Phasors یک سنگ بنای تجزیه و تحلیل سیستم برق الکتریکی است، به ویژه در مطالعات شبیه سازی پویا که رفتار سیستم را تحت شرایط ثابت و گذرا ارزیابی می کنند، با تبدیل ولتاژهای سینوسی و جریانها به اعداد پیچیده، مهندسان را قادر می سازد تا شبکه های بزرگ AC را با بهره وری محاسباتی قابل توجه تجزیه و تحلیل کنند.این مقاله یک اکتشاف عمیق از نظریه phasor، کاربرد آن در سیستم نظارت پویا و شبیه سازی مدرن آن را در نقش گسترده ای از ثبات فراهم می کند.

بنیاد ریاضی Phasors

و در این صورت، یک نمونه از این آیات به صورت زیر است: (۱)

از Time Domain تا Phasor Domain

تبدیل سینوس های زمان-domain به phasors بر هویت اولر متکی است: j ( ⁇ t+] به آرامی ساختار ( ⁇ t + ژنراتور) + j [rlient زوایای] [F3] با نمایندگی از تمام منابع و بارهای با فرض ثابت شبکه، به طور همزمان تنظیم معادلات بزرگ ثابت است که می تواند به طور همزمان تنظیم شده است.

ویژگی های بازی Power System Dynamic شبیه سازی

شبیه سازی دینامیک سیستم های برق شامل مدل سازی رفتار الکترومکانیکی و الکترومغناطیسی ژنراتورها، بارهای و شبکه های انتقال در طول زمان است. شبیه سازی مبتنی بر Phasor، که اغلب به نام شبیه سازی ثبات محرک ، حل معادلات تفاوت سیستم با استفاده از ولتاژهای phas و جریان در هر زمان با این شبیه سازی موج ایده آل (سرعت سرعت محاسباتی) برای حل کردن سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت، سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت در جهت یابی، سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت، سرعت سنجی، سرعت سرعت سرعت، در جهت یابی به سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت سرعت، در جهت یابی به سرعت سرعت سرعت، در جهت یابی به طور دقیق، در جهت حل می کند.

قطعات کلیدی مدل شده با Phasors

  • مدل های ماشین ناهمسان (به عنوان مثال، زیر ترانس، ترانس و واکنش های ثابت دولت) به عنوان منابع ولتاژ پشت ناتوانی های ضعیف، با ولتاژهای تنظیم شده توسط excitation و کنترل فرماندار نمایندگی می شوند.
  • [[۱] [۱۰] خطوط انتقال: [[۱۰] خطوط با استفاده از π-quivalents با شکاف های سری و پذیرش گریز، همه در شکل phasor مدل سازی شده اند.
  • Loads: مدل های بار استاتیک (مقابل تحمل، فعلی، قدرت) و بارهای پویا (موتورهای برش) توسط معادلات جبری یا تفاوت در شرایط ظریف نمایندگی می شوند.
  • سیستم های کنترل: سیستم های انتقال، تثبیت کننده سیستم قدرت (PSS) و مدل های حاکم-turbine از ولتاژ و ورودی های فرکانس برای محاسبه ولتاژ میدان و خروجی قدرت مکانیکی استفاده می کنند.

Phasor-Domain در مقابل شبیه سازی ترانسیمر الکترومغناطیسی

در حالی که شبیه سازی phasor-domain شرایط متعادل و با فرکانس بنیادی را فرض می کند و پدیده های سریع الکترومغناطیسی را نادیده می گیرد (به عنوان مثال، امواج سفر، تحریف هارمونیک)، شبیه سازی EMT این جزئیات را ضبط می کند، با این حال، شبیه سازی های EMT به طور محاسباتی فشرده و به طور معمول محدود به بخش های کوچک از شبکه یا پنجره های کوتاه مدت است.

مزایای شبیه سازی پویا Phasor-based

  • بهره وری محاسباتی: معادلات جبریک جایگزین معادلات تفاوت زمان- دامنه، امکان شبیه سازی واقع بینانه هزاران اتوبوس و ماشین در زمان واقعی یا سریع تر از زمان واقعی.
  • بینش دولت: Phasors به طور طبیعی ارائه می دهد ولتاژ و زاویه، جریان قدرت و حاشیه های واکنشی - بحرانی برای ارزیابی امنیت استاتیک قبل از مطالعات پویا.
  • تجزیه و تحلیل ثبات ترانسی: معیار و عملکرد انرژی برابر بر نمایندگی از زاویه ماشین روتور و خروجی های برق الکتریکی تکیه می کند، که اجازه می دهد ارزیابی سریع از محدودیت های ثبات.
  • تنظیم سیستم کنترل: شبیه سازی مبتنی بر Phasor اسب کار برای تنظیم PSS و فرمانداران است، که در آن دینامیک غالب نوسانات الکترومکانیکی آهسته (0.1-3 هرتز) است.
  • Integration با تجزیه و تحلیل خطی: تجزیه و تحلیل ارزش Eigen و مطالعات ثبات کوچک بستگی به مدل های خطی شده phasor، که سیستم ماtrices برای کاهش نسبت ارزیابی نسبت.

واحدهای اندازه گیری Phasor و نظارت گسترده - Area

ظهور واحدهای اندازه گیری (PMU) با ارائه داده های همگام سازی زمان واقعی از سراسر شبکه انقلابی ایجاد کرده است. PMUs نمونه و موج فعلی در نرخ های بالا (معمولا 30-60 نمونه در ثانیه) و محاسبه مطالعات مثبت همگام سازی زمان شبیه سازی GPS، اجازه نمی دهد تا از طریق مدل های پیشرفته، و سیستم پشتیبانی پویا، استفاده کنند.

برآورد دولت پویا با Phasors

برآورد دولت سنتی متکی به اندازه گیری های SCADA است که هر چند ثانیه به روز می شود. داده های PMU، زمان بندی شده به دقت میکرو ثانیه، برآورد حالت پویا را قادر می سازد که ولتاژهای phasor و جریان های تجاری را به طور مداوم ردیابی می کند، این قابلیت برای حفاظت سازگار و کنترل در شبکه های هوشمند با نفوذ بالا، سیستم عامل های تحقیقاتی متعدد، مانند پروژه OpenMU و راه حل های تجاری مانند شبیه سازی یکپارچه RTMU، نشان می دهد که چگونه ماژول های امنیتی مجازی می تواند نشان دهد.

محدودیت ها و گسترش رویکرد Phasor

علی رغم استفاده گسترده آن، رویکرد سنتی دارای محدودیت های ذاتی است.این فرض یک سیستم سه فاز متعادل و یک فرکانس بنیادی منفرد است که در هنگام خطاهای تعادل، شرایط غنی از آسیبونیک یا منابع مبتنی بر اینورتر با تغییر سریع، نقض می شود، علاوه بر این مدل های مبتنی بر phasor ممکن است زیرمجموعه های ناهمگونگی یا فرض بسیار سریع گذرا (مانند حملات رعد و برق) را ثبت نکنند.

Dynamic Phasors و Multi-Frequency Analysis

برای گسترش اعتبار شبیه سازی مبتنی بر phasor، محققان phasorودینامیک را توسعه داده اند، به جای فرض یک متخصص ثابت، phasors پویا اجازه می دهد تا اندازه و فاز با توجه به معادلات مختلف مشتق شده از Hilbert ترانسفورماتور تبدیل یا تجزیه و تحلیل فرکانس، این رویکرد می تواند نشان دهنده آسیب شناسی و شبیه سازی های تجاری باشد، در حالی که ابزارهای شبیه سازی قدرت چند منظوره شامل مزایای سیستم های Effor.

پیاده سازی در مدرن شبیه سازی Software

سیستم های شبیه سازی سیستم قدرت هدایت کننده، شبیه سازی پویا مبتنی بر phasor را با استفاده از ترکیبی از راه حل شبکه Algebraic و ادغام عددی معادلات دیفرانسیل پیاده سازی می کنند.به عنوان مثال، PSS®E از یک روش راه حل پارتیشن استفاده می کند: شبکه به عنوان مجموعه ای از معادلات جبری قابل قبول حل می شود، در حالی که ژنراتور و دینامیک کنترل با هر دو روش مطالعه وفاداری (کد) ترکیب شده است.

برای مطالعه بیشتر در مورد تئوری و برنامه های کاربردی، منابع زیر توصیه می شود:

  • [[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۲] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۲] [۲] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۲] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]
  • [[ویرایش] [۱] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۲]] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۲] [۳] [۱] [۲] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۱] [۱] [۱] [۳] [۳] [۱] [۳] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۱] [۱] [۳] [۱] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱] [۳] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱] [۳] [۳] [۳
  • یادداشت فنی: شبیه سازی مبتنی بر Phasor در زمان واقعی
  • [در این باره] [در این باره]، [[۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [

نتیجه گیری

کاربرد phasors در سیستم برق الکتریکی شبیه سازی پویا همچنان یک ابزار ضروری برای مهندسان است.از جریان قدرت ثابت و پایدار دولت به ثبات پیچیده ترانس و نظارت گسترده-area، phasors ارائه یک چارچوب ریاضی و محاسباتی قابل اعتماد برای تجزیه و تحلیل شبکه های AC است، در حالی که محدودیت های برای سرعت الکترومغناطیسی و شرایط غیر فعال وجود دارد، تحقیقات در حال انجام به تجزیه و تحلیل پویا و ابزار الکترونیکی پویا برای توسعه قدرت های عمیق و پایدار باقی می ماند.