Виробничо-Інжинірингова Компанія
Харків, вул. Кибальчича, 18
Ежедневно с 9:00 - 18:00
Тимчук С. А., Сиротенко М. О.
Запропоновано нечітку математичну модель розрахунку недоотпуска в секціонованой розгалуженої електричної мережі 10кВ, яка враховує можливість установки інших засобів підвищення надійності і може використовуватися в якості однієї з цільових функцій при вирішенні завдання побудови оптимальної схеми розміщення засобів підвищення надійності в секціонованих електричних мережах сільських регіонів в умовах невизначеності вихідної інформації.
Постановка завдання. Незважаючи на вдосконалення конструкції повітряних ліній електропередачі та електричних апаратів, аварійні пошкодження в системах електропостачання неминучі. При цьому в розподільних мережах сільських регіонів найбільшу кількість аварійних відключень відбувається в мережах напругою 10 кВ. Якщо в одній з точок мережі виникає пошкодження і створюється неприпустимий аварійний режим, пошкоджена лінія або ділянка виявляються засобами релейного захисту та автоматики, після чого здійснюється їх відключення. Вихід з роботи лінії завжди супроводжується або недоотпуск електроенергії, або зниженням надійності, якості і збільшенням собівартості електропостачання.
В умовах ринкових відносин між постачальниками і споживачами електричної енергії одним з наслідків аварійного відключення електроенергії стає відшкодування збитку споживачам. Українське законодавство передбачає матеріальну відповідальність постачальників перед споживачами, в тому числі і відповідальність електропостачальних організацій. Таким чином, зниження недоотпуска електроенергії є одним з найважливіших завдань, які необхідно вирішити при розробці та експлуатації розподільчих електричних мереж 10кВ.
Аналіз останніх досліджень і публікацій. Методи зниження недоотпуска електроенергії в електричних мережах 10 кВ можна умовно розділити на два види:
На сучасному етапі розвитку автоматизації з метою підвищення структурної надійності електропостачання існує ряд підходів для розміщення комутаційних апаратів в мережі. Але всі ці методики мають ряд недоліків: в методиці [1] - відсутність обгрунтування місця та схеми розміщення КА, відсутність рекомендацій з використання методики при недетермінірованному типі вихідних даних; в методиці [2] - використання розрахункової моделі лінії з рівномірно розподіленим навантаженням, відсутність економічного обгрунтування місця та схеми розміщення комутаційних апаратів (КА), використання тільки детермінованого типу вихідних даних; в [3] - відсутність обліку присутності додаткових засобів підвищення надійності, неможливість використання даної методики для схем розподільної мережі з АВР.
В [4 -6] також описані методики застосування та встановлення сучасних засобів визначення місць пошкодження, які істотно поліпшують техніко-економічні показники електропостачання, підвищують надійність роботи енергосистем, скорочують аварійний недоотпуск електроенергії споживачам та значно скорочують трудовитрати на відшукання ушкоджень.
Однак, при установці таких засобів слід врахувати, що їх встановлення може виявитися економічно вигідною, наприклад, при малій активної споживаної потужності електроустановок споживачів і довжині відгалужень. Також проаналізовані методики не дозволяють провести порівняльний аналіз економічної ефективності застосування засобів для визначення місць пошкодження в розподільних мережах 10 кВ з комутаційними апаратами нового покоління, які, крім автоматичного секціонування мережі, можуть також виконувати функції покажчиків пошкоджених ділянок, що робить їх більш ефективними при великій активної споживаної потужності електроустановок споживачів.
Мета досліджень. Розробити математичну модель розрахунку недоотпуска електроенергії в умовах невизначеності вихідної інформації для пошуку оптимальної схеми розміщення засобів підвищення надійності в електричних мережах сільських регіонів напругою 10 кВ.
Основні матеріали досліджень. Математична модель розміщення засобів підвищення надійності (ЗПН) в розподільних мережах сільських регіонів побудована з урахуванням того, що процес функціонування розподільної мережі підпорядковується закономірності [7], яка визначає найпростіший потік, тобто потік подій, що задовольняє властивостям стаціонарності, відсутності наслідків і ординарности. При побудові математичної моделі розглядалися такі ЗПН, як роз'єднувачі, автоматичне введення резерву (АВР), реклоузери і показники пошкодженої ділянки (ППД). Таким чином, формула для розрахунку недоотпуска в матричному вигляді має вигляд:
де K, J, P - це матриці, розміром NхN (N - кількість відгалужень) і зміст яких визначається особою приймає рішення (ОПР);
R, M, L, I, H - робочі матриці, розмір яких визначається числом N, елементи матриці T визначаються користувачем і залежать від місць розміщення КА;
W - параметр потоку відмов, 1/рік * км;
tcp - час спрацьовування КА, час;
t - середній час усунення одного стійкого ушкодження, годину.
Так як час спрацьовування безпосередньо залежить від часу ошук місця пошкодження, на яке в свою чергу впливає наявність або відсутність тих чи інших СПН в місцях їх можливого встановлення, то для його розрахунку також розроблено математичну модель в матричному вигляді:
де S, X, Y - робочі матриці, розмір яких також визначається числом N.
Коефіцієнти, що позначають присутність або відсутність того чи іншого ЗПН у схемі розподільної мережі, приймають значення 1 або 0 відповідно. Так само ряд вихідних даних, таких як параметр потоку відмов (W), швидкість руху ремонтної бригади (Vбр), середній час усунення 1-го сталого пошкодження (t) та вартості самих ЗПН, представлені в нечіткому вигляді. Відповідно, представлені вище залежності також є нечіткими.
Висновок. Таким чином, запропонована нечітку математичну модель розрахунку недоотпуска електроенергії дозволяє враховувати установку відразу декількох видів ЗПН і може використовуватися в якості однієї з цільових функцій при вирішенні завдання побудови оптимальної схеми розміщення засобів підвищення надійності в секціонованих електричних мережах сільських регіонів напругою 10 кВ в умовах невизначеності вихідної інформації .
Список використаної літератури