WIA SOOM Simulators

Distribuzzjoni tal-elettriku fil-viċinat Mudell ħaj

Inti topera t-trasformatur ta' 500 kVA u l-feeder ta' vultaġġ baxx li jfornu 150 dar u l-vetturi elettriċi tagħhom. Is-sovraċarġ isaħħan l-insulazzjoni u jtaħħarha malajr; feeder twil iħalli l-vultaġġ jinżel fit-tarf. Pass wieħed huwa ta' 5 minuti.

X'se titgħallem

Simulatur

Ħin 0 min
Temperatura tal-hot spot tal-mogħdija 59 °C · Tagħbija tat-trasformatur (%) 42% · Vultaġġ fit-tarf tal-feeder 100.0% · Qawwa tal-iċċarġjar tal-EV 0 kWProvvista MV✓ 59°42%500 kVAONAN⌂⌂⌂⌂⌂⌂⌂⌂⌂⌂Vultaġġ fit-trasformatur 100.9% → Vultaġġ fit-tarf tal-feeder 100.0% · Tap tar-regolatur tal-vultaġġ 0🚗 0 kW · 🌡 30.8 °C · Telf 3.1 kW⊣⊢Tagħbija tat-trasformatur ġar 42%⏱ 14:00 · Enerġija mhux fornuta 0 kWh
  • Hot spot tat-trasformatur taħt 110 °C
  • Hot spot 110–120 °C (tixjiħ aktar mgħaġġel)
  • Hot spot 'il fuq minn 120 °C
  • Djar bil-vultaġġ fil-medda
  • Djar qrib il-limitu tal-vultaġġ
  • Barra mill-medda jew mingħajr elettriku
  • Fans / kapaċitatur fis-servizz
  • Madwar tliet EV qed jiċċarġjaw

Kontrolli

Il-fans iżidu l-klassifikazzjoni tat-tkessiħ b'madwar terz; iz-zejt jibqa' aktar kiesaħ għall-istess tagħbija.

Il-modi mmexxija japplikaw biss għas-sewwieqa rreġistrati fil-programm; l-oħrajn iċċarġjaw malli jaslu.

Jagħlaq is-swiċċ tal-konnessjoni għal parti mill-feeder. Il-ġar għandu l-limitu tiegħu stess (120 %) u l-konnessjoni twila tbaxxi l-vultaġġ.

150 kvar ta' appoġġ reattiv: iżid il-vultaġġ fit-tarf u jnaqqas ftit il-kurrent.

Kull pass iżid kull vultaġġ b'1.25 % — b'tagħbija ħafifa jista' jimbotta t-tarf qrib 'il fuq minn +5 %.

Kontroll dirett tat-tagħbija ta' heaters tal-ilma u arja kondizzjonata: blokk wieħed ta' −15 % tat-tagħbija domestika għal 60 min, imbagħad lockout ta' sagħtejn waqt li jirkupraw. Nofs l-enerġija maqtugħa terġa' lura wara.

Indikaturi

Temperatura tal-hot spot tal-mogħdija
59°C
normali
Tagħbija tat-trasformatur (%)
42%
normali
L-agħar devjazzjoni tal-vultaġġ
0.9%
normali
Fattur tal-aċċelerazzjoni tat-tixjiħ
0.00×
normali
Temperatura tat-top-oil53 °C
Temperatura ta' barra30.8 °C
Ħajja tal-insulazzjoni użata (sigħat ekwivalenti)0.0 h
Tagħbija tat-trasformatur202 kW
Qawwa tal-iċċarġjar tal-EV0 kW
Vultaġġ fit-trasformatur100.9 %
Vultaġġ fit-tarf tal-feeder100.0 %
Telf3.1 kW
Enerġija mhux fornuta0 kWh
Tagħbija maqtugħa mill-kontroll0 kWh
Enerġija tal-EV għadha nieqsa0 %
Tagħbija tat-trasformatur ġar42 %
Fattur tal-pickup bil-kesħa1.00 ×

Xejra

Temperatura tal-hot spot tal-mogħdija: — °C1600

Xenarji ta' kriżi

Livell 1 · Quċċata tal-EV f'għaxija ta' mewġa ta' sħana

Wara nofsinhar ta' mewġa ta' sħana: l-arja kondizzjonata taħdem f'kull dar u 100 vettura elettrika se jitqabbdu bejn 17:00 u 20:00 — fuq quċċata tas-sigħat ta' filgħaxija tad-djar. Biss 70 % tas-sewwieqa huma rreġistrati fl-iċċarġjar ġestit. Għaddi sa 07:00 mingħajr sħana żejda jew li titfa' t-trasformatur, u mingħajr ma tistrieħ fuq il-qtugħ tat-tagħbija.

  • Hot spot qatt 'il fuq minn 110 °C
  • Ħajja tal-insulazzjoni użata ≤ 17 h (mhux aktar malajr min-normal)
  • L-ebda klijent ma jitlef l-elettriku
  • Tagħbija maqtugħa ≤ 60 kWh

Livell 2 · Ħsara tal-ġar: tieħu l-klijenti tiegħu

Fis-17:00 jonqos it-trasformatur ġar. Nofs id-djar tiegħu jinqalbu fuq it-tarf tal-feeder tiegħek permezz tal-kejbil twil tal-konnessjoni. Il-kurrent żejjed jgħaddi mit-tul kollu tal-linja tiegħek: żomm kull dar fi ±5 % tal-vultaġġ nominali (ANSI C84.1 Range A) u evita li tgħabbi żżejjed it-trasformatur tiegħek.

  • Kull vultaġġ fi ±5 % (minn 10 min wara l-ħsara)
  • L-ebda klijent ma jitlef l-elettriku
  • Hot spot qatt 'il fuq minn 120 °C
  • Tagħbija maqtugħa ≤ 60 kWh

Livell 3 · Pickup tat-tagħbija kiesħa wara qtugħ

Qtugħ ta' sitt sigħat f'filgħaxija kiesħa ħafna jintemm fit-18:00. Kull heater kien mitfi u kull EV qed jistenna biex jiċċarġja. Meta t-tim jagħlaq is-swiċċ, it-tagħbija terġa' lura ferm 'il fuq min-normal — jekk titlef id-diversità, it-trasformatur jerġa' jitfi. Irrestawra mingħajr it-tieni qtugħ, żomm il-vultaġġ fil-medda u l-curtailment żgħir.

  • L-ebda tieni qtugħ (enerġija mhux fornuta = 0)
  • Kull vultaġġ fi ±5 % (minn 10 min wara r-restawr)
  • Tagħbija maqtugħa ≤ 120 kWh
  • Kull EV iċċarġjat sas-07:00 (≤ 2 % nieqes)
  • It-tagħbija tat-transformer tibqa' taħt il-pickup tar-relay ta' 150 % ladarba s-swiċċ ikun magħluq (mit-18:05)

Bażi — il-mudell wara n-numri

Kull relazzjoni li juża s-simulatur, bis-sors tagħha. Il-kostanti mmarkati bħala assunzjonijiet huma kalibrazzjonijiet illustrattivi.

Id-domanda domestika ssegwi profil ta' kuljum u t-temp; kull EV iċċarġja b'7.2 kW sakemm ikun mimli.
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]Suppożizzjoni: il-profil tat-tagħbija, in-numri tal-EV, l-impedenzi tal-feeder, il-parametri tal-pickup bil-kesħa u l-klassifikazzjoni tal-fans huma valuri illustrattivi għal feeder suburban ġeneriku, mhux data minn netwerk reali.
Iż-żieda tat-top-oil toqrob lejn il-valur aħħari tagħha għat-tagħbija preżenti b'mod eksponenzjali, b'kostanti tal-ħin ta' sigħat.
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]
Il-hot spot tal-mogħdija jinsab 'il fuq miz-zejt u jsegwi l-kurrent fi ftit minuti.
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]Simplifikazzjoni: it-tlugħ tal-hot spot isegwi eksponenzjali waħda (k21 = 1, kostanti tal-ħin k22·τw). L-overshoot qasir tal-f2(t) b'żewġ termini tal-IEC 60076-7 wara pass f'daqqa tat-tagħbija mhuwiex immudellat, għalhekk il-hot spot jista' jidher ftit kelvin baxx għal ħin qasir.
Stadju tat-tkessiħ: il-fans jibdlu l-esponenti u l-klassifikazzjoni li għaliha tiġi riferuta t-tagħbija.
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]Suppożizzjoni: il-profil tat-tagħbija, in-numri tal-EV, l-impedenzi tal-feeder, il-parametri tal-pickup bil-kesħa u l-klassifikazzjoni tal-fans huma valuri illustrattivi għal feeder suburban ġeneriku, mhux data minn netwerk reali.
It-tixjiħ tal-insulazzjoni relattiv għar-referenza ta' 110 °C; jirdoppja madwar kull 6–7 K.
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]
Telf bla tagħbija flimkien ma' telf bit-tagħbija li jogħla mal-kwadru tal-kurrent.
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]
Waqgħa approssimata tal-vultaġġ tul it-trasformatur u l-feeder.
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]Suppożizzjoni: il-profil tat-tagħbija, in-numri tal-EV, l-impedenzi tal-feeder, il-parametri tal-pickup bil-kesħa u l-klassifikazzjoni tal-fans huma valuri illustrattivi għal feeder suburban ġeneriku, mhux data minn netwerk reali.
Firxiet tal-vultaġġ tas-servizz mill-istandards tal-vultaġġ.
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]
Protezzjoni: meta jaqbeż it-trasformatur u l-ġar.
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]Suppożizzjoni: l-issettjar tas-sovraċarġ ta' 30 minuta, l-element istantanju ta' 2.0 pu u l-qbiż tal-hot spot ta' 140 °C huma issettjar illustrattiv ibbażat fuq il-limiti ta' IEC 60076-7 għal trasformaturi tad-distribuzzjoni (1.5 pu ċikliku normali, 2.0 pu emerġenza għal żmien qasir, 140 °C hot spot). Il-protezzjoni vera tuża kurvi ta' fjus jew ta' relay.
Wara qtugħ tal-elettriku, it-tagħbijiet termostatiċi kollha jixegħlu f'daqqa; it-tagħbija żejda tonqos b'mod eksponenzjali.
M0 = 1 + 1.4·(1 − e^(−D/90 min)); CLPU(t) = 1 + (M0 − 1)·e^(−t/60 min)[8][1]Suppożizzjoni: il-profil tat-tagħbija, in-numri tal-EV, l-impedenzi tal-feeder, il-parametri tal-pickup bil-kesħa u l-klassifikazzjoni tal-fans huma valuri illustrattivi għal feeder suburban ġeneriku, mhux data minn netwerk reali.
Kostanti oħra użati mill-mudell.
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 scaleSuppożizzjoni: il-profil tat-tagħbija, in-numri tal-EV, l-impedenzi tal-feeder, il-parametri tal-pickup bil-kesħa u l-klassifikazzjoni tal-fans huma valuri illustrattivi għal feeder suburban ġeneriku, mhux data minn netwerk reali.

Każwalità: ġeneratur mulberry32 b'seed; distribuzzjonijiet użati — uniformi, esponenzjali (CDF invers), normali (Box–Muller), Poisson (Knuth). Is-seed jintwera u jista' jinqasam.

Sorsi

  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

Min jagħmel dan bħala xogħol

Mudell edukattiv — mhux għal deċiżjonijiet operazzjonali. Siti reali jikkalibraw kull kostanti mat-tagħmir u d-dejta tagħhom stess.