Моделирование параметров надежности схем электроснабжения объектов в среде Matlab/Simulink

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в разработке компьютерной модели оценки и прогнозирования параметров надежности схем систем электроснабжения объектов с трансформаторными подстанциями напряжением 10/0,4 кВ.

МЕТОДЫ. При проведении исследований используются методы теории надежности и теории вероятностей. Проведено моделирование параметров схем электроснабжения в среде Matlab / Simulink для исследования основных показателей надежности (таких, как параметр потока отказов схемы (ω_схемы), время наработки на отказ (Т_{нар.отк}), вероятность безотказной работы (P) и вероятность отказа (Q). Проведено 12 вычислительных экспериментов с изменением исходных параметров для схем различной конфигурации.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Представлены результаты вычислительных экспериментов с помощью разработанной модели в среде Matlab/Simulink для оценки параметров надежности схем электроснабжения – ω_схемы, Т_{нар.отк}, P и Q при изменении исходных данных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В работе представлены результаты моделирования в среде Matlab/Simulink. Полученные результаты могут быть рекомендованы для использования при проектировании систем электроснабжения. Применение разработанной модели при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения объектов позволяет оценивать параметры надежности схем и управлять надежностью электроснабжения потребителей при эффективной работе электрооборудования.

1. Виноградов А.В., Лансберг А.А., Волчков Ю.Д., Виноградова А.В. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2023. №2. С. 58-70.

2. Герасимов Д.О., Суслов К.В. СИСТЕМЫ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МУЛЬТИЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2020. №4 (48). С. 11-19.

3. Ибрагим М., Пантелеев В. И. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПРОГРАММНОЙ СРЕДЕ MATLAB // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2023. №2. С. 212-227.

4. Моденов М.Ю., Чуканов А.Н., Цой Е.В. Математическое моделирование идеального контура управления летательным аппаратом нестандартного типа в среде MATLAB // Чебышевский сборник. 2025. №1 (97). С. 218-228.

5. Петров А.Р., Грачева Е.И., Абдуллазянов Э.Ю. Повышение точности оценки параметров надежности низковольтных коммутационных аппаратов, устанавливаемых в системах внутрицехового электроснабжения с учетом основных воздействующих факторов // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2025. Т. 27. № 3. С. 38 -52. doi: 10.30724/1998-9903-2025-27-3-38-52.

6. Петрова Р. М., Грачева Е. И. Алгоритмы оценки основных параметров надежности низковольтного оборудования схем цеховых сетей // Омский научный вестник. 2024. № 1 (189). С. 93–102. DOI: 10.25206/1813-8225-2024-189-93-102.

7. Петрова Р. М. и др. Оценка параметров надежности схем внутризаводского электроснабжения с двухтрансформаторными подстанциями. Вестник МГТУ. 2024. Т. 27, № 4. С. 521–533. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2024-27-4-521-533.

8. Петрова Р.М., Грачева Е.И. Оценка параметров надежности схем электроснабжения с трансформаторными подстанциями при выполнении техникоэкономических расчетов // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2025. Т. 17. № 2 (66). С. 3-18.

9. Романенко Н.Г., Головко Ю.А., Головко С.В., Ненастьев Е.А. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НАСОСОМ ОХЛАЖДЕНИЯ ГЛАВНОГО ДИЗЕЛЯ В СРЕДЕ MATLAB SIMULINK // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. 2023. №2. С. 23-32.

10. Саттаров Р.Р., Гарафутдинов Р.Р. ПРИМЕНЕНИЕ ВИРТУАЛЬНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ И ЕГО МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ MATLAB // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2024. №2. С. 55-67.

11. Шпиганович А.Н., Шпиганович А.А., Петров А.Р., Грачева Е.И. Тепловизионный контроль электрооборудования промышленных предприятий // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2024. Т.26. № 2. С. 68-77. doi:10.30724/1998-99032024-26-2-68-77.

12. N. Bhuvaneswary, V. J. Reddy, C. V. Kumar Reddy, J. R. Reddy, Y. Jagadeeshwar Reddy and M. U. Reddy, "Power Fault Analysis and Monitoring System using Simulink," 2025 5th International Conference on Trends in Material Science and Inventive Materials (ICTMIM), Kanyakumari, India, 2025, pp. 564-569, doi: 10.1109/ICTMIM65579.2025.10988264.

13. W. Guo, Y. He and X. Ling, "Modeling and Simulation of Intelligent Vehicle Systems Using Simulink and MATLAB Programming for Advanced Automotive Application," 2025 11th International Conference on Computing and Artificial Intelligence (ICCAI), Kyoto, Japan, 2025, pp. 627-631, doi: 10.1109/ICCAI66501.2025.00100.

14. S. Valtchev, R. M. Petrova, E. I. Gracheva, D. Gospodinova, T. Sinyukova and R. Miceli, "Electrical Supply Reliability of Circuits with Transformer Substations in Technical and Economic Decisions," 2025 7th Global Power, Energy and Communication Conference (GPECOM), Bochum, Germany, 2025, pp. 623-628, doi: 10.1109/GPECOM65896.2025.11061870.

15. Y. Li, T. Chen, Y. She, W. Liao, C. Liu and M. Xie, "Energy Storage Regulation Strategy for 5G Base Stations Considering Power Supply Reliability," 2023 IEEE 7th Conference on Energy Internet and Energy System Integration (EI2), Hangzhou, China, 2023, pp. 1573-1578, doi: 10.1109/EI259745.2023.10513061.

16. Q. Yu et al., "Research on Online Pictures Recognition of Fault Scenario for Power Supply Reliability Management Based on Improved AI Algorithm," 2024 7th International Conference on Renewable Energy and Power Engineering (REPE), Beijing, China, 2024, pp. 190194, doi: 10.1109/REPE62578.2024.10809893.

17. E. A. Panova and A. T. Nasibullin, "Development of Mathematical Models of Microprocessor-based Relay Protection Devices for 220/110 kV Nodal Distribution Substation in Matlab/Simulink," 2020 Russian Workshop on Power Engineering and Automation of Metallurgy Industry: Research & Practice (PEAMI), Magnitogorsk, Russia, 2020, pp. 1-5, doi: 10.1109/PEAMI49900.2020.9234337.

18. V. A. Paseka, "Reliability Analysis of Transient Process and Steady State Calculations in MATLAB/Simulink," 2024 Conference of Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElCon), Saint Petersburg, Russian Federation, 2024, pp. 835-837, doi: 10.1109/ElCon61730.2024.10468208.