Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Разработка математической модели анализатора качества электроэнергии

Содержание

С.1Особенности ГОСТ на качество электроэнергии.Хронология принятия стандартов на ПКЭ.ГОСТ 13109-97 - определял основные показатели качества электрической энергии, их нормативные значения, интервалы усреднения и отчетный период. РД 153-34.0-15.501-00 и РД 153-34.0-15.502-2002 – «Методические указания по контролю и
Разработка математической модели анализатора качества электроэнергии в соответствии с ГОСТ Р 32144-2013 С.1Особенности ГОСТ на качество электроэнергии.Хронология принятия стандартов на ПКЭ.ГОСТ 13109-97 - определял С.2 С.3Нормально и предельно допустимые значения показателей качества электроэнергии в соответствии с ГОСТ 13109-97 С.4Приборы для измерения значений показателей качества электроэнергии в соответствии с ГОСТ 13109-97При С.5Сравнительный анализ ГОСТ 13109-97 с ГОСТ 32144-2013 С.6 С.7Сравнение предельных значений ГОСТ 13109-97 и ГОСТ 32144-2013ГОСТ 32144-2013 С.8Сравнительный анализ ГОСТ 32144-2013 с иностранными стандартами С.9Нормируемый уровень фликера в различных странах и стандартахСравнение нормируемых значений коэффициентов гармонических составляющих по 4-м стандартам Основные этапы расчета ПКЭ с использованием регистратора электрических сигналов и математической модели анализатора ПКЭС.10 С.11СОЗДАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ АНАЛИЗАТОРА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА  НАПРЯЖЕНИЙ И ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХСтруктура С.122 Структура блока расчета основных ПКЭ1. Расчет коэффициентов KU выполняется по отдельности С.13Структура блока определения симметричных составляющих линейных напряжений «3-Phase Sequence Analyzer»Структура блока расчета С.14Блок схема измерения фликера в соответствии с ГОСТ Р 32144-2013 Структура блока расчета мгновенного фликераС.15 C.16% Задание числа классов (по ГОСТ Р 51317.4.15-99 не менее 64)K = С.173. Структура блока визуализации сигналов4. Структура блока записи обработанных данных Данный блок Упрощенная схема электроснабжения металлургического завода БВК ЗАО Конар и ДСП-10С.18Применение виртуального анализатора С.19БВК ЗАО Конар: ДСП-10 ГОСТ 13109-97 и ГОСТ 32144-2013 С.20Сравнение старого и нового стандартов показало, что в новом стандарте появились новые
Слайды презентации

Слайд 2 С.1
Особенности ГОСТ на качество электроэнергии.
Хронология принятия стандартов на

С.1Особенности ГОСТ на качество электроэнергии.Хронология принятия стандартов на ПКЭ.ГОСТ 13109-97 -

ПКЭ.
ГОСТ 13109-97 - определял основные показатели качества электрической энергии,

их нормативные значения, интервалы усреднения и отчетный период.
РД 153-34.0-15.501-00 и РД 153-34.0-15.502-2002 – «Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения», которые определили процедуры выполнения измерений, обработки и представления результатов.
В 2008 году на смену РД 153-34.0-15.501-00 и РД 153-34.0-15.502-2002 пришел ГОСТ Р 53333-2008, устанавливающий основные положения по организации и проведению контроля качества электроэнергии, который в том числе описывал формы протоколов измерений. Также на базе международных стандартов были приняты в России ГОСТ Р 51317.4.7-2008 (методы измерения гармоник и интергармоник) и ГОСТ Р 51317.4.30-2008.
Новый стандарт КЭ ГОСТ Р 54149-2010 был разработан с учетом положений принятых стандартов ГОСТ Р 51317.4.30-2008, ГОСТ Р 51317.4.7-2008 и европейского стандарта EN50160, а также специфических требований к электрическим сетям в России.
В 2013 году на основе ГОСТ Р 54149-2010 был разработан международный стандарт по качеству электроэнергии - ГОСТ 32144-2013. Он был введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2014 г.


Слайд 4 С.3
Нормально и предельно допустимые значения показателей качества электроэнергии

С.3Нормально и предельно допустимые значения показателей качества электроэнергии в соответствии с ГОСТ 13109-97

в соответствии с ГОСТ 13109-97


Слайд 5 С.4
Приборы для измерения значений показателей качества электроэнергии в

С.4Приборы для измерения значений показателей качества электроэнергии в соответствии с ГОСТ

соответствии с ГОСТ 13109-97
При анализе ПКЭ необходимо использовать специализированные

измерительные приборы-анализаторы, что служит юридической гарантией достоверности результатов измерений и позволяет использовать их при разрешении споров между энергоснабжающей организацией и потребителем электроэнергии.

В качестве примера на рисунке приведены фотографии приборов для измерения показателей качества электроэнергии в трехфазных электрических сетях – американского анализатора ПКЭ Fluke 433 и отечественного измерительного комплекса «НЕВА ИПЭ».
В обоих анализаторах имеются блоки гальванической развязки сигналов, быстродействующие аналого-цифровые преобразователи и микропроцессоры, осуществляющие обработку измеряемых мгновенных значений напряжений и токов и расчет основных показателей качества электроэнергии. Благодаря наличию внешней флэш-памяти или жесткого диска имеется возможность записи и сохранения большого объема измеренной информации, включая синусоиды токов и напряжений, снятых с высокой частотой дискретизации 0,4 – 100 МГц.
Но, так как данные приборы не работают в соответствии с новым стандартом, то возникает необходимость создания виртуального анализатора ПКЭ на основе среды MATLAB Simulink.


Слайд 6 С.5
Сравнительный анализ ГОСТ 13109-97 с ГОСТ 32144-2013

С.5Сравнительный анализ ГОСТ 13109-97 с ГОСТ 32144-2013

Слайд 8 С.7
Сравнение предельных значений ГОСТ 13109-97 и ГОСТ 32144-2013
ГОСТ

С.7Сравнение предельных значений ГОСТ 13109-97 и ГОСТ 32144-2013ГОСТ 32144-2013

32144-2013


Слайд 9 С.8
Сравнительный анализ ГОСТ 32144-2013 с иностранными стандартами

С.8Сравнительный анализ ГОСТ 32144-2013 с иностранными стандартами

Слайд 10 С.9
Нормируемый уровень фликера в различных странах и стандартах
Сравнение

С.9Нормируемый уровень фликера в различных странах и стандартахСравнение нормируемых значений коэффициентов гармонических составляющих по 4-м стандартам

нормируемых значений коэффициентов гармонических составляющих по 4-м стандартам


Слайд 11 Основные этапы расчета ПКЭ с использованием регистратора электрических

Основные этапы расчета ПКЭ с использованием регистратора электрических сигналов и математической модели анализатора ПКЭС.10

сигналов и математической модели анализатора ПКЭ
С.10


Слайд 12 С.11
СОЗДАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ АНАЛИЗАТОРА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЙ И

С.11СОЗДАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ АНАЛИЗАТОРА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЙ И ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХСтруктура

ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
Структура математической модели анализатора качества электроэнергии, реализованная

в программе Matlab-Simulink

1 Структура блока обработки экспериментальных данных

(Массив мгновенных значений токов и напряжений поступает в математическую модель с использованием блока «From Workspace», затем осуществляется разделение сигналов на напряжения и токи. Линейным напряжениям и токам присваиваются уникальные обозначения)


Слайд 13 С.12
2 Структура блока расчета основных ПКЭ
1. Расчет коэффициентов

С.122 Структура блока расчета основных ПКЭ1. Расчет коэффициентов KU выполняется по

KU выполняется по отдельности для каждого линейного напряжения. Выходные

сигналы с блоков «THD» умножаются на коэффициенты K = 100 и микшируются в один канал. С помощью блока «Fnc» рассчитывается среднее арифметическое значение коэффициента KUср, которое затем в соответствии со стандартом подвергается усреднению за 10 минут с помощью блока «Mean».

2. В блоке «3-Phase Sequence Analyzer» осуществляется расчет симметричных составляющих. Для прямой и обратной последовательности напряжений, с помощью функционального блока «Fnc» находится их отношение и умножается на 100%. После усреднения за 10 минут (с помощью блока «Mean») получается сигнал коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности.

3. В данном блоке рассчитываются действующие значения линейных напряжений , которые затем используются для определения установившегося отклонения напряжения δUу (для него составляется вспомогательная программа , в которой для каждого минутного интервала времени выполняется расчет отклонения напряжения и для анализируемого интервала строится график δUу(t))

4. Мгновенные значения напряжения линейных напряжений UAB(t), UBC(t), UCA(t) поступают на вход блока «RMS», который осуществляет расчет действующих значений за половину периода питающего напряжения. Далее сигналы подвергаются нормированию путем умножения на постоянный коэффициент 1/Uлmном., где Uлmном. – номинальная амплитуда линейного напряжения. После чего, нормированные сигналы поступают на вход блока расчета мгновенного фликера.


Слайд 14 С.13
Структура блока определения симметричных составляющих линейных напряжений «3-Phase

С.13Структура блока определения симметричных составляющих линейных напряжений «3-Phase Sequence Analyzer»Структура блока

Sequence Analyzer»
Структура блока расчета коэффициента искажения синусоидальной кривой напряжения
Производится расчет

результирующего действующего значения высших гармоник через разность результирующего действующего значения напряжения, действующего значения основной гармоники и постоянной составляющей . Для создания блока требуется три основных элемента:
блока вычисления действующего значения сигнала «RMS»;
блока расчета среднего значения «Mean»;
блока преобразования Фурье «Fourier» для расчета действующего значения основной гармоники.
Рассмотренная структура реализована в готовом блоке «THD».

Расчет коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности K2U осуществляется на основе метода симметричных составляющих с определением прямой Uл1 и обратной Uл2 последовательностей линейных напряжений с помощью готового блока «3-Phase Sequence Analyzer» . В данном блоке мгновенные значения линейных напряжений с помощью опорных синусоидальных сигналов Sin(nwt) и Cos(nwt), а также блоков «Phasor» преобразуются в векторы и записываются в комплексной форме, а затем осуществляется расчет симметричных составляющих.


Слайд 15 С.14
Блок схема измерения фликера в соответствии с ГОСТ

С.14Блок схема измерения фликера в соответствии с ГОСТ Р 32144-2013

Р 32144-2013


Слайд 16 Структура блока расчета мгновенного фликера
С.15

Структура блока расчета мгновенного фликераС.15

Слайд 17 C.16
% Задание числа классов (по ГОСТ Р 51317.4.15-99

C.16% Задание числа классов (по ГОСТ Р 51317.4.15-99 не менее 64)K

не менее 64)
K = 100;
% Определение числа точек в

исходном массиве мгновенного фликера
N_max = length(P_AB);
% Определение максимального значения мгновенного фликера
Max_F = max(P_AB);
% Задание исходных массивов функции плотности распределения и интегрального распределения мгновенного фликера
B = zeros(1, K); I = zeros(1, K);
% ПОЛУЧЕНИЕ ФУНКЦИИ ПЛОТНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
% Для каждого класса делаем
for k = 1 : 1 : K
i = 0; % рабочая переменная, показывающая количество точек в каждом классе функции плотности распределения
% Для каждого значения исходного массива «P_AB» делаем
for n = 1 : 1 : N_max
% Если значение попадает в заданный класс, тогда для этого класса прибавляем единицу
% верхний уровень класса % нижний уровень класса
if (P_AB(n) <= Max_F*k/K) && (P_AB(n) > Max_F*(k-1)/K)
i = i + 1;
% Если нет, то ничего не делаем;
end; % Конец внутреннего цикла
% Определяем сколько точек попало в каждый класс
B(k) = i;
end; % Конец внешнего цикла

Исходной информацией для расчетов кратковременных доз фликера являются массивы мгновенных значений фликера «Р_АВ, ВС, СА» и времени «Time_1», формируемых основной моделью анализатора качества электроэнергии.

Вспомогательная программа, реализующая работу классификатора фликерметра

% ПОЛУЧЕНИЕ ФУНКЦИИ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ВЕРОЯТНОСТИ
% Определяем конечное значение функции интегрального распределения
I(K) = B(K);
% Для каждого класса функции плотности распределения выполняем следующее действие: последовательно складываем, начиная с конца массива «В», значения «n» для каждого класса, т.е. проводим интегрирование функции «В»
for k = (K-1) : -1 : 1
I(k) = I(k+1) + B(k) end;
% Находим функцию интегральной вероятности
I_per = I*100/N_max;
% ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАДАННЫХ УРОВНЕЙ ФЛИКЕРА
% Для каждого класса функции интегральной вероятности делаем сравнение
for k = 1 : 1 : K
if I_per(k) > 0.1 P0.1 = Max_P*k/K end;
if I_per(k) > 0.7 P0.7 = Max_P*k/K end;
if I_per(k) > 1.0 P1.0 = Max_P*k/K end;
if I_per(k) > 1.5 P1.5 = Max_P*k/K end;
if I_per(k) > 2.2 P2.2 = Max_P*k/K end;
if I_per(k) > 3.0 P3.0 = Max_P*k/K end;
if I_per(k) > 4.0 P4.0 = Max_P*k/K end;
if I_per(k) > 6.0 P6.0 = Max_P*k/K end;
if I_per(k) > 10 P10 = Max_P*k/K end;
if I_per(k) > 13 P13 = Max_P*k/K end;
if I_per(k) > 17 P17 = Max_P*k/K end;
if I_per(k) > 30 P30 = Max_P*k/K end;
if I_per(k) > 50 P50 = Max_P*k/K end;
if I_per(k) > 80 P80 = Max_P*k/K end;
% Определение сглаженных уровней фликера
P1S = (P0.7 + P1 + P1.5)/3;
P3S = (P2.2 + P3 + P4)/3;
P10S = (P6 + P8 + P10 + P13 + P17)/5;
P50S = (P30 + P50 + P80)/3;
% РАСЧЕТ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ДОЗЫ ФЛИКЕРА
P_St = sqrt(0.0314*P0.1 + 0.0525*P1S + 0.0657*P3S + 0.28*P10S + 0.08*P50S);

% Уровни фликера Р0.1, Р0.7, Р1.0 и т.д. характеризуют значения мгновенного фликера, которые были превышены в течение 0,1%, 0,7%, 1% … времени за интервал наблюдения 10 мин.


Слайд 18 С.17
3. Структура блока визуализации сигналов
4. Структура блока записи

С.173. Структура блока визуализации сигналов4. Структура блока записи обработанных данных Данный

обработанных данных
Данный блок необходим для отображения результатов расчета

ПКЭ.
Отображения мгновенных значений напряжений и токов ДСП, а также рассчитанных ПКЭ осуществляется в осциллографах «Scope».

Основное назначение данного блока – запись рассчитанных ПКЭ в отдельные массивы для последующей графической обработки результатов расчетов, а также формирование исходных сигналов для вспомогательных программ вычисления установившегося отклонения напряжения и кратковременной дозы фликера.
При создании блока использовались элементы библиотеки Simulink «From», «To Workspace» и «Clock». Последний элемент служит для записи массива модельного времени «Time_1», который необходим для построения графиков сигналов с использованием внутренней команды «plot», а также для запуска программы расчета показателя δUу. Еще одним назначением рассматриваемого блока является запись массивов мгновенных значений токов и напряжений для анализа n-ых гармонических составляющих с помощью инструмента быстрого преобразования «FFT Analysis».


Слайд 19 Упрощенная схема электроснабжения металлургического завода
БВК ЗАО Конар

Упрощенная схема электроснабжения металлургического завода БВК ЗАО Конар и ДСП-10С.18Применение виртуального

и ДСП-10
С.18
Применение виртуального анализатора ПКЭ на практике для оценки

ПКЭ в системах электроснабжения ДСП различной мощности

Слайд 20 С.19
БВК ЗАО Конар: ДСП-10
ГОСТ 13109-97 и ГОСТ

С.19БВК ЗАО Конар: ДСП-10 ГОСТ 13109-97 и ГОСТ 32144-2013

32144-2013


  • Имя файла: razrabotka-matematicheskoy-modeli-analizatora-kachestva-elektroenergii.pptx
  • Количество просмотров: 99
  • Количество скачиваний: 1