Ідентифікація коефіцієнта форми графіка групового навантаження для визначення втрат електроенергії в розподільних мережах Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХН1ЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ

2008 р. Вип. №18

УДК 621.311

Кулик В.В.1, Пискляров Д.С.2

1ДЕНТИФ1КАЦ1Я КОЕФ1Ц1еНТА ФОРМИ ГРАФ1КА ГРУПОВОГО НАВАНТАЖЕННЯ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ВТРАТ ЕЛЕКТРОЕНЕРГП В РОЗПОДЫЬНИХ МЕРЕЖАХ

В cmammi запропоноеано новый nidxid до ¡дентифтацп значенъ коефщента формы

графта групоеого навантаження засобами meopii нечетких множим для задач роз-

рахунку змтних етрат електроенергп ерозподшьних електричних мережах.

У сучасних умовах функцюнування впчизняного енергетичного ринку технолопчш ви-трати електроенергп (TBE) на II транспортування стали одним з визначальних показниюв ефек-thbhoctí функцюнування обласних енергопостачальних компанш. Таким чином, актуальним, з практично! точки зору, стало розв'язання ряду задач, серед яких:

1. Оцшка складових TBE та складання балансу електроенергп.

2. Прогнозування значень TBE в розподшьних електричних мережах.

3. Планування заход i в по зниженню TBE в розподшьних електричних мережах (ЕМ).

4. Оцшка pißHH спостережносп розподшьних електричних мереж з метою вдосконалення шформацшно! шфраструктури АСКОЕ.

Bei щ задач i об'еднаш необхщнютю розрахунку навантажувально! складово! техшчних втрат електроенергп, точному визначенню яко! в елемешт мережт вщповщае вираз:

Т T/At

AWH=3-R-jl2(t)-dt^3-R-At-Y,^ , (1)

О Í=1

де R - активний onip елемента електрично! мережт: /г - усереднене (протягом розрахун-кового штервалу часу A t) значения модулю струму навантаження. Право\прною буде зам i на ряду значень струм1в на одне середньоквадратичне значения 1СК .

В умовах наявносп засоб1в автоматизованих систем комерцшного обл1ку (АСКОЕ) на кожнш ТП-10(6)/0,4 ¡нформац1я може ф1ксуватися кожш п1вгодини. В реальних умовах майже на bcíx ТП-10(6)/0,4 вщсутн1 засоби АСКОЕ, тому шформащя про споживання електроенергп фпчтусться один раз за 3bíthhíí пер i од (декаду, м1сяць).

Враховуючи велику кшьюсть ТП-10(6)/0,4, струм навантаження визначають у в игл яд i се-реднього значения [1], що в деякш MÍpi спрощуе розрахунковий вираз (1) до виг ляду

ÁW=3.R.L^-(2)

T-U¡

де Wp, Wq - юльюсть електроенерг11 (активно! та реактивно!), що пропускаеться через

заданий елемент ЕМ; Т - розрахунковий промгжок часу в годинах; Uф - усереднене значения фазно! напруги.

Для зменшення невщповщносп розрахункових втрат електроенергп реальним через не-врахування в (2) графп<а навантаження споживач1в, використовують поправочний коеф1ц1ент, а саме коефщюнт форми граф1ка навантаження (вщношення середньоквадратичного значения струму навантаження до вщповщного середнього)

(3)

1 Вшницький нац1ональний tcxhíhhhíí ушверситет, канд. техн. наук, доц.

2 Вшницький нацюнальний tcxhíhhhíí ун1верситет, асшрант

якии зазвичаи використовують в наступному вигляд1

AW з R

T-U¡

дс к^ф р та к^ф q - коефЫенти форми графЫв активного та реактивного навантаження

групи споживач1в, що отримують електроенерпю через заданий елемент ЕМ.

Таким чином, навпъ наявнють автоматизованого облп<\ електроенергп на низькш сторош ТП-110/35/10(6), що е джерелом електроенергп для р1знотипних споживач1в не гарантуе прийн-ятно1 to4hoctí визначення навантажувальних втрат електроенергп в ЕМ 10(6) кВ. Основною складшстю тут е визначення коефйцатв форми графика групового навантаження к^ для

окремих елемент i в електрично! мережл. В даному випадку мова йде про наявнють певно! неви-значеносп, яка мютить дв1 складових: hchítkoí та стахостичног Перша обумовлена р1зними графшами навантаження р1зних ТП-10(6)/0,4, якл визначають груповий графш. Друга - змшою графпчлв у 4aci. Надал1 мова пще про шляхи зменшення впливу hchítkoí складoboi невизначено-

ctí.

На npaKTnni. пщ час розв'язання задач проектування розподшьних ЕМ або аналпу i'x ре->khmíb. прийнято використовувати усереднеш значения коефйцатв форми типових граф i kí в навантаження споживач1в з [2]. Це призводить до спотворення реально! картини балансов електроенергп. особливо, якщо ЕМ забезпечуе живлення споживач1в з íctotho р1зними графшами навантаження. Одним з шлях1в пщвищення адекватносп визначення навантажувально! складо-Boi' втрат електроенергп в ЕМ е уточнения коефщ1еш!в форми графпчлв передач! електроенергп по окремих 11 дщянках з наступним штегруванням.

В данiíí робот! пропонуеться ¡дснтифп<увати коефщент форми графша навантаження групи споживач1в засобами Teopii' hchítkhx множин, а саме, використовуючи операцп i'x об'еднання [3].

Коефщент форми графп<а групового навантаження к^ в даному випадку буде представ-

ляти собою дефазифпчоване значения hchítkoí множини - результат об'еднання hchítkhx множин коеф1щеш!в форми графпчлв. заданих для окремих ТП-10/0,4, у лшгвютичнш формг Mipa впливу окремих ТП-10(6)/0,4 на загальний граф i к навантаження враховуеться ваговими коефь щентами.

Коефщент форми графп<а для бщыпосп реальних споживач1в змшюеться в ¡нтсрвал1 [1,0; 1,15]. Задавши крок змши коефщента 0,015 отримано ряд можливих значень [1,0 1,015 1,03 1,045 1,06 1,075 1,09 1,105 1,12 1,135 1,15].

Для щентифкацп коефщента форми графка навантаження окремо! ТП-10(6)/0,4 запро-поновано наступш категорн споживач1в [4] (терми):

1. Побутовий споживач (ПС). До дано! категорп належать споживач1 3Í значним коефще-нтом HepÍBHOMÍpHOCTÍ графша навантаження. До не! можна вщнести ТП-10(6)/0,4 кВ, якл жив-лять житлов1 будинки та буд1вл1 сшльного користування.

~ _ 1.135 1.15

де чисельник - значения коефщента форми графша навантаження, знаменник - значения функцп належносп вщповщного коефщента зазначенш категорн' споживач1в.

2. Змшаний споживач з переважною часткою ПС (ЗПС). До вказано! категорн' належать шдстанцп, бщыпе 80 % електроенергп яких вщпускаеться побутовим споживачам.

к - с1 105 1 12 1135Ч

3. Промисловий споживач типу 1 (ПС_1). Пщ даною категор1ею будемо розумпп проми-слового споживача з двозмшною оргашзащею роботи.

к - с1 075 1 09 1105Ч

4. Змшаний споживач з переважною часткою ПС_1 (ЗСП1). Щд даною категорию бу-демо розушти ТП, бшыпе 80 % споживання яких складае промислове споживання з двозмш-ною оргашзащею роботи.

к - с1 045 1 06 1 075Ч

5. Промисловий споживач типу 2 (ПС_2). До дано! KaTeropiï належать промислов1 споживач! з тризмшною оргашзащею роботи:

к -(-L

пс-2 1.0 ' 0.15

6. Змшаний споживач з переважною часткою ПС_2 (ЗСП 2). До дано! KaTeropiï належать ТП, бшыпе 80 % споживання яких складають промислов1 споживач1 з тризмшною органпацюю роботи. До таких можна вщнести ТП-10(6)/0,4 кВ, до яких приеднаш насосш станцп. районш або MicbKi теплоцентрал1 тощо.

к - с1 015 1 03 1 045Ч

Для кожного з заданих терм1в, використовуючи наведену вище ушверсальну множину можливих значень коефщента, за допомогою прямих метод ¡в для багатьох експерт1в, а саме методу Ocica [3], будуються нечпта множини перерахованих категорш. Даний метод передба-чае проведения опитування експерт1в, щодо належносп кожного коеф1щента кф до hclhtkhx

категорш, та визначення м1ри приналежносп сп(кф) завиразом:

п

ч тип _сп. \^тип en. v ф ) '

«S

де птип сп - кшьюсть експерт1в, яю проголосували за вщповщшеть даного елемента терму

«А». Терму«А» вщповщае один з запропонованих вище терм ¡в (категорш споживач1в); -сумарна кшьюсть експерт1в.

В результат! розрахунку коефщент форми графша групового навантаження дор1внюва-тиме перетину hchîtkhx множин, яю представляють один з запропонованих терм ¡в для кожного ТП-10(6)/0,4:

к?ф=кф1икф2и.....икфп, (4)

де п - кшьюсть ТП-10(6)/0,4 кВ, до яких слсктроснсрпя передаеться по заданш дшянщ ЕМ 10(6) кВ. Опсрацп об'еднання hchîtkhx значень коеф1щеш!в форм графЫв окремих ТП, по Заде [4], вщповщатиме операщя знаходженню максимуму.

Для врахування вщмшносп середшх навантажень окремих ТП-10(6)/0,4, пропонуеться використовувати в (4) вагов1 коефщенти kej,i = 1 ,п . Таким чином вираз (4) матиме наступний вигляд

ki4 = кф1 ' кл u кф2 ' кв2 u.....u кфп ' квп • (5)

Враховуючи вщеутшеть шформацп. щодо коефщ1еш!в завантаження розподшьних трансформатор îb окремих ТП-10(6)/0,4, вагов1 коеф1щенти визначаються за методом аналпу iepap-хш Caari, шляхом складання матриц! пар них пор1внянь Caari [3].

Завершальною стад ¡ею ¡дснтифп<ацп коефщента форми графша групового навантаження е операщя дсфазифп<ацп нсчт<ого значения останнього. В данш стата пропонуеться використовувати метод „центру тяжшня", який вир1зняеться серед шших бшыпою точнютю:

m

к^4=—т-• (6)

1=1

Висноеки

1. Надежна точшсть визначення навантажувальних втрат електроенергн (1) в розподшь-них ЕМ не може бути забезпечена без додаткових обчислювальних заход ¡в через недоскона-лють наивно!' шформацшно! шфраструктури.

2. 1дентиф1кащя коефщента форми групового графша навантаження шляхом представления його окремих складниюв у вигляд1 hclhtkhx множин дае можливють встановити вщповь дшсть мiж його розрахунком за виразом (3), який потребуе додатково! шформацп про характер споживання, та типовими усередненими значениями.

3. В1ропдшсть запропонованого тдходу тдтверджена практичними розрахунками на прикладах реальних електричних мереж з високою Mi рою спостережностг

üepeniK посиланъ

1. Железко Ю. С. Расчёт, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях /Ю.С. Железко, A.B. Артемьев, О.В. Савченко. - М: ЭНАС, 2003. - 280 с.

2. Орлов H.H. Электротехнический справочник: В 3 т. / И.Н. Орлов. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - Т. 3. В 2 кн. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии. - 7-е изд., испр. и доп. - 880 с.

3. Штовба С.Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB / С.Д. Штовба. -Москва: Горячая линия - Телеком, 2007. - 284с.

4. Гордеев В.И. Регулирование максимума нагрузки промышленных электрических сетей / В.И. Гордеев. - Москва: Энергоатомиздат, 1986 - 182с.

Рецензент: П.Д. Лежнюк, д-р техн. наук, проф., ВНТУ

Стаття надшшла 21.04.2008