Мірошник Олександр Олександрович. Підвищення ефективності моніторингу втрат електроенергії в розподільчих мережах

brief description

Мірошник Олександр Олександрович. Підвищення ефективності моніторингу втрат електроенергії в розподільчих мережах : Дис... канд. наук: 05.14.02 2009

Мірошник О. О. Підвищення ефективності моніторингу втрат електроенергії в розподільчих мережах. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 Електричні станції, мережі і системи. Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут». Харків, 2009.
Дисертацію присвячено підвищенню ефективності моніторингу втрат електроенергії в розподільчих мережах із урахуванням впливу температури навколишнього середовища і величини струму на опір елементів мережі для оптимального вибору заходу зі зниження технічних втрат електроенергії. Удосконалено розрахункову модель параметрів усталеного режиму РМ для моніторингу втрат електричної енергії з урахуванням впливу температури навколишнього середовища і величини струму на опір елементів мережі в реальному часі, що дозволяє більш об'єктивно нормувати в них втрати електроенергії. Удосконалено модель регулювання напруги в центрі живлення, що забезпечує оптимізацію режиму при мінімізації втрат електричної енергії в розподільчих мережах і відрізняється від існуючих урахуванням інформації про режим не тільки на шинах центру живлення, але і в характерних точках лінії, в тому числі про зміну значення втрат електроенергії в лініях при переключенні регулювальних відгалуджень трансформаторів. Розроблена імітаційна модель розрахунку втрат електричної енергії, що дозволяє на основі багатокритеріального підходу вибрати найбільш ефективний захід зі зниження втрат в РМ.

В дисертаційній роботі наведено вирішення науково-практичної задачі вдосконалення моніторингу втрат електричної енергії в РМ, яка полягає в розробці інформаційного забезпечення визначення втрат електричної потужності та енергії з урахуванням впливу температури навколишнього середовища і величини струму на опір елементів мережі в реальному часі та їх мінімізації на базі програмно-технічного комплексу.
Основні результати роботи такі.
1. Для підвищення достовірності моделювання обґрунтовані та сформовані вимоги до розрахункової моделі усталеного режиму РМ з урахуванням впливу температури навколишнього середовища і величини струму на опір елементів мережі, що дозволяє більш об’єктивно виконувати оцінку технічних втрат в реальному часі, уточнювати баланси витрат енергії, впливати на нормування втрат. Показано, що в основу базової розрахункової моделі доцільно покласти метод поелементного розрахунку втрат електроенергії, що дає можливість ефективніше проводити аналіз та структурування втрат електроенергії в елементах РМ.
2. З метою підвищення ефективності функціонування автоматизованих систем керування РМ була вдосконалена математична модель усталених режимів РМ з використанням методу Ньютона. Ця модель пристосована для автоматизованого визначення втрат електроенергії в РМ з урахуванням впливу температури навколишнього середовища на параметри пасивних елементів схеми заміщення. Отримане представлення матриці чутливоті Якобі дозволяє спростити її формування та коригування в процесі розрахунку і аналізу режимів РМ в реальному часі, коли телевимірювання використовуються як початкові дані.
3. На основі запропонованої моделі розрахунку технічних втрат електричної енергії в РМ розроблено програмно-технічний комплекс, який дозволив розрахувати втрати електричної енергії з урахуванням впливу температури навколишнього середовища і величини струму на опір елементів мережі в реальному часі, що забезпечує підвищення точності розрахунку втрат.
4. Обґрунтовані технічні вимоги до багатофункціонального мікропроцесорного пристрою нижнього рівня ПТК в задачах моніторингу втрат електричної енергії з урахуванням впливу температури навколишнього середовища і величини струму на опір елементів мережі. Це дозволило підвищити точність розрахунку втрат електричної енергії в РМ та забезпечити додаткову достовірну інформацію для АСКОЕ.
5. Проведені експериментальні дослідження розробленого багатофункціонального мікропроцесорного пристрою, які підтвердили повну працездатність вимірювальних блоків та GSM/GPRS зв’язку з диспетчерським пунктом, а також, що БМП має клас точності 0,5. Це дозволяє в перспективі перейти при проектуванні систем моніторингу до уніфікованих багатофункціональних пристроїв збору, зберігання та передачі інформації.
6. Запропоновано спосіб використання БМП в РМ для оперативного перемикання регулювальних відгалуджень трансформаторів з РПН в центрах живлення радіальної мережі, що забезпечує мінімум втрат електричної енергії з урахуванням обмежень за рівнями напруги.
7. Показана можливість і доцільність використання розрахункової моделі втрат електричної енергії в РМ в якості імітаційної моделі при виборі альтернатив. Розроблені алгоритми та методика оптимального вибору заходу зі зниження втрат електричної енергії в РМ на базі імітаційної розрахункової моделі втрат електричної енергії з використанням Парето-метода, що значно скорочує час пошуку ефективного рішення з вибору оптимального ЗЗВ.
8. Обчислювальний експеримент показав працездатність імітаційної моделі оптимального вибору заходу зі зниження втрат електроенергії в РМ. На прикладі фрагменту електричної мережі 10 кВ АК «Харківобленерго» проведені розрахунки втрат електричної енергії з урахуванням впливу температури навколишнього середовища і величини струму на опір елементів мережі, та вибрано оптимальний варіант заходів зі зниження цих втрат, в результаті чого втрати знизяться на 16% по відношенню до базового варіанта.
9. Результати наукових досліджень дисертаційної роботи впроваджені в госпдоговірних темах в АК «Харківобленерго», а також в навчальний процес кафедри автоматизації та комп’ютерних технологій та кафеди електропостачання сільського господарства ХНТУСГ ім. Петра Василенка.