电力系统工程师对电力供应和发电至关重要。他们在公用事业公司、风力涡轮机制造商、航空航天和国防研究所工作。电力系统工程师可以找到电网中的故障、设计变电站、进行电力系统保护、完成潮流分析,防止电弧闪光等。
这些工程师需要经过验证的工具来帮助他们解决复杂的问题,而数学工具是这项工作的核心。数学和数据分析工具可用于简单的设计计算、数据分析和更密集的数学任务。
Mapleosft公司开发的Maple软件具有专门满足电力系统工程师需求的功能,例如:
了解更多 Maple智能计算书环境
Maple为数值和公式、 数据分析、编程提供了实用的高级工具。这些工具既适用于简单的工程问题也适用于复杂的工程问题。例如:
Maple是一个数值和符号计算的完整系统;参数、方程可以在两者之间流畅地流动。这意味着您可以在单个工作流中推导方程并对其进行数值计算。
此外,Maple提供了编程语言和交互式开发环境,可以使用Maple中的任意高级数学工具。
电气工程师遇到的几乎每一个物理量 — 例如电阻、电压或长度等都具有单位。单位被流畅地集成到Maple中,可以用于简单的计算以及求方程数值解、优化和绘图。
volt := 5.2V :
curr := 3.2A :
power := curr volt= 16.64 W
在计算中使用单位可以消除引入单位转换出错的风险并且还可以检查方程的物理有效性。
当电流通过电缆时会产生热量。 电缆的载流量是电缆在不超过其温度额定值的情况下可以承载的电流量。准确估计载流量对于最大程度地减少电缆安装的总使用寿命成本至关重要。
该应用示例实现了Nehers-McGrath方程,并与《国家电气规范》(2017)中列出的结果进行交叉核对;结果的一致性意味着这个工作表可以作为更复杂的电缆载流量计算的基础。
利用数值和符号计算技术,这个应用示例使用Maple内置的单位系统在整个计算过程中显示标准单位。
该应用使用Maple来分析一个5节点电力系统,并计算每个总线上的电压和功率(有功和无功)。
对于较大的电力系统,可能有成千上万的母线,需要高效的数值技术来解决系统非线性方程组。可以使用专业工具来定义和模拟更大的潮流系统。
较小的系统可以在Maple中建模和分析,以加强理论,研究数值技术或者尝试不同的拓扑。
该Maple应用示例演示了两种数值求解潮流方程的方法:
变电站接地系统是由埋入式导体组成的网路,称为接地垫。 变电站的接地对于人员安全和为整个电力系统提供放电路径都非常重要。
该应用示例计算了110/ 30kv变电站的导体接地的金属带的横截面。
使用Maple,应用遵循EN 50522:2010和IEC 60287-3-1,并在整个计算过程中采用自然数学符号和单位。
提供免费部署和分享工具,可以将Maple工作表转换为带有图形按钮和滑动条的交互式应用程序,通过免费工具Maple Player部署。也可以通过MapleNET在局域网或互联网内中分享(可选)。
使用Maple,你可以完成输电线路中电压和电流数值拉普拉斯反变换。这需要快速、高效的数值算法,并将其流畅地连接到更广泛的绘图和文档。
拉普拉斯变换基于电报方程,是一对耦合的偏微分方程。
结果描述了输电线路上任意点的电流和电压的瞬态变化。