Phasors הם אבן הפינה של ניתוח מערכת חשמל, במיוחד במחקרים סימולציה דינמיים אשר להעריך התנהגות מערכת בתנאים יציבים ו transientient. על ידי הפיכת מתחים סינוסאידים וזרמים למספרים מורכבים,phasors לאפשר מהנדסים לנתח רשתות AC בקנה מידה גדול עם יעילות חישובית יוצאת דופן. מאמר זה מספק חקירה מעמיקה של תיאוריית phasor, היישום שלה במערכת כוח סימולציה, ותפקידו ב-רשת מודרנית ניטור רחב עם סחבתים מתקדמים.

הקרן המתמטית של Phasors

(ב) , (ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

דומיינים ל-Phasor Domain

(הופנה מהדף ⁇ ) ⁇ (הופנה מהדף phasors) מבוסס על זהותו של אוילר:0 (FLT:0) סימולציות בזמן-דומיין 1j( ⁇ t+ ⁇ ) סימולציות מסתמך על זהותם של אולר ( ⁇ t+ ⁇ ) + j( ⁇ t + ⁇ t + ⁇ )) 3LT:3FLT על ידי ייצוג כל מקורות ועומסים עם LTors, משוואות הופכות למשוואה ליניארית של מערכת פשוטה של משוואות להיות בעלת עוצמה קבועה של משוואות אשר ניתן לפתור באופן קבוע.

Phasors in Power System Dynamic Simulation

סימולציה דינמי של מערכות חשמל כרוך מודלים של התנהגות אלקטרו-מכונית ואלקטרומגנטית של גנרטורים, עומסים ורשתות שידור לאורך זמן. סימולציה מבוססת Phasor, הנקראת לעתים קרובות FLT:0:0transient יציבות סימולציה FLT:1, פותר את הדינמיקה השונים של המערכת על משוואות חישוביות מתוחות וזרמים בכל שלב.

המונחים: phasors

  • (FLT:0)Generators:FLT:1 , דגמי מכונה סינכרוניים (למשל, תת-טרנסנט, חולף, ותגובה יציבה של המדינה) מיוצגים כמקורי מתח מאחורי אימפולסים, עם מתחים פוסחים המותאמים על ידי צוטטות ופקדים.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0)Loads:FLT:1 Static לטעון מודלים (התחמצנות, הנוכחית, הכוח) ועומסים דינמיים (מנועים אינדוקציה) מיוצגים על ידי משוואות אלגבריות או שונות במונחים של phasor.
  • (FLT:0) מערכות ניהול: FLT:1 מערכות ציטוטים, מערכות מערכת חשמל ייצוב (PSS), ומודלים של המושל-טרפוזין משתמשים במתח phasor ותדירות קלטות כדי לכווץ מתח שדה ותפוקה כוח מכני.

Phasor-Domain vs. Electroמגנט Transient Simulation

בעוד סימולציה היברידית phasor-domain מניחה תנאים מאוזנים, יסודיים והזנחה תופעות אלקטרומגנטיות מהירות (למשל, גלים נודדים, עיוות הרמוני), סימולציות EMT ללכוד את הפרטים האלה. עם זאת, סימולציות EMT הן אינטנסיביות מבחינה חישובית ולעתים מוגבלות לחלקים קטנים של הרשת או חלונות זמן קצר.עבור מחקרים דינמיים במערכת גדולה המכסים מאות גנרטורים ואוטובוסים, כלים המבוססים על בסיס ®, כמו ®S®, ו-FIgtory לעתים קרובות לשלב את ה-Power-מערכת ההפעלה הסטנדרטית-Power-F.

יתרונות של סימולציה דינמית מבוססת Phasor

  • יעילות:0 (FLT:1 Algebraic משוואות להחליף משוואות דיפרנציאליות של זמן-דומיין, המאפשר סימולציה ריאלית של אלפי אוטובוסים ומכונות בזמן אמת או מהר יותר מאשר בזמן אמת.
  • (FLT:0) steady-state תובנה: FLT:1 Phasors באופן טבעי לספק גודל מתח אוטובוס וזווית, זרימת חשמל, שולי תגובתי - קריטיים להערכת אבטחה סטטית לפני מחקרים דינמיים.
  • (FLT:0) ניתוח יציבות מתמשך: 1.FLT:1 ,שוויון-area קריטריון ותפקידי אנרגיה מסתמכים על ייצוגים של זוויות של מכונות רוטטור ופלטי חשמל, ומאפשר הערכה מהירה של גבולות יציבות.
  • (FLT:0) מערכת ניהול מערכת:FLT:1 סימולציה מבוססת Phasor הוא עבודת הכפייה עבור כוונון PSS ו המושלים, שבו הדינמיקה הדומיננטית היא תנודות אלקטרו-מכניות איטיות (0.1-3 הרץ).
  • (FLT:0) אינטגרציה עם ניתוח ליניארי:FreaLT:1 אנליזה Eigenvalue ומחקרי יציבות קטנה תלויים במודלים לינאריים של phasor, אשר מניבים את המדינה מאפים לאבחון יחס לחות.

יחידות למדידה Phasor ו- Wide-area Monitoring

הופעתן של יחידות מדידה (PMUssua)FLT:1 מהפכה סימולציה דינמי על ידי מתן נתונים סינכרנופיטורים בזמן אמת על פני הרשת. PMUs דגימות מתח דגימות גלפור הנוכחי בשיעורים גבוהים (בדרך כלל 30-60 דגימות נתונים דינמית לשנייה) והערכה חיובית של בדיקות תקופתיות מופחתת ל- GPS אלה, ובכך למנוע חיזוי דינמית יותר, ולכן לא ניתן לדגימות לטווח קצר יותר, ולכן, ולכן, כלומר, לא ניתן לבצע מודלים של מערכות הגנה לטווחים מתקדמים, באופן מקוון, ולכן, באופן קבוע, באופן לא סדיר, ולכן, ולכן, לא ניתן לבצע בדיקות אבטחה לטווח קצר יותר, ולכן, ולכן, בתנאי תמיכה חיזוי, באופן דינמית, באופן קבוע, ולכן, באופן דינמית, באופן לא סדיר, ולכן, ולכן, ולכן, בתנאי תמיכה הסתברותיחות אבטחה לטווח קצר יותר, ולכן, באופן קבוע, באופן הסתברות גבוהה, בתנאי תמיכה דינמית, באופן קבוע, באופן קבוע, בתנאי תמיכה דינמית, באופן קבוע, ולכן, באופן קבוע, טיפול יעיל יותר, בתנאי תמיכה הסתברות גבוהה, בתנאי תמיכה תחזיות אבטחה לטווח קצר יותר, ולכן, ולכן, ולכן, ולכן, תחזיות אבטחה לטווח קצר יותר, באופן קבוע, ולכן, ולכן, ולכן, ולכן, ולכן, ולכן

אסטיגנציה של המדינה הדינמית עם Phasors

הערכה המדינה המסורתית מסתמכת על מדידות SCADA מעודכנים כל כמה שניות.נתוני PMU, זמן-stamped דיוק microII, מאפשר estimation המדינה דינמי כי עוקב מתחים phasor זרמים ברציפות.יכולות אלה חיוני להגנה הסתגלות ושליטה ברשת חכמה עם חדירה גבוהה של נתונים מחקר מתחדשת.

מגבלות ותוספות של הגישה של Phasor

למרות השימוש הנרחב שלה, הגישה המסורתית של phasor יש מגבלות טבועה.זה מניח מערכת מאוזנת שלוש-phase ותדירות בסיסית אחת, אשר מופרת במהלך תקלות לא מאוזנות, תנאים עשירי הרמוני, או משאבים המבוססים על חומרים בלתי-מאוזנים עם מעבר מהיר.יתר, מודלים המבוססים על phasor לא יכולים ללכוד התחדשות תת-סנכרון או טראנסנטים מאוד (למשל, שם, ברק) שוברים יציבים.

דינמי Phasors ו Multi-Frequency Analysis

כדי להרחיב את תוקף הסימולציה המבוססת על phasor, החוקרים פיתחו את ה-FLT:0דינמית phasorFLT 1 מושג במקום להניח phasor קבוע, phasors דינמיים מאפשרים את הגודל והשלב כדי להשתנות בהתאם משוואות דינמיות שונות הנגזרות מן Hilbert משנה או תדירות decomposition. גישה זו יכולה לייצג הרמוניות ומוצרים בין-modulation תוך שמירה על היתרונות של שיטות חישוב אלקטרוניות כגון ⁇ .

יישום תוכנת Simulation המודרנית

פלטפורמות סימולציה של מערכת חשמל מובילות ליישם סימולציה דינמי מבוסס phasor באמצעות שילוב של פתרון רשת אלגבריות ושילוב מספרי של משוואות שונות.לדוגמה, PSS®E משתמשת בגישה לפתרון מופץ: הרשת נפתרה כמערכת של phasor אל-phie-Extrasor של משוואות בקרה, בעוד גנרטור ובקרה משולבים עם שיטות מלכודת אוילריות.

לקריאה נוספת על תורת phasor ויישומים, המשאבים הבאים מומלץ:

  • (ב) ,0) ,Ed Phasor-Data Based Simulation Guide
  • (ב) ויקרא יא"ד: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • מקור:0 (ב) ,0) PowerWorld Knowledge Base: Understanding Phasors in SimvinationFLT

מסקנה

היישום של phasors ב סימולציה של מערכת חשמל מערכת אנרגיה ממשיכה להיות כלי חיוני עבור מהנדסים.מ זרם כוח מצב יציב כוח מצב יציבות transient ו ניטור רחב-שטח,phasors לספק מסגרת אלגנטית ויעילה מתמטית עבור ניתוח רשתות AC. בעוד מגבלות קיימות עבור transients אלקטרומגנטיים מהירים ותנאים לא מאוזנים, מחקר מתמשך לתוך phasors דינמיים ושיטות היברידיות EMT-re-reto-reto-re-re-re-re-re-re-re-re-re-surances להמשיך להרחיב את עקרונות חיוני של מערכות חשמל מאובטחים של מערכות חשמל מאובטחים של מערכות חשמל מאובטחים של מערכות חשמל מאובטחים של מערכות חשמל סימולציה בטוחה.