Разработка и тестирование прототипа программного комплекса для расчета электромеханических переходных процессов в системах электроснабжения промышленных предприятий (договор №311ГС1ЦТС10-D5/80265 от 15.11.2022) (заключительный)

Основная цель работы – разработать и протестировать прототип программного комплекса для расчёта электромеханических переходных процессов в системах электроснабжения промышленных предприятий, доработать прототип с учётом результатов, полученных при его тестировании. В работе разработаны имитационные модели электроэнергетического оборудования для создания электрических схем. Осуществлена успешная проверка адекватности разработанных имитационных моделей, реализованных в программном комплексе для выполнения матричного моделирования. Осуществлена верификация разработанных моделей по результатам опытов КЗ, которые были сверены с результатами ручных расчётов, выполненных с использованием методик, отражённых в ГОСТ Р 52735-2007. Адекватность имитационных моделей электродвигателей, как наиболее интересующих элементов с точки зрения самозапуска, была проверена дополнительно, с использованием методик, описанных в научно-технической литературе. Результаты проверки адекватности показали работоспособность моделей и их приемлемую точность. Разработаны алгоритмы расчёта электрических величин составных имитационных моделей в комплексной форме и в фазных координатах. Разработана методика и алгоритм автоматического перебора различных режимов работы моделируемой системы электроснабжения для определения минимального состава отключаемых электродвигателей на секции. Разработаны методики и алгоритмы автоматического формирования документации по результатам расчёта, с целью их интеграции в разделы проектной документации. Разработана структура и заполнена база данных, содержащая характеристики российских и зарубежных электродвигателей (всего более 2000 записей). Разработаны и протестированы backend и frontend части прототипа программного комплекса, реализованного в виде облачного web-сервиса. Составлено описание прототипа программного комплекса и инструкция для пользователей. Успешно выполнена сборка и тестирование прототипа программного комплекса, запущен сайт (web-сервис), реализующий разработанный функционал моделирования электромеханических переходных процессов и доступ к БД технических характеристик электродвигателей. Реализуемый функционал и достигнутые технические характеристики разработанного прототипа программного комплекса полностью соответствуют требованиям технического задания (шаг расчета – не менее 0,001 с., максимально возможно конечное время расчёта – не более 5 мин., максимально возможное количество элементов расчетной схемы – не менее 10000, возможное число схем, для которых производится одновременный расчёт режимов самозапуска (или оценка устойчивости электродвигателей) – не менее 100, максимальное общее число электродвигателей, для которых производится расчёт режима самозапуска или оценка устойчивости - не менее 400, максимальное одновременное количество пользователей на сайте -– не менее 200, количество моделей электроэнергетического оборудования - не менее 20, допустимая точность расчета - погрешность не более 10%). Область применения: разработанный прототип может быть применён при проектной или эксплуатационной деятельности, связанной с функционированием систем электроснабжения, содержащих элементы двигательной нагрузки. Экономическая эффективность и значимость работы: Разработанный прототип программного комплекса позволяет проводить расчёты и исследования систем электроснабжения предприятий с целью недопущения условий неуспешного самозапуска электродвигателей ответственных агрегатов, что позволяет снизить величину возможного технического и экономического ущерба, угрозу для обслуживающего персонала при деятельности производственных предприятий. Прогнозные предположения о развитии объекта исследования: Расширение базы данных используемого электрооборудования, интеграция со смежными расчётными модулями, модификация формируемых отчётных документов, расширение перечня рассчитываемых характеристик работы электродвигателей. Объекты интеллектуальные собственности, полученные в результате выполнения работы: Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2023682784 от 25.10.2023. Название: «Программный комплекс для расчёта электромеханических переходных процессов в системах электроснабжения промышленных предприятий». Авторы: Лифшиц А.С., Фролова О.В., Панащатенко А.В., Яблоков А.А., Петров А.Е., Мурзин А.Ю. Правообладатель: Общество с ограниченной ответственностью «Лаборатория РЗА» (ООО «Лаборатория РЗА»). Страна патентования: Российская Федерация. Задачи, поставленные на первом и втором этапах научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы, успешно решены в полном соответствии с техническим заданием и календарным планом.