Importanta si necesitatea reprezentarii corecte a elementelor de sistem

Importanta si necesitatea reprezentarii corecte a elementelor de sistem

In mod obisnuit, prin "sistem electroenergetic" (SEE) se intelege ansamblul de elemente de producere, transport, distributie si utilizare a energiei electrice, elemente care sunt interco-nectate si interdependente, alcatuind un intreg organizat.

Daca se are in vedere ca SEE se supune teoriei generale a sistemelor, atunci el nu reprezinta ansamblul insusi de obiecte fizice in care si intre care se petrec diferite fenomene reale, ci modelul acestui ansamblu obtinut prin reflectarea realitatii in constiinta umana.

In aceasta acceptiune, sistemul nu poate fi decat o copie "cat mai fidela" a ansamblului de obiecte fizice si de fenomene care exista in mod obiectiv. O astfel de impresie conduce la notiunea de cauzalitate, adica unele marimi fizice sunt efecte ale fenomenelor, iar alte marimi fizice sunt cauzele acelor fenomene. Aceste lanturi interne de cauze si efecte se marginesc, la periferia sistemului, cu grupe de marimi "cauze" si grupe de marimi "efecte", care realizeaza legatura intre sistem si mediul exterior.

Variabilele care reprezinta "marimi cauze" se numesc variabile de intrare, iar cele care reprezinta "marimi efecte" se numesc variabile de iesire.

Variabilelor de intrare si de iesire li se pot asocia functii in raport cu variabila timp, care este o variabila esentiala, independenta si ordonata apartinand unui spatiu topologic unidi-mensional.

Functiile asociate variabilelor de intrare, in raport cu timpul, sunt complet independente, iar functiile asociate variabilelor de iesire, in raport cu timpul, sunt dependente atat de variabilele de intrare, cat si de structura sistemului.

Sistemul electroenergetic (SEE) este, deci, modelul realizarii unui ansamblu functional de elemente fizice conceput de om pentru producerea, transportul, distributia si utilizarea energiei electrice. Structura SEE este formata din instalatii de producere (convertoare ale energiei din diferite forme in energie electrica), instalatii de transport si distributie a energiei electrice si din receptoare electrice (convertoare ale energiei electrice in alte forme de energie utila). Din cauza complexitatii instalatiilor, este greu sa se defineasca elementele structurii, dar se pot distinge grupe de elemente cu caracteristici functionale asemanatoare, si anume:

grupa instalatiilor de producere;

grupa instalatiilor de transport si distributie;

grupa instalatiilor de utilizare.

Din punct de vedere al fluxului de energie, SEE apare ca un subsistem al "sistemului energetic". De aceea trebuie sa se precizeze frontierele structurii SEE. Se admite ca aceste frontiere sunt, pe de-o parte, circuitele electrice ale receptoarelor, iar pe de alta parte cuplajele arborilor generatoarelor electrice prin intermediul carora se transmite energia mecanica.

Daca se presupune ca frecventa este constanta, la frontierele sistemului electroenergetic se disting urmatoarele marimi:

marimi de intrare

- puterile active (Pr) si reactive (Qr) ale receptoarelor;

- tensiunile (Ur) la bornele receptoarelor.

- marimi de iesire

- puterile active (Pg) si reactive (Qg) debitate de generatoare;

- tensiunile (Ug) la bornele generatoarelor sau t.e.m. (Eg) ale acestora.

Notand cu X variabilele reale asociate marimilor de intrare si cu Y variabilele reale asociate marimilor de iesire si considerand timpul ca o variab7ila separata apartinand unui spatiu unidimensional, fiind implicit asociat variabilelor, rezulta ca:

unde, datorita faptului ca tensiunile sunt in faza si rotite fata de referinta, apar si unghiurile de defazaj ar(t), ag(t) si dg(t).

Sistemul este deci, un model al realitatii obiective. Cum variabilele de intrare X sunt independente, iar variabilele de iesire Y sunt dependente atat de variabilele de intrare, cat si de structura S a sistemului, rezulta ca acest model al realitatii obiective este descris de functia:

Aceasta relatie exprima in limbaj matematic scopul analizei SEE, si anume: pentru a satisface cerintele consumatorilor, cu ajutorul structurii S este necesar sa se asigure la generatoare marimile de iesire corespunzatoare.

Se observa ca, practic, variabilele de iesire reprezinta un "raspuns" al sistemului la cerintele impuse de consumatori.

Modelarea unui SEE in scopul analizei functionarii acestuia implica simularea atat a caracteristicilor structurii sale cat si a relatiilor functionale dintre marimile de intrare si de iesire, pe elemente si pe ansamblu.

Modelul poate fi utilizat pentru previziune, simularea comportarii si optimizarea comportarii SEE. Previziunea inseamna obtinerea marimilor de iesire din model, pornind de la o previziune a marimilor de intrare. Simularea comportarii unui sistem permite testarea unei politici sau unei strategii. Politica implica alegerea dinainte a unor variabile de decizie pe un interval de timp fixat (comanda in bucla deschisa), pe cand strategia inseamna alegerea unor variabile de decizie in timp real tinand seama de informatia disponibila in prezent (comanda in bucla inchisa).

Optimizarea comportarii unui sistem urmareste aducerea sistemului pe o "traiectorie" optima, dintr-un anumit punct de vedere.

Exista, in principal, urmatoarele trei tipuri de modelare a unui sistem:

modelare matematica, in care se scriu ecuatiile care reprezinta relatiile functionale pe baza legilor care le guverneaza. Aici, caracteristicile structurii sistemului sunt reprezentate implicit prin coeficientii care apar in ecuatii.

modelarea fizica, in care se face o reprezentare in miniatura a elementelor si a legaturilor structurii sistemului pe baza criteriilor de similitudine. Relatiile functionale rezulta implicit intre marimile de intrare si cele de iesire reprezentate la o scara aleasa.

modelarea mixta, care se afla intre cele doua tipuri de modelari prezentate mai sus si care satisface cerintele activitatii de dispecer.

Modelele matematice au avantajul unei exactitati mai mari, dar au dezavantajul ca ascund de obicei fenomenul fizic. Modelele fizice, au avantajul unei similitudini mai pregnante cu realitatea fizica, dar au dezavantajul unei exactitati mai mici.

In prezent, datorita dezvoltarii tehnicii moderne de calcul, modelele matematice au devansat modelele fizice, impunandu-se atat in previzionarea cat si in simularea si optimizarea comportarii SEE.