Рассмотрена возможность использования программ имитационного моделирования в учебных целях, перечислены возможности программ, подчеркнуты принципиальные отличия, сильные и слабые стороны рассматриваемых продуктов
PSCAD, ETAP, MatLab, электроэнергетика
В последние годы системы автоматизированного проектирования (САПР) и программное обеспечение для моделирования разного рода процессов в режиме реального времени стали незаменимыми инструментами в различных отраслях промышленности, включая электроэнергетику. В сфере высшего образования интеграция САПР и имитационного программного обеспечения в образовательный процесс становится все более важной. Среди множества доступных САПР и программного обеспечения для моделирования систем электроэнергетики часто пользуются такими программами как MatLab, PSCAD и ETAP – это продукты, которые завоевали популярность в академическом сообществе, некоторые благодаря своей простоте использования, другие из-за универсальности. Интеграция PSCAD и ETAP в образовательный процесс потенциально может улучшить понимание студентами теоретических концепций, позволяя им применять эти концепции в практических сценариях. В этом тексте рассматриваются преимущества использования PSCAD и ETAP в обучении, их особенности и то, как они могут быть использованы для улучшения опыта обучения студентов в различных областях энергетики.
Среди учебных задач, поставленных перед студентами направления электроэнергетика и электротехника, подходящими для моделирования в специализированных программах являются расчеты электромагнитных и электромеханических переходных процессов, релейной защиты и автоматики, электрического привода, распределительной генерации.
Приведенные выше программные комплексы PSCAD и EPLAN содержат в себе доступный и многофункциональный графический интерфейс, благодаря чему пользователь может схематично проектировать сеть из содержащихся в библиотеке различных элементов электрической сети, выполнять моделирование, анализировать результаты, строить графические характеристики и управлять данными. Библиотека PSCAD содержит порядка 300 компонентов, которые разделяются на группы: активные элементы, источники электроэнергии, выключатели, элементы силовой электроники, трансформаторы, электрические машины, линии электропередач и кабели, различные измерители, элементы релейной защиты, логические функции, элементы создания сценариев действий модели, фильтры и т.д. в графическом виде как привычная электрическая схема [1].
У обоих имеется возможность для экспорта и импорта данных. Принципиальным отличием программ друг от друга является шаг расчета у PSCAD от 0,1 мкс что позволяет исследовать быстродействующие процессы, в свою очередь ETAP ориентирована на продолжительные, шаг расчета от 1 мс позволяет также производить анализ больших сетей, содержащих свыше 100000 узлов [2].
Преимуществами описываемых программных средств над MatLab Simulink является наличие библиотек и используемых в промышленности модулей, низкие системные требования к компьютеру и размер занимаемого дискового пространства, что повышает эффективность их интеграции в учебный процесс.
1. Понамарев Е.А., Шевцов В.М. Цифровые системы реального времени для моделирования электроэнергетических систем. - Сборник трудов НПП «ЭКРА»: «Цифровая электротехника: проблемы и достижения». Выпуск II стр. 1-5. [Электронный ресурс] URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30063233 (об-ращение 15.02.2023).
2. Applications of PSCAD® / EMTDC [Электронный ресурс] URL: https://www.researchgate.net/profile/Mohamed-Mourad-Lafifi/post/MOV_modelling_using_PSCAD/attachment/5e5a386acfe4a7bbe562984b/AS%3A863856737931264%401582970904459/download/Applications_of_PSCAD_EMTDC.pdf (обращение 18.02.2023).
