Аналоговое вычислительное устройство

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 252736 Союа Советских Социалистических Республиктле е,кф нМэхт,(рг.;п.у че.; . вл: Зависимое от авт. свидет ьства Ме ф 3 Комитет по делам зобретений и открытийаявлено 25 ЛЧ Л 968 ( 1236391/18-24) Кл. 42 тп 4, 7/62 с присоедине ем заявки Ме -Приоритет МПК С 06 д Опубликовано 22 ЛХ. юллетень Ме 29 К 681,333(088,8 при Совете МикисСССР Дата опубликования описания 11,11.1970 Авторыизобретения. В. Бороз ец, В. Д, Шлимович и Т. С, Яковле сесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетик ая,вител АЛОГО ТРОЙСТВ ВЫЧ ИСЛ ИТЕЛ ЬН 2- 3 ел (см ремя моде 17На фиг. 1,приведена схемасети; на фиг, 2 - электрическаройства. сследуемоисхема уст 3 Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.Известно аналоговое вычислительное устройство для определения потерь в сетях иограничений по ,пропускной способности линий при расчетах оптимального режима энергосистем по активным мощностям, содержащие модели постоянного тока, операционныеусилители, источники тока и блок учета ограничений. В известных устройствах наблюдается большой объем настроечных элементов и,как следствие, низкая оперативность,Предложенное устроиство отличается тем, что с целью сокращения объема операций по 15 вводу исходных данных и повышения точности оно содержит каскад из трех моделей постоянного тока, повторяющих конфигурацию сети энергосистемы, в которых узлы первой модели соединены с одноименными узла ми второй модели через операционные усилители, а узлы третьей модели подключены к выходам источников тока, к двум входам которых присоединены резисторы, подключенные к выходной цепи операционного усили теля. Схема (см. фиг. 1) содержит узлы 1 - 3 сети энергосистемы, линии 1 - 2, 2 - 3, 1 сети энергосистемы.Электрическая схема устройства (см, фиг. 2) содержит узлы 4 12 моделей 13 - 15, соответственно повторяющих конфигурацию сети энергссистемы, резисторы 1 б - 24 в ветвях модели, источники тока 25 и 2 б, операционные усилители 27 - 31, резисторы 32 - 37 на входе, выходе и в обратной связи усилителей 27 и 28, блок 38 учета ограничений по пропускной способности линий электропередачи, резисторы 39 и 40, выполняющие роль источников тока блока 38 учета ограничений, и нелинейный блок 41.Схема (см. фиг. 2) содержит три мод и 13 - 15, повторяющие конфигурацию сети фиг, 1).Узлу 2 (см. фиг. 1) сети соответствует узел 4 (см, фиг. 2) в модели 13, узел 10 в модели 14, узел 7 в модели 15. Узлу 3 сети соответствует узел 5 в модели 13, узел 11 в модели 14 и узел 8 в модели 15.Каждая линия сети моделируется т резисторами соответственно в трех лях. Линии 1 - 2 соответствуют резисторы, - в модели 13, 20 - в модели 14 и 23 - в модели 15. Аналогично линии 1 - 3 соответствуют резисторы 18, 21 и 24, а линии 2 - 3 - резисторы 1 б, 19 и 22,3Узлы модели 13 (кроме балансирующего) соединены с одноименными узлами модели,14 через операционные усилители 27 и 28, работающие в масштабном режиме. Усилитель 27 подключен своим входом через резисторы 32 к узлу 4 модели 13, а своим выходом через резистор 33 - к узлу 10 модели 14, резистор 32 образует цепь обратной связи усилителя 27, Аналогично усилитель 28 подключен к узлам 5 и 11 через резисторы 35 и 37, а цепь его обратной связи замыкается через резистор Зб. Падение напряжения на резисторах 34 и 37 является входными величинами для источников тока 25 и 2 б.Источники тока выполнены на больших сопротивлениях, включенных между выходом усилителя 28 и узлом модели 15. Устройство содержит три последовательно включенных модели постоянного тока для решения урав- нений 18 =)(В- ХР)= 2 а)(Х)(о6) = В;-ХдЬ г де / В / - матрица, элементы которой пропорциональны активным проводимостей линий;/о - столбец фазовых углов напряжений в узлах;Р - столбец узловых иощностей;д- столбец производных по промежудЬточной переменной;,о в . столбец относительных приростовпотерь м ощнасти.В уравнениях (1) и (3) искомые величины выражаются в функции заданных переменных через обращенную матрицу В) - , а в уравнении (2) - через необращенную матрицуЭто обуславливает различный режим работы моделей; первая и третья модель работают в режиме задания узловых токов и снятия узловых напряжений, а для второй модели, наоборот, входными величинами являются напряжения, а выходными - токи, Модели связаны между собой преобразователями тока и напряжения. Эти преобразователи, во-первых, осуществляют измерение напряжений в узлах первой модели и задание равных им напряжений в узлах второй модели, и вовторых - измерение токов, поступающих в узлы второй модели, а задание пропорциональных им токов .в узлы третьей модели.Схема, работает следующим образом.На вход подаются узловые токи, пропорциональные величинам узловых активных мощностей Р, и Р,. В первой модели решается уравнение (1). Напряжения в узлах этой модели пропорциональны значениям промежуточных переменных - углов б, и б, Напряжения с узлов модели 13 передаются в узлы модели 14 с помощью усилителей 27 и 28.252736 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 В силу инвертирующих свойств усилителей напряжения в узлах второй модели имеют обратные знаки ( - 61 и - 6).Во второй модели решается уравнение (2), поэтому токи, поступающие в узлы этой модк дели, пропорциональны производнымдо 1д;и . Эти токи измеряются и передаютсядиацв модель 15 посредсвом источников тока 25 и 2 б. Измерение токов осуществляется по падениям напряжения на резисторах 34 и 37, С выходов источников тока 25 и 2 б в узлы 7 и 8 поступают токи, пропорциональныед джпроизводным, идо, дЬВ третьей модели решается уравнение (3). Напряжения в узлах модели 15 пропорциональны величинам о 1 и а и являются выходными величинами всего устройства.Усилители 27 и 28 работают в масштабном режиме и поддерживают в узлах 1 О и 11 напряжения, равные по величине и противоположные по знаку напряжениям в узлах 4 и 5. Блок 38 служит для учета ограничений по пропускной способности линий, этот блок содержит усилители 29 - 31 и нелинейный блок 41, которые включены .в виде последовательной цепочки: усилитель 29 своими входами подключен к узлам 4 и 11 моделей; на выходе усилителя 29 выключен нелинейный блок 41, к выходу нелинейного блока подключены последовательно усилители 30 и 31, выходы которых через резисторы 39 и 40 подключены к узлам 7 и 8 модели 15.Блок 38 работает следующим образом, Так как первая модель воспроизводит уравнение (1), то токи в ветвях этой модели пропорциональны перетокам мощности по соответствующим линиям реальной сети. Измерить эти токи можно путем замера разности напряжений по концам ветви, т. е. разности напряжений в тех узлах первой модели, которые связывает данная ветвь. Напряжения в узлах модели 14 равны напряжениям в узлах модели 13, взятым с противоположным знаком, поэтому с использованием узловых напряжений модели 14 вычитание можно заменять суммированием. Это суммирование выполняется с помощью усилителя 29, на выходе которого напряжение в определенном ,масштабе пропорционально перетоку мощности.К выходу усилителя 29 подключен нелинейный блок 41.К величинам относительного прироста,потерь должна быть введена добавка Ло, учет ограничений по перетокам мощности, зависящий от значения степени влияния мощности в узле на переток по Й линии, т. е. от потокораспределения,по ветвям замкнутой сети при заданных узловых мощностях.Описанное устройство может быть применено в любой специализированной аналоговой машине для расчета экономичного распределения ак 1 ивных нагрузок между генерирую 252736щими объектами в энергосистеме, в которой использован метод относительных приростов.Устройство может моделировать сеть напряжением 35 - 500 кв любой конфигурации, причем могут учитываться такие факторы, как неоднородность сети, наличие продольнойкомпенсации и т. д, Моделироваться может сеть произвольного объема.Устройство, выполняется на блочном 1 принципе и наращивается по мере развития сети. Предмет изобретенияАналоговое вычислительное устройство для определения потерь в сетях и ограничений по пропускной способности лвний при расчетах оптимального режима энергосистем по активным мощностям, содержащие модели постоянного тока, операционные усилители, источники тока и блок учета ограничений, отличаю иееся тем, что, с целью сокращения объемаопераций по вводу исходных данных и повыщения точности, оно содержит каскад из трех моделей постоянного тока, повторяющих конфигурацию сети энергосистемы, в которых 10 узлы первой модели соединены с одноимен.ными узлами второй модели через операционные усилители, а узлы третьей модели под.ключены,к выходам источников тока, к двум входам которых присоединены резисторы, 15 подключенные к выходной:цепи операционного усилителя.252736 Э фо Составитель Е. В. Тимохинаеманова Техред А. А, Камышникова Корректор Л. В. Юшина акт каз 200/4 Тираж 480 ПодписнНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССМосква Ж, Раушская наб., д. 4/5 пр, Сапунова,"ипограф