализ коротких замыканий, гармонический анализ, квазидинамическое моделирование, оптимальное восстановление мощности и оценка надежности. Другие стандартные функции включают в себя моделирование распределенной генерации и виртуальных электростанций, анализ падения напряжения, учет разницы нагрузок низкого напряжения, ежедневных профилей нагрузки и генерации и простые в использовании функции координации релейной защиты.


Типовой расчетный пакет для распределительных сетей:

  • Расчет установившихся режимов для нормальных, послеаварийных, ремонтных схем, включая возмущения в сложных ремонтных схемах (N-m).
  • Расчеты статической и динамической устойчивости.
  • Определение «узких мест» и оптимизация схемы электроснабжения.
  • Планирование развития сети/планирование ремонтов/отключений.
  • Оптимизация потерь электрической энергии.
  • Анализ правильности настройки устройств РЗА.
  • Оптимизация мест размыкания электрической сети.
  • Расчет показателей надежности электроснабжения.
  • Вероятностный анализ со стохастическим моделированием распределенной генерации и нагрузки.
  • Привязка модели сети к географическим картам (на основе GPS) и интеграция с ГИС и SCADA.
  • Оптимизация профиля напряжения с учетом различных сценариев работы генерации и нагрузки, выбора положения РПН трансформаторов.
  • Оптимизация баланса фаз.
  • Оптимальное размещение батарей статических компенсаторов.
  • Поддержка различных критериев оптимизации.


Решения для генерирующих компаний

6.jpg

Надежность и эффективность являются обязательными требованиями работы электростанций, поскольку она представляет собой ядро любой электроэнергетической системы. PowerFactory предлагает инструменты для анализа всех компонентов производства электроэнергии, включая выбор ТТ по условиям насыщения, анализ возникновения феррорезонансных явлений в ТН, анализ субсинхронных крутильных моментов на валу генерирующих агрегатов, исключение некорректной работы регуляторов возбуждения, выбор уставок и согласование работы устройств РЗА. Перечисленные функции можно реализовать с использованием PowerFactory.


Типовой расчетный пакет для генерирующих компаний:

  • Расчет установившихся режимов для нормальных, послеаварийных, ремонтных схем, включая возмущения в сложных ремонтных схемах (N-m).
  • Расчеты статической и динамической устойчивости.
  • Определение «узких мест» и оптимизация схемы выдачи мощности.
  • Планирование развития сети/планирование ремонтов.
  • Анализ и контроль систем автоматического регулирования.
  • Оптимизация работы электрической станции.
  • Анализ правильности настройки РЗА.
  • Моделирование ВЭС, СЭС.
  • Оптимизация режима по мощности (P и Q).
  • Задание PQ-характеристик.
  • Расчет токов короткого замыкания в сетях переменного тока и в сетях вспомогательного питания постоянного тока в соответствии с IEC 61660 и ANSI/IEEE 946.
  • Расчеты электромагнитных переходных процессов.
  • Частотный контроль.
  • Анализ субсинхронных резонансных процессов.
  • Анализ пуска, самозапуска двигателей.
  • Анализ частотной характеристики модели (диаграммы Боде и Найквиста).

Решения для промышленных предприятий

7.jpg

Обеспечение надежного функционирования электрической сети промпредприятия является залогом непрерывности производственного процесса и безопасности эксплуатационного персонала. Благодаря высокоточным и гибко настраиваемым алгоритмам расчета установившегося режима, расчета токов короткого замыкания, возможности моделирования 4-проводных сетей, системы релейной защиты, гармонического анализа и возможности моделирования фильтров любой сложности, PowerFactory позволяет провести необходимый объем расчетов системы электроснабжения промышленного предприятия. При этом PowerFactory обеспечивает точность вычислений, соответствующую российским стандартам, а также удобно и наглядно представляет полученные результаты, что является залогом дальнейшего качественного анализа.


Типовой расчетный пакет для промышленных предприятий:

  • Симметричный (прямая последовательность) и несимметричный расчет режимов с поддержкой всех фазовых исполнений.
  • Анализ и проверка падения напряжения на СШ и/или на фидерах с учетом автоматического регулирования положения отпаек РПН-трансформатора и регулирующего диапазона генерирующего оборудования.
  • Расчет коротких замыканий (металлических/неметаллических) любого типа в соответствии со стандартами IEC, ANSI и VDE, а также стандартным (полным) методом, используемым для сетей на территории РФ.
  • Расчеты и анализ симметричных и несимметричных электромагнитных и электромеханических переходных процессов с подробным моделированием систем управления и библиотекой шаблонов динамического оборудования, анализ грозовых, коммутационных перенапряжений, феррорезонансных явлений, токов насыщения.
  • Оптимизация сечения кабеля с формированием отчетов о проверках и автоматической замене типа кабеля в существующей сети.
  • Анализ пуска двигателя для быстрой оценки различных сценариев и вывода необходимых результатов, например, скачок напряжения до/после/во время пуска двигателей, время пуска, загрузка сети.
  • Контроль общих и/или индивидуальных термических ограничений, ограничений по ТКЗ и совместимости фазового исполнения и типа кабеля в фидере.
  • Координирование схем релейной защиты (МТЗ, дифференциальная, дистанционная, защита на сигнал).
  • Гармонический анализ и контроль качества ЭЭ, анализ резонансных явлений.
  • Оценка надежности электроснабжения.
  • Расчет вспышки дуги в соответствии с европейскими стандартами, автоматическое определение времени отключения с учетом работы релейной защиты, расчет энергии горения дуги.

Решения для распределенной генерации

8.jpg

Такие явления в энергосистемах, как обратные потоки мощности, провалы и скачки напряжения, аварии различной степени значимости и перегрузка оборудования, – это проблемы, возникающие в настоящее время в результате развития и массового внедрения устройств распределенной генерации. Особо следует отметить сложность прогнозирования выработки источниками возобновляемой энергии с учетом пропускной способности фидеров распредсетей при растущем развертывании технологий интеллектуальных сетей, таких как интеллектуальные счетчики, управление спросом и системы накопления энергии.

ПК PowerFactory идеально подходит для анализа подобного рода проблем. Он сочетает в себе классические функции исследования системы распределения электрической энергии.


Типовой расчетный пакет для анализа электрических сетей с распределенной генерацией:

  • Расчет падения/нарастания напряжения.
  • Оценка небаланса мощности в сети.
  • Расчет токов КЗ и анализ селективности срабатывания защиты с помощью современных инструментов анализа.
  • Квазидинамическое моделирование.
  • Оптимизация уровней напряжения.
  • Стохастическая оценка с вероятностным анализом величины мощности нагрузки или надежности и оценка качества электроэнергии.
  • Обширная библиотека моделей элементов сети.
  • Возможность использовать готовые объекты для одно- и трехфазных нагрузок.
  • Возможность задавать профили потребления и генерации электроэнергии.
  • Возможность задавать различные генераторы и преобразователи, фотоэлементы (солнечные панели PV) с автоматическим расчетом мощности на основе известной солнечной радиации региона.
  • Возможность задавать топливные элементы, ветрогенераторы, микротурбины, накопители электроэнергии (аккумуляторы) и т. д., а также динамические модели (например, модель распределенных и малых фотоэлектрических установок – WECC PVD1).

Решения для ВИЭ

9.jpg

Комплексные исследования по внедрению возобновляемых источников энергии в электрические сети являются одним из ключевых вопросов современного планирования и анализа сетей. PowerFactory объединяет широкие возможности моделирования с передовыми алгоритмами расчетов, тем самым предоставляя инженеру-аналитику инструменты для проведения полного спектра исследований, необходимых для подключения ВИЭ к сети и анализа взаимовлияния сети и ветряных парков, фотоэлектрических установок (PV) и всех других видов модулей электростанций с использованием возобновляемых источников энергии:

  • Расчеты симметричных и несимметричных установившихся режимов сетей в стационарном состоянии с учетом допустимых пределов по реактивной мощности, зависящих от напряжения, контроллеров парка силового оборудования с заданными характеристиками и т. д., а также расчеты сетей постоянного тока.
  • Расчет (металлических/неметаллических) ТКЗ любого типа в соответствии со стандартами IEC, ANSI и VDE, а также стандартным методом (полным), используемым для сетей на территории РФ.
  • Оценка качества электроэнергии в соответствии с МЭК 61400-21 с возможностью учета зависящих от частоты эквивалентов Нортона, моделирование интергармоник.
  • Моделирование источников высших гармоник: источники тока и напряжения, тиристорные выпрямители, преобразователи и устройства силовой электроники (ШИМ, вентиль) и дискретных элементов (диоды, тиристоры), СТК, нелинейная нагрузка, эквивалентный генератор тока.
  • Расчеты и анализ симметричных и несимметричных электромагнитных и электромеханических переходных процессов с подробным моделированием систем управления и библиотекой шаблонов динамического оборудования с возможностью анализа грозовых и коммутационных перенапряжений, феррорезонансных явлений, токов насыщения.
  • Моделирование электромагнитных ПП в сетях с ВИЭ (ветер/солнце и т. д.) и системами аккумулирования.
  • Анализ быстрого преобразования Фурье (БПФ).
  • Моделирование дискретных R-L-C-элементов, готовые модели для всех типов генераторов/преобразователей, управляемых шунтов и STATCOM, устройств FACTS.
  • Динамические модели в соответствии с IEC 61400-27-1 и WECC (например, модель распределенных и малых фотоэлектрических установок – WECC PVD1).
  • Стохастические модели ветреных потоков и вероятностные инструменты анализа.
  • Анализ частотной характеристики модели (диаграммы Боде и Найквиста).

Решения для бизнеса (проектные организации)

10.jpgВ настоящее время при проведении комплексных расчетов (СИПР, КПР, СВМ) или при проектировании электрических сетей инженеры сталкиваются с рядом неудобств, которые приводят к замедлению процесса выполнения проекта. К ним относятся: разрозненные инструменты моделирования с представлением в разных форматах, низкий уровень автоматизации типовых рутинных задач, необходимость использования типовых элементов без возможности редактирования, отсутствие возможности моделирования нетиповых устройств (объектов ВИЭ, силовой электроники), отсутствие необходимого функционала в ПК (расчет показателей надежности, качества ЭЭ). Появляется необходимость в создании и постоянной актуализации нескольких расчетных моделей, что увеличивает риск возникновения ошибок, может снижать точность расчетов и отражается на их качестве. Зачастую это приводит к поиску субподрядчиков на отдельные виды расчетов и, соответственно, к вынужденным финансовым потерям предприятия. PowerFactory предлагает единый исполняемый модуль с гибкой системой подключения функциональных блоков по желанию пользователя, ведение единой модели электроэнергетической системы с комплексной базой данных, моделирование сложного и специфического оборудования, влияющего на принятие проектных решений (АРВ, СТАТКОМ, ВИЭ). Благодаря широким возможностям PowerFactory, становится доступным выполнение практически любых узкоспециализированных расчетов электрических сетей, встроенные средства программирования и готовые скрипты, а также конвертеры из имеющихся программных комплексов (PPS/E, Sincal, Neplan, RastrWin, АРМ СРЗА).

Типовой расчетный пакет для проектных организаций:

  • Расчет установившихся режимов для нормальных, послеаварийных, ремонтных схем, включая возмущения в сложных ремонтных схемах (N-m).
  • Расчеты статической и динамической устойчивости.
  • Определение «узких мест» и оптимизация схемы выдачи мощности.
  • Оптимизация потерь электрической энергии.
  • Оптимизация мест размыкания электрической сети.
  • Расчет показателей надежности электроснабжения.
  • Анализ пропускной способности сечений с учетом различных ограничений.
  • Анализ влияния перетоков мощности между регионами.
  • Построение графических и табличных форм отчета.
  • Учет различных системных ограничений, в том числе по условиям термической стойкости, напряжения.
  • Расчет (металлических/неметаллических) ТКЗ любого типа в соответствии со стандартами IEC, ANSI и VDE, а также стандартным методом суперпозиции (полным), используемым для сетей на территории РФ.
  • Планирование развития сети/планирование ремонтов.
  • Моделирование ВЭС, СЭС.
  • Оптимизация расстановки мест БСК.