电力工程应用 | 电缆载流量分析、变电站接地计算、潮流分析、输电线路仿真计算等
- 为什么选择 Maple-
展示设计意图：单个Maple文件可以组合实时数学、文字、图像和绘图等。实际上，Maple捕获了分析背后的假设和思考过程，以及计算过程。
高级数值和符号数学引擎：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。
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。
代码的开发、调试和验证更快
可以使用Maple的高级数学函数
更容易阅读和理解
降低单位计算的风险：机械工程师遇到的几乎每一个物理量 — 例如力、温度或速度等都具有单位。 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。
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。
电力系统工程应用示例
使用Nehers-McGrath方法计算电力电缆额定载流量
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。
5节点电力系统的潮流分析
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：
生成了符号形式的有功和无功潮流方程组，并用fsolve（功能强大的数值方程求解器）求解。设置速度很快，但对于大型系统而言可能较慢。该方法还使用符号技术生成了有功和无功潮流方程。
建立系统Jacobian，并使用Newton-Raphson迭代求解（此方法需要更多的初始设置，但对于较大的系统可能更快）。
变电站接地用金属带的横截面
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。
