СИМЭС предназначена для выполнения электротехнических расчетов при проектировании и эксплуатации электроэнергетических систем любой сложности на основе связи расчетной модели с приложениями геоинформационной системы.
СИМЭС сочетает в себе удобный пользовательский интерфейс и мощные математические методы расчета режимов, обеспечивающие построение электронных моделей, как разомкнутых распределительных, так и сложнозамкнутых системообразующих сетей.
СИМЭС включает следующие программные комплексы:
- СИМЭС-РЕЖИМ – «Расчеты установившихся режимов»;
- СИМЭС-ТКЗ – «Расчеты токов коротких замыканий»;
- СИМЭС-ПОТЕРИ – «Расчеты потерь электроэнергии при эксплуатации электрических систем»;
- СИМЭС-ТЭР – «Технико-экономические расчеты при проектировании электрических систем».
1. Область применения
- Проектирование электрических распределительных сетей района, подрайона, города.
- Проектирование распределительных сетей промышленных предприятий.
- Проектирование развития электрических сетей электроэнергетических систем.
- Проектирование сложных энергетических систем.
- Разработка технических условий на подключение дополнительных нагрузок или источников к существующей электрической сети.
- Оперативный контроль и проверка возможных режимов существующих электрических сетей.
2. Основные преимущества электронной модели сети
Ввод исходной модели осуществляется путем рисования схемы сети с использованием встроенного редактора расчетной схемы и визуально соответствует схеме электрической сети. В процессе рисования модели проверяется связность сети и классы напряжения узлов.
Модель сети состоит из объектов, соответствующих элементам сети: линии, трансформаторы, реакторы и т.п. Типы и марки элементов выбираются из встроенной справочной базы данных, параметры схемы замещения рассчитываются автоматически с учетом настройки элементов, например, РПН или ПБВ трансформаторов, числа секций батарей конденсаторов и т.п. Допускается ввод модели в виде абстрактных узлов и ветвей, без определения объектов.
Элементы схемы сети могут отображаться на карте. При этом любой объект, отображенный на схеме или в таблице программы, может быть найден системой на карте, и любой объект схемы, отмеченный на карте, может быть найден в таблице объектов. Также будет показан тот участок однолинейной схемы, в центре которого изображен указанный объект.
Параметры расчетной модели и результаты расчета выводятся в таблицы и на схему и, при необходимости, на карту. Для раскраски элементов на схеме и на карте могут быть применены разные настраиваемые цветографические схемы. Так схема может быть раскрашена по классам номинальных напряжений, по степени загрузки объектов электрической сети, по уровням расчетных напряжений по отношению к номинальному и другие. Таким образом, если в результате каких либо коммутаций некоторый район оказывается погашенным, это сразу видно и на карте и на однолинейной схеме.
Графическое изображение однолинейной схемы сети может быть разбито на множество визуально независимых участков – подсхем. Любая подсхема может быть выведена на любой системный принтер с форматом от А4 до А0, а также передана в AutoCAD или другую графическую систему. Выходные табличные документы могут быть выведены на системный принтер или переданы в MS Word или Open Office для оформления выходных документов на основе настраиваемых шаблонов.
Кроме этого, предусмотрены интерфейсы, позволяющие передавать как данные модели, так и графическое изображение в другие программы. Поддерживается формат CDU, специальный формат XML, описанный в документации к программе и текстовые форматы CSV. Имеется утилита для конвертирования данных из других программ расчета ТКЗ. Интерфейс на основе, стандарта CIM XML позволяет передавать модели в другие расчетные программы с аналогичной функциональностью.
3. Выполняемые расчеты
СИМЭС позволяет моделировать разные режимы электрической сети для различных задач.
3.1. Программный комплекс СИМЭС-РЕЖИМ – «Расчеты установившихся режимов» позволяет решать следующие задачи, связанные с установившимися режимами сложнозамкнутых и разомкнутых сетей:
- Расчет уровней напряжения во всех точках сети с оценкой величины отклонений напряжения и потерь напряжения.
- Расчет токов и потоков мощности по всем элементам сети с оценкой их степени (коэффициентов) загрузки с учетом поправок на температуру окружающей среды.
- Оценка потерь мощности в элементах сети и составление балансов мощности как по всей схеме, так и по районам и подрайонам сети
- И другие…
3.2. Программный комплекс СИМЭС-ТКЗ – «Расчеты токов коротких замыканий» (КЗ) позволяет решать следующие задачи:
- Расчет токов коротких замыканий для простых видов повреждений: трехфазное КЗ; однофазное КЗ двухфазное КЗ, двухфазное КЗ на землю с использованием метода симметричных составляющих.
- Расчет токов ОЗЗ включая для сетей с резистивным заземлением нейтрали и с заземлением нейтрали через комплексное сопротивление (например, через дугогасящий реактор). С использованием разных методов: по погонным значениям токов ОЗЗ линий и по схеме расчета однофазного КЗ.
- Расчет ударных токов, эквивалентных односекундных токов и термически эквивалентных токов.
- Приближенный учет изменения периодической и апериодической составляющих тока КЗ.
- Оценка интеграла Джоуля за время протекания тока КЗ при отключении основных и резервных защит.
- Проверка оборудования по стойкости тепловому и электродинамическому действию токов КЗ и по допустимости токов отключения
- Расчет токов в грозозащитных тросах, для их проверки по термической стойкости в приложении, реализующем поопорную и попролетную модель линии.
- Для разомкнутых участков сети (фидеров 6-10 кВ) – моделирование защит с зависимой характеристикой срабатывания (реле типа РТ-80, модулей Sepam, Сириус 2Л и других подобных защит). С возможностью расцветки схемы сети по времени отключения в зависимости от удаленности от центра питания.
3.3. Программный комплекс СИМЭС-ПОТЕРИ – «Расчеты потерь электроэнергии при эксплуатации электрических систем» позволяет решать следующие задачи основе приказа Минэнерго РФ №326:
- Расчет технических потерь по величине отпуска электрической энергии для сети в целом и для ее подразделений.
- Расчет технологических потерь с учетом оборудования и средств измерения.
- Расчет норматива потерь по прогнозу отпуска электроэнергии
- Расчеты с использованием графиков энергопотребления от средств АСКУЭ.
3.4. Программный комплекс СИМЭС-ТЭР – «Технико-экономические расчеты при проектировании» позволяет на модели, введенной для выполнения расчетов установившихся режимов и токов коротких замыканий, выполнить оценку следующих технико-экономических показателей:
- Расчеты объемов работ по укрупненным показателям стоимости оборудования.
- Расчеты дисконтированных затрат на вариант развития электрической сети с учетом стоимости потерь.
- Расчеты приведенных затрат по укрупненным показателям с учетом динамики изменения цен на оборудование, материалы и комплектующие.
Эти расчеты выполняются с учетом изменения нагрузок во времени и подключением новых участков сети.
СИМЭС имеет встроенные средства, позволяющие существенно сократить трудозатраты по подготовке моделей электрической сети. Так, предусмотренная функция «Калька» позволяет оцифровывать графическое изображение схемы электрической однолинейной, вставив его в качестве подложки. При этом изображение синхронизируется с изображением в модели прокручивается и масштабируется синхронно. При этом привязка растровой модели сохраняется в модели сети и при повторных обращениях к исходному изображению исключаются затраты, связанные с повторной синхронизацией изображений.
СИМЭС не предъявляет особых системных требований к компьютеру. Работает в качестве 32-разрядного приложения под управлением MS Windows версий 7, 8, 10 и более ранних. Работа программы адаптирована для одно- или двухдисплейных конфигураций компьютера.
Максимальная размерность одной расчетной схемы без разбивки на подмодели более 100000 узлов и 120000 ветвей. Общее число подсхем не ограничивается.