⚡ Naabruskonna elektrijaotus Reaalaja mudel

Alus — arvude taga olev mudel

Kõik seosed, mida simulaator kasutab, koos allikaga. Eeldustena märgitud konstandid on illustratiivsed kalibreeringud.

Majapidamiste nõudlus järgib päevaprofiili ja ilma; iga elektriauto laeb 7,2 kW-ga, kuni on täis.

P_homes = 150 × 2.0 kW × shape(h) × [1 + 0.025·max(0, θa−24) + 0.02·max(0, 15−θa)] × CLPU(t); P_EV = Σ 7.2 kW while plugged and not full[9]Eeldus: koormusprofiil, elektriautode arvud, liini impedantsid, külmkoormuse taaskäivituse parameetrid ja ventilaatori võimsus on illustreerivad väärtused tavalise eeslinnaliini kohta, mitte päris võrgu andmed.

Õli ülakihi temperatuuritõus läheneb eksponentsiaalselt oma lõppväärtusele praeguse koormuse korral, ajakonstandiga tunde.

Δθ_TO,U = 55 K · [(K²R+1)/(R+1)]ⁿ; Δθ_TO ← Δθ_TO,U + (Δθ_TO − Δθ_TO,U)·e^(−Δt/τ_TO), τ_TO = 180 min (ONAN) / 150 min (ONAF); R = P_k/P₀ at the rating K is referred to: 5 (ONAN), 5 × 1.33² ≈ 8.8 (ONAF)[1][2]

Mähise kuumim punkt asub õli kohal ja järgib voolu minutitega.

Δθ_H,U = 25 K · K^(2m); Δθ_H ← Δθ_H,U + (Δθ_H − Δθ_H,U)·e^(−Δt/(k22·τw)), k22·τw = 8 min; θ_H = θ_A + Δθ_TO + Δθ_H[1][2]Lihtsustus: kuumima punkti tõus järgib ühte eksponenti (k21 = 1, ajakonstant k22·τw). Standardi IEC 60076-7 kaheliikmelise f2(t) lühike ülereguleerimine pärast äkilist koormussammu ei ole modelleeritud, nii et kuumim punkt võib hetkeks näidata paar kelvinit liiga madalat.

Jahutusaste: ventilaatorid muudavad astendajaid ja võimsust, millele koormus viidatakse.

ONAN n = 0.8, m = 0.8; ONAF n = 0.9, m = 0.8 (IEEE C57.91), with K and R referred to the ONAF rating (1.33 × ONAN, R ≈ 8.8)[1][3]Eeldus: koormusprofiil, elektriautode arvud, liini impedantsid, külmkoormuse taaskäivituse parameetrid ja ventilaatori võimsus on illustreerivad väärtused tavalise eeslinnaliini kohta, mitte päris võrgu andmed.

Isolatsiooni vananemine võrreldes 110 °C võrdlustasemega; kahekordistub ligikaudu iga 6–7 K järel.

F_AA = exp(15000/383 − 15000/(θ_H + 273)); aged hours = Σ F_AA·Δt; F_EQA = Σ F_AA·Δt / Σ Δt; normal life 180 000 h[1][3][2]

Tühijooksukadu pluss koormuskadu, mis kasvab voolu ruuduga.

P_loss = P₀ + P_k·K² + r_f·S_b·(|s_d|²/3 + Re(s_d·s_p*) + |s_p|²) + r_tie·S_b·|s_tie|², s_d = distributed load, s_p = far-end block (incl. capacitor); P₀ = 1 kW, P_k = 5 kW[7][2]

Ligikaudne pingelang piki trafot ja liini.

ΔV ≈ p·r + q·x (pu); distributed load drops ½ of the lumped value; capacitor Q_c raises V by Q_c·x; V_src = 1.02 + 0.02·(0.5 − shape) + tap × 1.25 %[7]Eeldus: koormusprofiil, elektriautode arvud, liini impedantsid, külmkoormuse taaskäivituse parameetrid ja ventilaatori võimsus on illustreerivad väärtused tavalise eeslinnaliini kohta, mitte päris võrgu andmed.

Teenindusvoolu pingevahemikud pingestandarditest.

target |V − 1| ≤ 5 % (ANSI C84.1 Range A); Range B −8.3 % / +5.8 %; EN 50160: ±10 % for 95 % of 10-min means[4][5][6]

Kaitse: millal trafo ja naaber välja lülituvad.

trip if K ≥ 1.5 for 30 min (accumulated), K ≥ 2.0 at once, or θ_H ≥ 140 °C; neighbour trips if K_B ≥ 1.2 for 30 min; re-energised after 60 min[2]Eeldus: 30-minutiline ülekoormuse säte, 2,0 pu hetkelement ja 140 °C kuumima punkti väljalülitus on illustreerivad sätted, mis põhinevad jaotustrafode IEC 60076-7 piiridel (1,5 pu tavaline tsükliline, 2,0 pu lühiajaline avarii, 140 °C kuumim punkt). Päris kaitse kasutab sulavkaitsete või releede kõveraid.

Pärast katkestust lülituvad termostaatkoormused kõik korraga sisse; lisakoormus väheneb eksponentsiaalselt.

M0 = 1 + 1.4·(1 − e^(−D/90 min)); CLPU(t) = 1 + (M0 − 1)·e^(−t/60 min)[8][1]Eeldus: koormusprofiil, elektriautode arvud, liini impedantsid, külmkoormuse taaskäivituse parameetrid ja ventilaatori võimsus on illustreerivad väärtused tavalise eeslinnaliini kohta, mitte päris võrgu andmed.

Muud mudelis kasutatavad konstandid.

500 kVA transformer, 30 °C rated ambient (55 K oil + 25 K gradient → 110 °C) · 60 EVs, 6–20 kWh need, arrival ≈ N(18:30, 1 h), depart 07:00 · curtailed charging 3.6 kW · transformer r = 1 %, x = 4 %; feeder r = 4 %, x = 2 %; tie r = 10 %, x = 4 % (500 kVA base) · neighbour 400 kVA, 120 homes, transfer ≤ 40 % · capacitor 150 kvar · tap ±4 × 1.25 % · shedding one 15 % block for 60 min, 120 min lockout, 50 % payback · fans 0.4 kW · ±3 % load noise, ±5 % daily scaleEeldus: koormusprofiil, elektriautode arvud, liini impedantsid, külmkoormuse taaskäivituse parameetrid ja ventilaatori võimsus on illustreerivad väärtused tavalise eeslinnaliini kohta, mitte päris võrgu andmed.

Juhuslikkus: seemnega mulberry32 generaator; kasutatud jaotused — ühtlane, eksponentsiaalne (pöördkumulatiivne jaotusfunktsioon), normaal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Seeme on nähtav ja jagatav.

Allikad

1. IEEE Std C57.91-2011 — IEEE Guide for Loading Mineral-Oil-Immersed Transformers and Step-Voltage Regulators (clause 5 ageing, clause 7 temperature, Annex on cold-load pickup) — IEEE, 2011
2. IEC 60076-7:2018 — Power transformers, Part 7: Loading guide for mineral-oil-immersed power transformers — IEC, 2018
3. Comparison of Loading Guide Standards (IEEE C57.91 and IEC 60076-7): ageing equations, exponents n/m by cooling mode, 180 000 h normal life — IEEE PES Transformers Committee, C57.91 working group
4. ANSI C84.1 — Electric Power Systems and Equipment: Voltage Ratings (60 Hz); Range A service voltage ±5 % (114–126 V on 120 V), Range B 110–127 V — NEMA / ANSI (summarised in USDA Rural Utilities Service guidance), 2020
5. EN 50160:2022 — Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks, clause 4 low-voltage supply characteristics (clause 4 is not in the free preview, which ends at the scope) — CENELEC, CLC/TC 8X (official preview of the English text via the Slovak national standards body ÚNMS SR, STN EN 50160:2023), 2022
6. A. Klajn, M. Bątkiewicz-Pantuła — Application Note: Standard EN 50160, Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks (LV supply voltage variations: Un ± 10 % for 95 % of the 10-min mean rms values of each week) — European Copper Institute / Leonardo ENERGY, Publication No. Cu0147, 2013
7. W. H. Kersting — Distribution System Modeling and Analysis (approximate voltage drop, uniformly distributed load, line losses) — CRC Press, 2017
8. C. Hachmann et al. — Cold load pickup model parameters based on measurements in distribution systems (exponential decay model, CLPU factors ≈ 1.9–2.8) — IET Generation, Transmission & Distribution 13(23), 2019
9. SAE J1772 — Electric Vehicle and Plug-in Hybrid Electric Vehicle Conductive Charge Coupler (AC Level 2 charging, e.g. 32 A × 240 V ≈ 7.7 kW) — SAE International, 2017