Mahalla elektr taqsimoti Jonli model

Siz 150 ta uy va ularning elektromobillarini ta’minlaydigan 500 kVA transformator va past kuchlanishli liniyani boshqarasiz. Ortiqcha yuklama izolyatsiyani qizdiradi va tez eskirtiradi; uzun liniya uzoq uchda kuchlanishning tushishiga yo‘l qo‘yadi. Bir qadam 5 daqiqa.

Nimani o‘rganasiz

Simulyator

Vaqt 0 daq
Chulg‘am issiq nuqtasi harorati 59 °C · Transformator yuklanishi 42% · Liniya uchidagi kuchlanish 100,0% · Elektromobil zaryadlash quvvati 0 kWO‘rta kuchlanish ta’minoti✓ 59°42%500 kVAONAN⌂⌂⌂⌂⌂⌂⌂⌂⌂⌂Transformatordagi kuchlanish 100,9% → Liniya uchidagi kuchlanish 100,0% · Kuchlanish regulyatori pog‘onasi 0🚗 0 kW · 🌡 30,8 °C · Yo‘qotishlar 3,1 kW⊣⊢Qo‘shni transformator yuklanishi 42%⏱ 14:00 · Yetkazilmagan energiya 0 kWh
  • Transformator issiq nuqtasi 110 °C dan past
  • Issiq nuqta 110–120 °C (tezroq eskirish)
  • Issiq nuqta 120 °C dan yuqori
  • Kuchlanishi oraliqdagi uylar
  • Kuchlanish chegarasiga yaqin uylar
  • Oraliqdan tashqari yoki elektrsiz
  • Ventilyatorlar / kondensator ishlamoqda
  • Taxminan uchta elektromobil zaryadlanmoqda

Boshqaruvlar

Ventilyatorlar sovitish quvvatini taxminan uchdan bir ga oshiradi; xuddi shu yuklamada moy sovuqroq ishlaydi.

Boshqariladigan rejimlar faqat dasturga yozilgan haydovchilarga tatbiq etiladi; qolganlar kelishi bilan zaryadlaydi.

Liniyaning bir qismi uchun bog‘lovchi uzgichni yopadi. Qo‘shnining o‘z chegarasi (120 %) bor va uzun bog‘lanish kuchlanishni tushiradi.

150 kvar reaktiv yordam: uzoq uchdagi kuchlanishni oshiradi va tokni biroz kamaytiradi.

Har bir qadam barcha kuchlanishlarni 1,25 % ga oshiradi — yengil yuklamada yaqin uchni +5 % dan yuqoriga chiqarishi mumkin.

Suv isitgichlari va konditsionerlarni to‘g‘ridan-to‘g‘ri yuklama boshqaruvi: maishiy yuklamaning −15 % lik bitta bloki 60 daqiqaga, so‘ng ular tiklanishi uchun 2 soatlik bloklash. O‘chirilgan energiyaning yarmi keyin qaytadi.

Ko‘rsatkichlar

Chulg‘am issiq nuqtasi harorati
59°C
normal
Transformator yuklanishi
42%
normal
Eng yomon kuchlanish og‘ishi
0,9%
normal
Eskirish tezlashish koeffitsiyenti
0,00×
normal
Yuqori moy harorati53 °C
Tashqi harorat30,8 °C
Sarflangan izolyatsiya umri (ekvivalent soatlar)0,0 h
Transformator yuklamasi202 kW
Elektromobil zaryadlash quvvati0 kW
Transformatordagi kuchlanish100,9 %
Liniya uchidagi kuchlanish100,0 %
Yo‘qotishlar3,1 kW
Yetkazilmagan energiya0 kWh
Boshqaruv bilan o‘chirilgan yuklama0 kWh
Elektromobillarga hali yetishmayotgan energiya0 %
Qo‘shni transformator yuklanishi42 %
Sovuq yuklama qayta ulanish koeffitsiyenti1,00 ×

Tendensiya

Chulg‘am issiq nuqtasi harorati: — °C1600

Inqiroz ssenariylari

1-daraja · Jazirama kechki elektromobil cho‘qqisi

Jazirama tushdan keyin: har bir uyda konditsionerlar ishlayapti va kechki maishiy cho‘qqi ustiga 17:00 dan 20:00 gacha 100 ta elektromobil ulanadi. Haydovchilarning atigi 70 % i boshqariladigan zaryadlashda ishtirok etadi. Transformatorni qizdirmasdan yoki o‘chirmasdan va yuklamani uzishga tayanmasdan 07:00 gacha yetib oling.

  • Issiq nuqta hech qachon 110 °C dan yuqori emas
  • Sarflangan izolyatsiya umri ≤ 17 h (odatdagidan tez emas)
  • Hech bir mijoz elektrsiz qolmaydi
  • Uzilgan yuklama ≤ 60 kWh

2-daraja · Qo‘shni nosozligi: uning mijozlarini qabul qilish

17:00 da qo‘shni transformator buziladi. Uning uylarining yarmi uzun bog‘lovchi kabel orqali liniyangizning uzoq uchiga ulanadi. Qo‘shimcha tok liniyangizning butun uzunligi bo‘ylab oqadi: har bir uyni nominal kuchlanishning ±5 % ida ushlang (ANSI C84.1 Range A) va o‘z transformatoringizni ortiqcha yuklamang.

  • Har bir kuchlanish ±5 % ichida (nosozlikdan 10 daqiqa keyin)
  • Hech bir mijoz elektrsiz qolmaydi
  • Issiq nuqta hech qachon 120 °C dan yuqori emas
  • Uzilgan yuklama ≤ 60 kWh

3-daraja · Uzilishdan keyin sovuq yuklama qayta ulanishi

Qahraton oqshomda olti soatlik uzilish 18:00 da tugaydi. Barcha isitgichlar o‘chiq turgan, har bir EV zaryadlanishni kutmoqda. Brigada kalitni ulaganda yuklama me’yoridan ancha yuqori qaytadi — xilma-xillik yo‘qolsa, transformator yana o‘chadi. Ikkinchi uzilishsiz tiklang, kuchlanishni diapazonda va cheklashni kichik ushlang.

  • Ikkinchi uzilish yo‘q (yetkazilmagan energiya = 0)
  • Har bir kuchlanish ±5 % ichida (tiklanishdan 10 daqiqa keyin)
  • O‘chirilgan yuklama ≤ 120 kWh
  • Har bir elektromobil 07:00 gacha zaryadlangan (≤ 2 % yetishmaydi)
  • Kalit ulangandan keyin (18:05 dan) transformator yuklanishi 150 % rele ishga tushish qiymatidan past qoladi

Asos — raqamlar ortidagi model

Simulyator ishlatadigan har bir bog‘lanish, manbasi bilan. Taxmin deb belgilangan doimiylar misol kalibrlashlardir.

Uy xo‘jaliklari talabi kunlik profil va ob-havoga amal qiladi; har bir elektromobil to‘lguncha 7,2 kW da zaryadlanadi.
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]Taxmin: yuklama profili, elektromobil raqamlari, liniya impedanslari, sovuq yuklama parametrlari va ventilyator quvvati odatiy shahar chekkasi liniyasi uchun ko‘rgazmali qiymatlar, haqiqiy tarmoq ma’lumotlari emas.
Yuqori moy isishi joriy yuklama uchun chegaraviy qiymatga eksponensial yaqinlashadi, vaqt doimiysi soatlarda.
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]
Chulg‘amning eng issiq nuqtasi moydan yuqorida turadi va tokni bir necha daqiqada kuzatadi.
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]Soddalashtirish: issiq nuqta ko‘tarilishi bitta eksponentaga amal qiladi (k21 = 1, vaqt doimiysi k22·τw). Yuklama keskin sakragandan keyin IEC 60076-7 ning ikki hadli f2(t) funksiyasining qisqa oshib ketishi modellashtirilmagan, shuning uchun issiq nuqta qisqa muddat bir necha kelvinga kam ko‘rsatishi mumkin.
Sovitish bosqichi: ventilyatorlar darajalar va yuklama taqqoslanadigan quvvatni o‘zgartiradi.
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]Taxmin: yuklama profili, elektromobil raqamlari, liniya impedanslari, sovuq yuklama parametrlari va ventilyator quvvati odatiy shahar chekkasi liniyasi uchun ko‘rgazmali qiymatlar, haqiqiy tarmoq ma’lumotlari emas.
110 °C ga nisbatan izolyatsiya eskirishi; taxminan har 6–7 K da ikki barobar.
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]
Salt yurish yo‘qotishi va tok kvadratiga qarab ortadigan yuklama yo‘qotishi.
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]
Transformator va liniya bo‘ylab taxminiy kuchlanish pasayishi.
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]Taxmin: yuklama profili, elektromobil raqamlari, liniya impedanslari, sovuq yuklama parametrlari va ventilyator quvvati odatiy shahar chekkasi liniyasi uchun ko‘rgazmali qiymatlar, haqiqiy tarmoq ma’lumotlari emas.
Kuchlanish standartlaridagi xizmat kuchlanishi oraliqlari.
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]
Himoya: transformator va qo‘shni qachon o‘chadi.
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]Taxmin: 30 daqiqalik ortiqcha yuklama sozlamasi, 2,0 pu bir zumlik element va 140 °C issiq nuqta o‘chirishi taqsimlash transformatorlari uchun IEC 60076-7 chegaralariga (1,5 pu oddiy siklik, 2,0 pu qisqa muddatli favqulodda, 140 °C issiq nuqta) asoslangan ko‘rgazmali sozlamalar. Haqiqiy himoya saqlagich yoki rele egri chiziqlaridan foydalanadi.
Uzilishdan keyin termostatli yuklamalar hammasi birdan yoqiladi; qo‘shimcha yuklama eksponensial kamayadi.
M0 = 1 + 1.4·(1 − e^(−D/90 min)); CLPU(t) = 1 + (M0 − 1)·e^(−t/60 min)[8][1]Taxmin: yuklama profili, elektromobil raqamlari, liniya impedanslari, sovuq yuklama parametrlari va ventilyator quvvati odatiy shahar chekkasi liniyasi uchun ko‘rgazmali qiymatlar, haqiqiy tarmoq ma’lumotlari emas.
Model ishlatadigan boshqa doimiylar.
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 scaleTaxmin: yuklama profili, elektromobil raqamlari, liniya impedanslari, sovuq yuklama parametrlari va ventilyator quvvati odatiy shahar chekkasi liniyasi uchun ko‘rgazmali qiymatlar, haqiqiy tarmoq ma’lumotlari emas.

Tasodifiylik: seedli mulberry32 generatori; ishlatilgan taqsimotlar — tekis, eksponensial (teskari CDF), normal (Box–Muller), Puasson (Knuth). Seed ko‘rsatiladi va ulashiladi.

Manbalar

  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

Buni kasb sifatida kim qiladi

Ta’limiy model — operatsion qarorlar uchun emas. Haqiqiy obyektlar har bir doimiyni o‘z jihozi va ma’lumotlariga moslab kalibrlaydi.