МЕТОД ПРОГНОЗУВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК НАВАНТАЖЕННЯ В СІЛЬСЬКИХ МЕРЕЖАХ КОМУНАЛЬНО-ПОБУТОВОГО ПРИЗНАЧЕННЯ :

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі «Аналіз функціонування сільських мереж комунально-побутового призначення» проаналізовані питання актуальності поставленого завдання. Проведено огляд і аналіз вітчизняних і закордонних праць з сільського комунально-побутового електронавантаження. Проаналізовано способи і засоби компенсації реактивної потужності, проведено аналіз системи і пристроїв обліку електроенергії у сільських комунально-побутових споживачів. Обґрунтовано вибір напрямку та методів дослідження.

На даний час опублікована значна кількість праць з питань електронавантаження, аналізу    режимів    і    прогнозування    навантаження

енергосистем. Так,    в    різні     роки     наукові     дослідження     проводили:

М. К. Харчев, Д. С. Ліфшіц,   Г. М. Каялов,   Е. Г. Курінній,   Б. Г.   Гнеденко,   Б. С. Мешель, С. Д. Волобринский, Ю. А. Фокін, А. Г. Захарін, І. О.   Будзко,

І. І.  Мартиненко,      М. С.  Левін,       В. Є. Шерстень,          Ю. С.      Железко,

В. Е. Воротницький, В. Г. Дерзський, Г. Є. Поспелов, П. Д. Лежнюк, ін. Також, цьому питанню велика увага приділяється провідними науково-дослідними організаціями, такими як Інститут електродинаміки НАН України, ВНДІЕ (Росія) та провідними університетами НТУУ «КПІ», НТУ «ХПІ», Вінницький національний технічний університет, Донецький національний технічний університет. Але для сільських мереж комунально-побутового призначення дані питання недостатньо відображені в науково-технічній літературі. Так, протягом довгого часу не приділялось достатньої уваги рівню електронавантаження в сільських мережах комунально-побутового призначення та проблемам компенсації в них реактивної потужності. Пояснювалось це тим, що дане електронавантаження носить незначний за рівнем та переважно активний характер.

Сьогодні в сільських низьковольтних мережах суттєво зросли навантаження, в тому числі і реактивні, що пов’язано із перерозподілом електронавантаження між виробничим та комунально-побутовим сектором на селі у бік зростання останнього внаслідок більш широкого використання приладів активно-індуктивного навантаження та інтенсифікацією робіт в домашньому господарстві сільських мешканців. У зв’язку з чим, сільські мережі комунально-побутового призначення потребують особливої уваги у відношенні оптимізації режимів, уточнення розрахункових навантажень та методів прогнозування.

Проведений аналіз показав, що в даний період, компенсація реактивної потужності у сільських комунально-побутових споживачів позитивного ефекту не забезпечує в основному через те, що населення не сплачує за реактивну енергію. Компенсація реактивної потужності у сільських комунально-побутових споживачів майже не використовується. Житловий сектор є найменш керованим споживачем електроенергії і планувати економію і втрати електроенергії в цьому секторі достатньо складно.

Встановлено, що випадкова мінливість сільського комунально-побутового навантаження є його органічною властивістю і при дослідженні необхідно використовувати загальнометодологічні підходи: системний і імовірнісно-статистичний, а також математичне моделювання, тобто характер досліджень має бути комплексним. Для розробки уточнених методів розрахунку та прогнозування навантаження з урахуванням специфіки сільського побуту необхідно провести ретельні обстеження і заміри електронавантажень в сільських мережах комунально-побутового призначення і виявити закономірності їх зміни.

У зв’язку з вищесказаним, сформульовано завдання досліджень, які наведені у розділі «Загальна характеристика роботи».

У другому розділі «Дослідження ефективності електропостачання сільських комунально-побутових споживачів та розробка математичних моделей коефіцієнта потужності» проведено дослідження режимів роботи побутових електроприймачів. Визначено електричні навантаження житлових будинків та ТП 10/0,4 кВ комунально-побутового призначення в сільській місцевості. Розроблено алгоритм розрахунку коефіцієнта потужності комунально-побутового електронавантаження з використанням гармонічних складових Фур’є. Розроблено математичні моделі і побудовано графіки добової зміни коефіцієнта потужності сільського комунально-побутового електронавантаження для житлового будинку і для ТП 10/0,4 кВ, яка живить дані будинки всіх сезонів року. Запропоновано математичні моделі для уточнення прогнозування і визначення зміни характеру навантаження у методах при розрахунку втрат електроенергії в трансформаторах сільських комунально-побутових мереж.

Для визначення параметрів аналітичних формул і створення робочих моделей коефіцієнта потужності проведено дослідження режимів роботи сільських мереж комунально-побутового призначення АК “Полтаваобленерго” і “Харківобленерго”. Так, для проведення експериментальних досліджень взяті житлові будинки сільських населених пунктів Харківської і Полтавської областей. Вимірювання навантажень проведено на вводі у житлові будинки і, з дозволу працівників районних електричних мереж, на шинах ТП 10/0,4 кВ. Було обстежено 120 будинків, 33 ТП в 16 населених пунктах. Основа методології дослідження базувалась на вибірковому обстеженні витрат електроенергії, на вимірюваннях фактичних навантажень та на математичній обробці одержаних даних.

Для виявлення добової зміни коефіцієнта потужності комунально-побутового електронавантаження визначено значення  протягом доби через кожну годину. Обробка даних базувалась на теорії імовірності і математичної статистики. Середньоквадратичне відхилення експериментальних , тобто, похибка апроксимації,   не   перевищувало

5 %, така точність вважається задовільною. Оскільки,  як функція часу представлений у формі несинусоїдної кривої, то при дослідженні динаміки зміни в часі  наведено у вигляді ряду Фур’є з періодом , при цьому, кругова частота зміни  протягом доби: . Таким чином, на основі експериментальних даних і за допомогою програми XLSTAT, знайдено закономірності зміни  комунально-побутового електронавантаження протягом доби. При цьому, найкраще наближення розрахункових даних до фактичних дає застосування дев’ятої гармоніки, а для спрощення розрахунків члени рівнянь з малими коефіцієнтами до уваги не приймались.