Виртуальная модель электрической сети

Интерактивный модуль цифровой копии электрической сети Azerishiq. Позволяет моделировать подключение новых нагрузок, выполнять расчёт потокораспределения, анализировать перегрузки и строить прогнозы развития сети — до фактических изменений в реальной инфраструктуре.

⚡ Версия 2.0 🏗 В разработке ⏱ ~4 дня
Архитектура решения
Исходные
данные Excel
→
db_virtualnet
.js
→
Load Flow
Движок JS
→
SVG-граф
топологии
→
Chart.js
Результаты
→
Отчёт
PDF/Print
Исходные данные — что нужно для реализации

Схема сети и топология

📋 Нужно предоставить
  • Однолинейные схемы ПС по регионам (PDF/DWG)
  • Схема нормальной сети (СНС) — как соединены ПС между собой
  • Перечень фидеров с указанием от какой ПС и куда идут
  • Координаты ПС (широта/долгота) или схематичные позиции
  • Точки нормального разрыва (НР) для кольцевых сетей
Формат: Excel-таблица или вручную занесённые данные в db_virtualnet.js

Параметры подстанций

✅ Частично есть в db.js
  • Название ПС (уже есть в db.js)
  • Классы напряжения: 110/35/10 кВ (нужно добавить)
  • Мощность трансформаторов (МВА) — для каждого T1/T2
  • Текущая загрузка Тр-ра (%) — из замеров или расчёт
  • Тип трансформатора (ТРДН, ТДН, ТДТН)
  • Год ввода (уже есть — avgAge в db.js)
Есть: subs, tr, trCrit, avgAge. Добавить: tr_mva, tr_load_pct, v_nom

Параметры линий ЛЭП/кабелей

🆕 Нужно создать
  • Тип провода/кабеля (АС-95, АСБ-120 и т.д.)
  • Длина линии (км) — для каждого участка
  • Сечение (мм²)
  • Макс. допустимый ток Iдоп (А)
  • Удельное сопротивление r₀ (Ом/км) и x₀ (Ом/км)
  • Пропускная способность (МВт при U=35 кВ)
Если реальных данных нет — используем нормативные значения по типу провода из ПУЭ

Нагрузочные данные

✅ Частично есть (Нахчыван)
  • Текущая нагрузка по фидерам P (МВт), Q (МВАр)
  • Суточный график нагрузки — 24 точки (часовые замеры)
  • Максимум/минимум нагрузки по сезонам
  • Прогноз роста нагрузки на 5 и 10 лет (%/год)
  • Коэффициент мощности cos φ по секторам потребителей
Альтернатива: нагрузка = кол-во абонентов × 1.2 кВт (расчётный метод)

Исторические данные отказов

✅ Есть в db_faults.js
  • Аварийные отключения 2024–2025 (уже в db_faults.js)
  • SAIDI / SAIFI по регионам (уже в db.js)
  • Причины отказов — для анализа уязвимых мест
  • Время восстановления (ч) — для расчёта SAIDI эффекта
  • Элементы с повторными отказами — для N-1 приоритетов
Использовать для автоматической расстановки приоритетов N-1 анализа

Параметры новых нагрузок

🆕 Создаём шаблоны
  • Тип объекта: завод / жилой комплекс / ЭЗС / новая ПС
  • Установленная мощность P (МВт), Q (МВАр)
  • Желаемое напряжение подключения (10/35/110 кВ)
  • График нагрузки нового объекта (суточный)
  • Предполагаемое место подключения — ПС или фидер
  • Год подключения — для прогнозного сценария
4 готовых шаблона: завод 12 МВт, ЖК 4.5 МВт, ЭЗС 2 МВт, ПС 20 МВт
Функции виртуальной сети
01

Симулятор подключения новой нагрузки

Пользователь выбирает тип объекта (завод, ЖК, ЭЗС), задаёт мощность и точку подключения. Система мгновенно пересчитывает режим всей сети.

Интерактив Мгновенно Сравнение
02

Расчёт потокораспределения (Load Flow)

DC Load Flow — расчёт активных мощностей и углов напряжений во всех узлах сети. Показывает токи в каждой линии и загрузку трансформаторов в %.

DC метод Узлы/ветви P/Q/V
03

Анализ перегрузок оборудования

Выявляет трансформаторы и линии с загрузкой более 80%. Формирует список нарушений с указанием элемента, текущей нагрузки и запаса до предельного значения.

Тр-ры Фидеры Рейтинг
04

Анализ надёжности N-1

Симулирует аварийное отключение любого элемента сети (трансформатор, линия, фидер). Проверяет, сохранится ли электроснабжение потребителей при аварии.

Аварийный режим Каскад Резерв
05

Профиль напряжений в узлах

Рассчитывает и отображает напряжение в каждом узле сети (о.е. и кВ). Выделяет зоны с недопустимыми отклонениями (ниже 0.95 или выше 1.05 о.е.).

о.е. кВ ±5%
06

Расчёт технических потерь в сети

Считает потери активной мощности ΔP в каждой ветви сети (I²·R). Показывает суммарные потери до и после подключения новой нагрузки в МВт и %.

ΔP МВт I²R До/После
07

Поиск оптимальной точки подключения

Сравнивает несколько вариантов подключения новой нагрузки по критериям: минимум потерь, минимум перегрузок, лучший профиль напряжений. Выдаёт рейтинг.

Сравнение Рейтинг Рекомендация
08

Прогноз развития сети на 5/10 лет

Сценарии роста нагрузки (+3%/год, +7%/год). Показывает, когда какой элемент достигнет предельной загрузки и потребует усиления или замены.

Сценарии 5/10 лет Планирование
Результат — что увидит пользователь

Интерактивная топологическая схема сети

ЗАВОД 42% 55% 78% 61% 48% 94% ⚠ 110/35 kV Mərkəz Babək Culfa Ordubad Şahbuz Sədərək <70% норма 70–90% предупр. >90% перегруз! ← клик на узле → параметры ПС →
Цвет линий — загрузка (зелёный/жёлтый/красный). Пунктир — новая нагрузка ещё не подключена. Клик на узел — всплывающая карточка параметров ПС.

KPI — мгновенные показатели

94%
Макс. загрузка Тр-ра
(ПС Ordubad T1)
0.93
Мин. напряжение (о.е.)
(узел Sədərək)
+2.8
Доп. потери (МВт)
после подключения
3
Нарушений нормативов
N-1 анализ

Загрузка трансформаторов — до/после

Ordubad 110/35 kV
94%
Babək 110/35 kV
78%
Culfa 35/10 kV
72%
Naxçıvan mərkəzi
61%
Şahbuz 35/10 kV
44%

Нарушения и риски

ПС Ordubad, Тр-р Т1: перегрузка 94% при подключении завода 12 МВт
Критично
Узел Sədərək: напряжение 0.93 о.е., ниже допустимого 0.95
Нарушение
Фидер Ф-3 (Babək): ток 342 А / 400 А допустимых (86%)
Предупр.
N-1: при отключении ЛЭП L-3 не обеспечивается резерв Culfa
N-1 риск
ПС Naxçıvan mərkəzi: загрузка в норме, запас 39%
Норма

Рекомендации системы

✅ Оптимальная точка подключения
ПС Babək 110/35 кВ — наименьшая перегрузка (+18% к текущей), напряжение 0.97 о.е.
⚠ Необходимые усиления
Замена Тр-ра Ordubad Т1 с 25 МВА → 40 МВА. Прокладка второй ЛЭП до Sədərək 18 км.
📊 Влияние на SAIDI/SAIFI
Подключение завода без усиления сети: SAIDI Naxçıvan RETSİ +12% (рост от перегрузок Тр-ров).
Этапы разработки
1
Данные сети
⏱ 1 день
Создать db_virtualnet.js с топологией сети: узлы (ПС), рёбра (линии), мощности трансформаторов. Заполнить шаблоны 4 типов новых нагрузок. Использовать данные из Excel исходников + нормативы ПУЭ для параметров линий.
data/db_virtualnet.js
2
Движок расчёта
⏱ 1 день
Реализовать DC Load Flow на JS: матрица проводимостей B, решение системы Bθ=P, расчёт токов и потерь. Добавить AC-поправку для напряжений ΔV=(P·R+Q·X)/V. N-1 анализ: перебор отключаемых элементов с пересчётом режима.
virtualnet.html loadflow engine
3
SVG-топология
⏱ 1 день
Интерактивный SVG-граф: узлы = ПС (круги), рёбра = линии (цвет по загрузке). Клик на узле — всплывашка параметров. Новая нагрузка добавляется как мигающий узел. Цветовая индикация: зел. <70%, жёлт. 70–90%, красн. >90%.
SVG graph tooltip animation
4
UI + Результаты
⏱ 0.5 дня
Панель управления: выбор региона, типа нагрузки, слайдер мощности, выбор точки подключения, кнопка «Рассчитать». Блок результатов: KPI-карточки, bar chart (Chart.js) загрузки до/после, список нарушений, рекомендации.
controls panel Chart.js risk list
5
Экспорт
⏱ 0.5 дня
Кнопка «Распечатать отчёт»: @media print стили, footer с логотипом Azerishiq и датой расчёта. Отчёт включает: параметры сценария, топологию, таблицу нарушений, рекомендации.
@media print PDF отчёт
2
новых файла
(db_virtualnet.js + virtualnet.html)
8
функций расчёта
и анализа сети
~4
дня разработки
полный функционал