Динамическая адаптация схемных моделей короткой сети

Abstract

RU: Статья посвящена решению актуальных научных и прикладных задач развития научных и технических основ оптимизации и эффективного расчета систем питания мощных технологических комплексов электропечей переменного тока. Целью работы являлась разработка методики динамической адаптации схемных моделей сильнотоковых токопроводов электропечей для повышения точности и вычислительной эффективности расчета, учитывающей влияние электромагнитного взаимодействия на электрические параметры и распределение токов в токопроводах. Для моделирования процессов переменного тока, протекающих в сильнотоковых системах электропитания мощных электропечей, была сформирована система уравнений с известными условиями последовательного или параллельного соединения ветвей электрических контуров, уравнений магнитной энергии для этих контуров и уравнений их собственной и взаимной индуктивности. Использование вспомогательной задачи минимизации относительной токовой погрешности для определения проекций вектора адаптации, реализуемой методом динамического программирования, позволило учесть влияние электромагнитных процессов на электрические параметры систем питания мощных технологических комплексов электропечей переменного тока. Численная реализация метода динамической адаптации для схемных моделей сильнотоковых токопроводов мощных технологических комплексов электропечей показывает существенное снижение затрат на вычислительные ресурсы и времени. Предложенная методика обеспечивает более высокую точность расчетов, по сравнению с известными инженерными методиками, и высокую вычислительную эффективность, по сравнению с численной реализацией полевых моделей. UK: Стаття присвячена вирішенню актуальних наукових і прикладних задач розвитку наукових і технічних основ оптимізації та ефективного розрахунку систем живлення потужних технологічних комплексів електропечей змінного струму. Метою роботи була розробка методики динамічної адаптації схемних моделей потужнострумових токопроводов електропечей для підвищення точності і обчислювальної ефективності розрахунку, що враховує вплив електромагнітнї взаємодії на електричні параметри і розподіл струмів у струмопроводах. Для моделювання процесів змінного струму, що протікають в потужнострумових системах електроживлення потужних електропечей, була сформована система рівнянь з відомими умовами послідовного або паралельного з’єднання гілок електричних контурів, рівнянь магнітної енергії для цих контурів і рівнянь їх власної та взаємної індуктивності. Використання допоміжної умови мінімізації відносної струмової похибки для визначення проекцій вектора адаптації, яка реалізується методом динамічного програмування, дозволило врахувати вплив електромагнітних процесів на електричні параметри систем живлення потужних технологічних комплексів електропечей змінного струму. Чисельна реалізація методу динамічної адаптації для схемних моделей потужнострумових струмопроводів потужних технологічних комплексів електропечей показує суттєве зниження витрат на обчислювальні ресурси і часу. Запропонована методика забезпечує більш високу точність розрахунків, у порівнянні з відомими інженерними методиками, і високу обчислювальну ефективність, у порівнянні з чисельної реалізацією польових моделей. EN: The paper is devoted to the solution of actual scientific and applied problems of development of scientific and technical basis of optimization and efficient calculation of electrical supply systems of high-power industrial complexes of AC electric furnaces. The aim of research was to develop the dynamic adaptation method of circuit models of high-current conductors system of AC furnaces and to improve the accuracy and computational efficiency of calculations and correlation of the electromagnetic interaction effects with the electrical parameters of the current distribution in the bus systems. The system of equations with the conditions of serial and parallel connections of electric circuits, the system of equations for the magnetic energy of these contours, the system of equations of self and mutual inductance contours were proposed for modeling processes in the AC high-current power supply systems of high-power furnaces. The problem of the relative current error minimization is added, and determination of the adaptation vector projections is realized by the dynamic programming method. It allows to take into account the influence of the electromagnetic processes on the electrical parameters of the power systems of powerful electro-technological complexes of AC electric furnaces. The experience of numerical realization of the method of circuit model dynamic adaptation of powerful high-current conductors of electric technological systems of AC furnaces shows the significant reduction in the cost of computing resources and time. This method provides the higher accuracy of calculations as compared with known engineering techniques, and high effectiveness computation as compared with numerical realization of field models.