Ïðîåêòèðîâàíèå ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè – ïðîöåññ ñëîæíûé, ìíîãîïëàíîâûé è çàòðàòíûé. Íà êàôåäðå «Ýëåêòðè÷åñêèå ñèñòåìû» ÁÍÒÓ áûëè ïðîâåäåíû èññëåäîâàíèÿ, íåïîñðåäñòâåííî îïðåäåëÿþùèå âðåìÿ ó÷àñòèÿ ïðîåêòèðîâùèêà â ïðîåêòå è ïðåäñòàâëåíû íåêîòîðûå ðåçóëüòàòû ïî ðàçðàáîòêå àëãîðèòìîâ ñèñòåìû àâòîìàòèçèðîâàííîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ ðàéîííîé ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè. Ìàòåðèàë áûë ïðåäñòàâëåí íà ìåæäóíàðîäíîé íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé êîíôåðåíöèè «Ýíåðãîñáåðåæåíèå – âàæíåéøåå óñëîâèå èííîâàöèîííîãî ðàçâèòèÿ ÀÏÊ», ñîñòîÿâøåéñÿ â Ìèíñêå íà áàçå Áåëîðóññêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî àãðàðíîãî òåõíè÷åñêîãî óíèâåðñèòåòà.
Ïîíÿòèå «àâòîìàòèçèðîâàííîå ïðîåêòèðîâàíèå» îçíà÷àåò ïðîöåññ ïðîåêòèðîâàíèÿ, ïðè êîòîðîì ÷àñòü îïåðàöèé îñóùåñòâëÿåòñÿ àâòîìàòè÷åñêè, áåç âìåøàòåëüñòâà ÷åëîâåêà, à ÷àñòü – àâòîìàòèçèðîâàíî, ñ ìàëîé äîëåé ó÷àñòèÿ ÷åëîâåêà, îñòàâøèåñÿ æå îïåðàöèè âûïîëíÿþòñÿ òîëüêî ÷åëîâåêîì.
Òåõíîëîãèÿ àâòîìàòèçèðîâàííîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè ïðèìåíÿåòñÿ ñ öåëüþ ñîêðàùåíèÿ ñðîêîâ âûïîëíåíèÿ ïðîåêòà è ñîçäàíèÿ óñëîâèé äëÿ áîëåå äåòàëüíîãî è êà÷åñòâåííîãî ïîèñêà èíæåíåðíûõ ðåøåíèé.
Ñîäåðæàíèå ïðîåêòîâ ðàçâèòèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ ñåòåé ïîêàçûâàåò, ÷òî â íèõ âõîäèò î÷åíü øèðîêèé êðóã âîïðîñîâ, êîòîðûå â ñîâîêóïíîñòè ðåøàþòñÿ íà îñíîâå ñèñòåìíîãî ïîäõîäà. Ýòà çàäà÷à ÷ðåçìåðíî ãðîìîçäêà, ïðàêòè÷åñêè åå ìîæíî ðåøèòü òîëüêî ïî ÷àñòÿì. Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè êàæäîé èç ÷àñòåé îñòàëüíûå ÷àñòè ïðîåêòà ïðåäñòàâëÿþòñÿ ïðèáëèæåííî, â íèõ ó÷èòûâàþòñÿ ëèøü âëèÿþùèå íà ïðîåêòèðóåìóþ ÷àñòü ýëåìåíòû, äëÿ êîòîðûõ ïåðâîíà÷àëüíî ïðåäïîëàãàþòñÿ òèïîâûå ðåøåíèÿ.  äàëüíåéøåì ïîëó÷åííûå ïðè ïðîåêòèðîâàíèè î÷åðåäíîãî ýëåìåíòà ðåøåíèÿ óòî÷íÿþòñÿ è ñîãëàñóþòñÿ ñ îñòàëüíûìè ÷àñòÿìè, ÷òî ïðåâðàùàåò ïðîöåññ ïðîåêòèðîâàíèè â èòåðàöèîííóþ çàäà÷ó.
Ñîãëàñíî èññëåäîâàíèÿì, ïðîâåäåííûì íà êàôåäðå «Ýëåêòðè÷åñêèå ñèñòåìû» ÁÍÒÓ, íåïîñðåäñòâåííîå ïëîäîòâîðíîå âðåìÿ ó÷àñòèÿ ïðîåêòèðîâùèêà â ïðîåêòå ñîñòàâëÿåò 15% îò îáùåãî âðåìåíè âûïîëíåíèÿ ïðîåêòà. Òàêèì îáðàçîì, ñðîê âûïîëíåíèÿ ïðîåêòà ìîæíî çíà÷èòåëüíî ñîêðàòèòü ïîñðåäñòâàì àâòîìàòèçàöèè ïðîöåññà ïðîåêòèðîâàíèÿ.
 îñíîâå ëþáîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè ëåæèò ðàñ÷åò åãî ðåæèìîâ. Íèæå îïèñàíà àâòîðñêàÿ ïðîãðàììà êàê øàã ê ñîçäàíèþ ïîëíîöåííîé ïðîãðàììû ïî àâòîìàòèçèðîâàííîìó ïðîåêòèðîâàíèþ ýëåêòðîýíåðãåòè÷åñêîé ñåòè.  ïðîãðàììå èñïîëüçîâàí ðàçðàáîòàííûé àëãîðèòì ðàñ÷åòà óñòàíîâèâøåãîñÿ ðåæèìà çàìêíóòîé ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè.
Îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ äàííîãî àëãîðèòìà ïðåäñòàâëåíû íèæå. ßäðî ïðîãðàììû ñîñòàâëÿåò áëîê ðàñ÷åòà óñòàíîâèâøåãîñÿ ðåæèìà ñåòè.  ïðîöåññå ðàñ÷åòà ðåæèìà ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè êàæäàÿ âåòâü ãðàôà ñåòè çàìåùàåòñÿ îáùåïðèíÿòîé ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëüþ (ðèñóíîê 1).
Ïåðåä íà÷àëîì ðàñ÷åòà ðåæèìà (ðèñóíîê 2) ïðîèçâîäèòñÿ ðàçìûêàíèå ñåòè (áëîê 1). Áëîê 1 ïðîèçâîäèò ïîèñê ëèíèé, ïðè îòñîåäèíåíèè êîòîðûõ îò óçëîâ ñõåìû, ðàññ÷èòûâàåìàÿ çàìêíóòàÿ ñåòü ïðåîáðàçóåòñÿ â ðàçîìêíóòóþ ñåòü, âñå óçëû êîòîðîé áóäóò çàïèòàíû îò îïîðíîãî óçëà (ðèñóíîê 3).
Ðàñ÷åò ïîëó÷åííîé ðàçîìêíóòîé ñåòè (áëîê 2) ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êëàññè÷åñêîå ðåøåíèå çàäà÷è ðàñ÷åòà ðàçîìêíóòîé ñåòè ñ èçâåñòíûìè íàãðóçêàìè óçëîâ è íàïðÿæåíèåì îïîðíîãî óçëà [3]. Òî÷íîñòü ðàñ÷åòà À (áëîê 3) õàðàêòåðèçóåò òî÷íîñòü ðàñ÷åòà ïîëó÷åííîé ðàçîìêíóòîé ñåòè. Òî÷íîñòü ðàñ÷åòà  (áëîê 4) õàðàêòåðèçóåò æåëàåìóþ òî÷íîñòü ðàñ÷åòà èñõîäíîé çàìêíóòîé ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè. Åñëè ïî ðåçóëüòàòàì ðàñ÷åòà ðàçîìêíóòîé ñåòè ðàçíèöà íàïðÿæåíèé äåéñòâèòåëüíûõ è ôèêòèâíûõ óçëîâ ìåíüøå æåëàåìîé, òî àëãîðèòì çàêàí÷èâàåò ñâîþ ðàáîòó, èíà÷å âûïîëíÿþòñÿ äåéñòâèÿ ñëåäóþùåãî áëîêà. Ïðè ýòîì, äåéñòâèòåëüíûìè óçëàìè íàçîâåì óçëû èñõîäíîé çàìêíóòîé ñåòè, à ôèêòèâíûìè óçëàìè íàçîâåì óçëû, êîòîðûå îáðàçóþòñÿ ïðè îòñîåäèíåíèè ëèíèé.
Ïðè íåîáõîäèìîñòè áëîê 5 âíîñèò ïîïðàâêè â íàãðóçêó äåéñòâèòåëüíîãî óçëà è ñîîòâåòñòâóþùåãî ôèêòèâíîãî óçëà. Ïîïðàâêîé ÿâëÿåòñÿ ïîëîâèíà ðàñ÷åòíîé óðàâíèòåëüíîé ìîùíîñòè ïî êîíòóðó, êîòîðûé ïîëó÷èòñÿ ïðè ñîåäèíåíèè äåéñòâèòåëüíîãî è ñîîòâåòñòâóþùåãî ôèêòèâíîãî óçëà. Íàïðèìåð, ôîðìóëà ðàñ÷åòà ïîïðàâêè äëÿ êîíòóðà Ê1 (ðèñóíîê 3) âûãëÿäèò ñëåäóþùèì îáðàçîì
Íà âåëè÷èíó âû÷èñëåííîé ïîïðàâêè óâåëè÷èâàåòñÿ íàãðóçêà îäíîãî óçëà è óìåíüøàåòñÿ íàãðóçêà âòîðîãî. Ïîïðàâêà âíîñèòñÿ ñ öåëüþ èñêëþ÷èòü ïîòîê ìîùíîñòè ïî âåòâÿì, êîòîðûå ñîåäèíèëè áû äåéñòâèòåëüíûå è ñîîòâåòñòâóþùèå ôèêòèâíûå óçëû.
 ðåçóëüòàòå ðàñ÷åò ðåæèìà çàìêíóòîé ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè ñâîäèòñÿ ê ðàçíåñåíèþ íàãðóçêè ìåæäó ðåàëüíûìè è ïðèìûêàþùèìè ôèêòèâíûìè óçëàìè òàê, ÷òîáû ïðè ðàñ÷åòå ýêâèâàëåíòíîé ðàçîìêíóòîé ñåòè íàïðÿæåíèÿ â ðåàëüíûõ óçëàõ è ïðèìûêàþùèõ ôèêòèâíûõ óçëàõ áûëè áëèçêè ïî çíà÷åíèþ â ïðåäåëàõ çàäàííîé òî÷íîñòè.
Ðàçðàáîòàííàÿ êîìïüþòåðíàÿ ïðîãðììà íàçûâàåòñÿ «Ñòðîèì ñåòü». Ïðè çàïóñêå îíà ôîðìèðóåò ñòàíäàðòíîå îêíî, âíóòðè êîòîðîãî íàõîäèòñÿ ðàáî÷åå ïðîñòðàíñòâî. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî âñå ðàáî÷åå ïðîñòðàíñòâî ÿâëÿåòñÿ êàðòîé ñ íåêîòîðûì ìàñøòàáîì.
Ïðÿìî íà ðàáî÷åì ïðîñòðàíñòâå ïîëüçîâàòåëü ïðè ïîìîùè ìûøè ìîæåò óêàçàòü ìåñòî ïîëîæåíèÿ ñòàíöèé, ïîäñòàíöèé (óçëîâ), êîòîðûå óñëîâíî îòîáðàæàþòñÿ ïðÿìîóãîëüíèêàìè (ðèñóíîê 4). Ìûøüþ ìîæíî ïåðåìåùàòü óçëû, ïðè ýòîì ðÿäîì ñ óçëîì îòîáðàæàþòñÿ êîîðäèíàòû åãî òåêóùåãî ïîëîæåíèÿ. Äëÿ ñîçäàíèÿ ëèíèè òðåáóåòñÿ âûäåëåííûé óçåë ñîåäèíèòü ñî ñëåäóþùèì óçëîì, óêàçàâ íà ïîñëåäíèé ïðàâîé êíîïêîé ìûøè. Âûäåëåííûé óçåë îòîáðàæàåòñÿ êðàñíûì öâåòîì.
Ïåðâîíà÷àëüíî ïðèíèìàåòñÿ, ÷òî ñîçäàâàåìûå ëèíèè âûïîëíåíû ïðîâîäîì îäíîé ìàðêè. Äëèíà êàæäîé ëèíèè âû÷èñëÿåòñÿ ïðîïîðöèîíàëüíî ðàññòîÿíèþ ìåæäó óçëàìè. Ïðè ñîçäàíèè êàæäîé íîâîé ëèíèè àâòîìàòè÷åñêè âûïîëíÿåòñÿ ðàñ÷åò ðåæèìà. Ïðîãðàììà àâòîìàòè÷åñêè âûïîëíÿåò âûáîð ìàðîê ïðîâîäîâ è òðàíñôîðìàòîðîâ, ïîñëå ÷åãî ïîâòîðÿåò ðàñ÷åò ðåæèìà ñ íîâûìè ïàðàìåòðàìè. Òàêæå ïîëüçîâàòåëü ìîæåò çàïóñòèòü àâòîìàòè÷åñêèé àíàëèç ïîñòðîåííîé êîíôèãóðàöèè ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè.
Ïðîãðàììà «Ñòðîèì ñåòü» íå ïðåòåíäóåò íà íàçâàíèå ÑÀÏÐ. Îäíàêî, ïðè äîëæíîì ðàçâèòèè ïðîãðàììû îíà áûëà áû ïîëåçíîé ïðè âûïîëíåíèè ïðîåêòîâ ýëåêòðè÷åñêèõ ñåòåé.
Âîçìîæíîñòè ïðîãðàììû àâòîìàòèçèðîâàííîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ ñåòè íà ìîìåíò íàïèñàíèÿ ñòàòüè:
- ãðàôè÷åñêèé ââîä êîíôèãóðàöèè ñõåìû ñåòè;
- ðàñ÷åò ðåæèìà ââåäåííîé ñõåìû ñåòè;
- âûáîð ìàðîê òðàíñôîðìàòîðîâ;
- âûáîð ìàðîê ïðîâîäîâ ëèíèé;
- àíàëèç ðåæèìîâ ïî äîïóñòèìîìó ïî íàãðåâó òîêó;
- àíàëèç ðåæèìîâ íà äîñòàòî÷íîñòü ðåãóëèðîâî÷íîãî äèàïàçîíà òðàíñôîðìàòîðîâ;
- àâòîìàòè÷åñêîå ñîñòàâëåíèå îò÷åòîâ î âûïîëíåííîì àíàëèçå.
È.Äóëü.
Ì.Ôóðñàíîâ,
äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê, ïðîôåññîð
ÓÎ «Áåëîðóññêèé íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò»
ã. Ìèíñê.