МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ Учебное пособие Ставрополь «АГРУС» 2014 УДК 621.311.001.57(07) ББК 22.1 М74 Авторский коллектив: А. Ф. Шаталов, И. Н. Воротников, М. А. Мастепаненко, И. К. Шарипов, С. В. Аникуев Рецензенты: доцент кафедры автоматики, электроники и метрологии Ставропольского ГАУ, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Ш. Ж. Габриелян; доцент кафедры применения электрической энергии в сельском хозяйстве Ставропольского ГАУ, кандидат технических наук, доцент С. Н. Антонов Моделирование в электроэнергетике : учебное посоМ74 бие / А. Ф. Шаталов, И. Н. Воротников, М. А. Мастепаненко и др. <...> ISBN 978-5-9596-1059-3 Изложены основные принципы построения математических моделей в задачах исследования физических процессов, решение задачи расчета установившихся режимов и анализа статической устойчивости электроэнергетических систем, а также задач синтеза и анализа логических схем, практические навыки использования современных методов компьютерного моделирования, в частности в программных системах Mathcad, Microsoft Excel, Electronics Workbench. <...> В частности, к ним относятся исследование физических процессов в длинных линиях на основе моделей микроуровня, решение задачи расчета установившихся режимов и анализа статической устойчивости ЭЭС на основе моделей макроуровня, а также задач синтеза и анализа логических схем с использованием моделей метауровня. <...> ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ Цель работы. <...> Применение различных видов моделей при решении электротехнических задач в среде Mathcad и Electronics Workbench. <...> Исследование возможностей графического моделирования для представления процессов и функций в среде Mathcad и Excel. <...> В лабораторной работе исследуются возможности применения <...>
Моделирование_в_электроэнергетике.pdf
УДК 621.311.001.57(07)
ББК 22.1
М74
Авторский коллектив:
А. Ф. Шаталов, И. Н. Воротников, М. А. Мастепаненко,
И. К. Шарипов, С. В. Аникуев
Рецензенты:
доцент кафедры автоматики, электроники и метрологии
Ставропольского ГАУ, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Ш. Ж. Габриелян;
доцент кафедры применения электрической энергии
в сельском хозяйстве Ставропольского ГАУ,
кандидат технических наук, доцент
С. Н. Антонов
Моделирование в электроэнергетике : учебное посоМ74
бие
/ А. Ф. Шаталов, И. Н. Воротников, М. А. Мастепаненко и
др. – Ставрополь : АГРУС Ставропольского гос. аграрного ун-та,
2014. – 140 с.
ISBN 978-5-9596-1059-3
Изложены основные принципы построения математических моделей
в задачах исследования физических процессов, решение задачи расчета
установившихся режимов и анализа статической устойчивости электроэнергетических
систем, а также задач синтеза и анализа логических
схем, практические навыки использования современных методов компьютерного
моделирования, в частности в программных системах
Mathcad, Microsoft Excel, Electronics Workbench.
Подготовлено в соответствии с основной образовательной программой
подготовки бакалавра по направлениям 140400 «Электроэнергетика
и электротехника» и 110800 «Агроинженерия».
Курс рассчитан на студентов всех форм обучения, его информационное
содержание достаточно для изучения дисциплины в объеме, предусмотренном
стандартами высшего профессионального образования.
УДК 621.311.001.57(07)
ББК 22.1
ISBN 978-5-9596-1059-3
© ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный
аграрный университет, 2014
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………… 3
1 Применение математического моделирования
для решения электротехнических задач …………………… 4
2 Моделирование переходных и установившихся режимов
в электрической цепи первого порядка…………………..…. 11
3 Моделирование процессов в зарядки конденсатора в
цепи однополупериодного выпрямителя…………...………. 18
4 Расчет установившегося режима электроэнергетических
систем на основе линейных математических моделей….. 24
5 Простейшие модели случайных и детерминированных
систем ………………….…………………………………….………. 33
6 Математические методы анализа статической
устойчивости установившихся режимов ЭЭС……………. 49
7 Математические модели метауровня. Синтез и анализ
логических схем……..……………………………………………… 60
8 Моделирование процессов в электрической цепи
с нелинейным элементом………………………………………… 69
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ….………….
77
ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………….….. 79
Приложение 1. Основные приемы работы с программой
Electronics Workbench…………………………………………….. 80
139
Стр.139
Приложение 2. Пример классического метода расчета
переходных процессов……………….…………………………... 85
Приложение 3. Включение цепи с резистором и катушкой
на синусоидальное напряжение…………………………. 88
3.1 Включение цепи с резистором и конденсатором
на синусоидальное напряжение……………………………….. 90
Приложение 4. Система Mathcad. Назначение и состав
системы. Входной язык и язык реализации системы.
Основные объекты входного языка системы Mathcad….. 92
Подписано в печать 10.11.2014. Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная.
Гарнитура «Bookman». Печать офсетная. Усл. печ. л. 8,1. Тираж 200 экз. Заказ № 460/1.
Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции ОК 005-93-953000
Издательство Ставропольского государственного аграрного университета «АГРУС»,
355017, г. Ставрополь, ул. Пушкина,15. Тел/факс: (8652) 35-06-94. Е-mail: agrus2007@mail.ru
Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии
издательско-полиграфического комплекса СтГАУ «АГРУС», г. Ставрополь, ул. Пушкина, 15.
Стр.140