книги / Преобразование и стабилизация параметров электроэнергии
..pdfзультатами планирования являются указания и рекомендации, выдавае мые в сетевые предприятия на последующ!! отчетный период эксплуа тации городской электрической сети. Все это позволяет сформулиро вать требования к программному обеспечению для решения задач пла нирования режимов городских сетей, которое должно быть ориентиро вано на применение мини-ЭВМ, рассчитано на обработку больших мас сивов информации, обладать достаточной эффективностью.
В соЪтветствии с этими требованиями в Институте электродина мики АН УССР разработан комплекс задач планирования режимов город ских электрических сетей на базе мини-ЭВМ СМ-4, В состав комплек са входят информационная база (ИБ), задачи системы управления ба зой данных (СУЩ) и технологические задачи. Информационная база и остальные задачи комплекса организованы в виде набора файлов на магнитном диске, при этом все операции по пересылке, копированию
и поддержке могут выполняться как операционной системой, так и не посредственно технологическими задачами комплекса.
Информационная база логически подразделена .на два уровня. На первом (низшем) уровне организовано хранение информации по схеме замещения: конфигурация и параметры основного оборудования сети (марки, сечения и длины линий, типы и мощности трансформаторов),
каталожные данные по проводам, трансформаторам, реакторам, типо |
|
вые суточные графики нагрузки и др. Эта информация является исход |
|
ной для построешм второго (высшего) уровня ИБ - расчетной схемы, |
|
В ней номера (или соответствующие им.символические имена) узлов |
|
преобразуются в .ссылки на питающие ветви; марки и длины проводов, |
|
а также данные о трансформаторах - в их |
электрические параметры. |
Помимо указанной, хранится информация, |
определяющая ветви особых |
типов (перемычки обычные или фиксированные, ветви, запрещенные для размыкания, питающие линии и головные участки, ветви, состоя щие из параллельных или последовательных участков и д р . ) . Анало гично организовано хранение информации об узлах электрической с е -
ти (тип регулирования трансформатора, категория потребителя и д р . ) . Подсистема СУЩ’включает решение следующих задач:
1 . Начальная загрузка или коррекция схемы сети.
2 . Загрузка и обновление каталогов.
3 . Создание расчетной схемы сети,
4 . Контроль схемы.
5 . Дорасчет и уравновешивание нагрузок трансформаторных пунктов (ТП),
6 . Коррекция положения перемычек.
7 . Работа со схемами.
8 . Справки по расчетным схемам.
В число технологических задач входят задачи оптимизации то
чек деления, расчета токов короткого замыкания, токов замыкания на землю, расчета емкостных токов и выбора параметров дугогасящих
катушек, вьщачи рекомендаций по оптимальному использованию налич ного парка силовых трансформаторов и др .
Задача выбора оптимального положения точек деления в город ской сети , работающей по разомкнутой схеме, решается в начале со ответствующего сезона при необходимости, а также при вводе в экс
плуатацию нового сетевого оборудования Д / . Данная задача решает ся программой оптимизации точек деления, реализующей дискретную
модификацию градиентного метода и подразумевающей первоначальный ввсд режима в допустимую область с последующим опуском к глобаль ному минимуму целевой функции. В качестве целевой функции выбра ны суммарные потери активной мощности, в чиоло ограничений входят условия топологической целостности схемы замещения электрической
сети, отсутствие перегрузок на |
участках сети и размещение разрезов |
в местах с имеющейся в наличии |
коглмутационной аппаратурой. Для |
учета ограничений реализован комбинированный метод штрафных функ ций, позволивший не только существенно ускорить спуск целевой фун кции к точке глобального оптимума, но сделать процесс оптимизации управляемым также вне доцуотимой области. Поскольку оптимизация выполняется по производит от потерь мощнооти, которые характери зуют потери напряжения, то в точке оптимума обеспечивается наилуч ший режим сети по отклонениям напряжения. Все это позволило полу чить высокие временные характеристики работы программы выбора оп тимального положения точек деления.
В подсистему анализа аварийных режимов входят программы рас чета токов короткого замыкания и расчета токов замыкания на зем лю. При расчете токов короткого замыкания в качестве расчетного принимается трехфазное короткое замыкание. Расчетная точка корот кого замыкания (КЗ) выбирается таким образом, чтобы ток, проходящий через проверяемый аппарат или проводник, был мак* оимальным /57*
Программа расчетов токов короткого замыкания позволяет осу ществить анализ состояния оети и выбрать в ней оптимальные вари анты переключений с целью ограничения токов КЗ или времени их действия. В качестве исходной информации для расчетов задаютоя напряжения и токи трехфазного КЗ на шинах центров питания (ЦП) в режимах максимальных и минимальных нагрузок. Информация по схеме замещения сети хранится в общей информационной базе комплекса программ.
1 . Тугай Ю.И., Олянишин В .О ., Волчкова Т .Г . Оптимальное управле ние схемами распределительных электрических сетей в реальном
времени // Тезисы докл. Всесоюзной |
конференции по вопросам |
по |
||
вышения надежности и*экономичности |
работы |
энергосистем. - |
Но |
|
восибирск, 1986. - |
С. 3 7 -3 9 . |
|
А .Г. Анализ аварий |
|
2 . Колесниченко А .Б ., |
Самкова В .Е ., Чешенков |
|||
ных режимов электрических сетей // Средства |
и системы управле |
ния- в энергетике. - 1987 . - Вып. 5 . - С. 1 0 |
-1 2 . |
УДК 6 2 1 .З И Л
Ю.И.Тугай, А. В .Пятковский
МНОГОУРОВНЕВАЯ СИСТЕМА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Рассмотрены основные предпосылки и принципы создания многоуровне вой системы оценки качества электроэнергии на базе информационных оперативных комплексов и автоматизированных, рабочих мест ЕС ЭВМ.
Электроэнергетика - это сложная эргатическая система кибернетиче ского типа. Управление текущим функционированием и динамикой раз
вития такой системы представляет собой большую организационно-тех нологическую проблему. Иерархическо-территориальный принцип пост роения электроэнергетического хозяйства обеспечивает возможность сочетания локального управления энергообъектами и глобальной, стра тегии, направленной на оптимальное развитие'всего народного хозяй ства страны.
Развитие микроэлектроники позволяет оперативно управлять ре жимами функционирования энергообъектов. Существующие и развиваю щиеся сети ЭШ позволят объединить вычислительные и информацион ные ресурсы как для различных уровней управления системой, так и на каждом иерархическом (территориальном) уровне.
Текущее управление обеспечивается на диспетчерском уровне для энергообъектов и их агрегатов с периодом от долей секуцды до оуток. Перспективное управление характеризуется более длительными циклами - сутками, месяцем, кварталом, сезоном, годом, пятилет
кой и т .д .
Для управления электроэнергетикой в настоящее время разраба
тываются системы принятия решений Д / . Технической основой таких систем являются сети ЭШ и датчики контролируемых электротехниче
ских параметров объектов управления, широкая номенклатура терми
нального оборудования ЭШ, в том числе систем машинной графики.
Информационное обеспечение представляет собой набор интегральных
характеристик (параметров) объектов и экспертную базу знаний, со
держащую в формализованном виде опыт человека-эксперта.
Наличие локальных автоматических и автоматизированных уст ройств регулирования, погрешностей датчиков и случайных сбоев в
работе аппаратуры приводит к огромной сложности правильного вос приятия человеком-экспертом глобальных организационно-технических мероприятий. Это обусловливает необходимость применения вероятно стно-статистических методов оценивания качества параметров элект роэнергетических систем.
Одним из наиболее важных критериев оценки оптимальности функ ционирования электроэнергетической системы являются показатели ка чества электроэнергии (ПКЭ) /2/. Непрерывный удельный рост несим метричных, нелинейных и быстроизменяющихся потребителей обусловли
вает объективную тенденцию снижения ПКЭ. Естественно, что при вы
боре технических средств нормализации ПКЭ необходима координация локальных и общесистемных управляющих воздействий. Это соответст вует одному из важнейших проявлений системного подхода - принципу согласования: для оптимального функционирования системы в целом необходимо и достаточно -согласовать локальные критерии эффектив
ности между собой и с глобальным критерием, причем локальные кри
терии могут не. совпадать с частным оптимумом. Такая координация необходима для контроля выполнения договорных условий на границах балансовой принадлежности энергообъектов /Э/.
Ответственной задачей становится интерпретация оценок каче
ства параметров средствами вычислительной техники. Для решения этой задачи предлагается создание карты качества ПКЭ для различ
ных уровней административно-территориальной, балансовой принад
лежности исследуемых составных частей энергосистем. Развитие средств машинной графики обеспечит адекватное изображение таких карт качества ПКЭ во временных и пространственных разрезах.
В рамках разрабатываемой "Многоуровневой организационно-тех нологической республиканской автоматизированной системы управле ния Минэнерго УССР (МОТ РАСУ)" регулирование качества электро энергии в питающих и распределительных электросетях опирается на оперативные информационные комплексы (ОИК), которые успешно функ ционируют в восьми производственных энергообъединениях (ПЭО) и. Главном информацио1шо-вычис;штельном центре (ШЕЦ)Минэнерго УССР. Актуальная оперативная информация через каналообразующие техниче ские средства транслируется с диспетчерского щита и фиксируется в информационной среде ОИК энергосистемы. Оперативные информаци онные комплексы П'ШЦ через радиальную сеть ЭВМ М-6000 концентри руют дискретно поступающие теледанные в собственной информацион ной б а зе . С учетом хранящейся нормативно-справочной информации теледанные по запросам персонала высшего звена управления (либо
|
+ q / t ) q 7(t)-> -l);/t)^ (t) |
+ |
- |
v ^ a ) . |
|
|||||
Теорема. Для обеспечения неизменности тока в активной нагруз |
||||||||||
ке с |
сопротивлением |
Я |
необходимо выполнение |
условия |
|
|||||
|
à L ( t ) |
|
|
. %à'i |
(t) |
|
d f 7(t) |
(2) |
||
|
Li i { t ) ~ |
к |
г |
6” и |
, ~ |
* г |
+J>* |
|
• |
|
|
|
|
||||||||
При этом ток в активной нагрузке |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
* |
Г, |
, |
#t<*> 7 - п |
|
|
О ) |
||
Для доказательства возьмем частную производную от обоих урав |
||||||||||
нений |
системы (1 ) по |
переменной |
|
То1д а |
|
|
|
|||
Ч г Ч Р » - 1# - |
(5) |
|
Поскольку ток нагрузки не должен быть зависимым
от сопротивления к , |
в |
уравнениях (4 ) и (5 ) |
|
следует требовать |
|
З г - * |
<« |
â t |
■Û, |
“ ~ ' |
Согласно соотношениям. (6 ) и ( 7 ) ,
ся
Тшс как функции задающих
напряжений a ?( t ) |
и v2 <t) |
|
не зависят |
от f |
# то. |
âu2 ct) |
|
(7 ) |
à * |
|
|
|
|
|
уравнения (4 ) |
и (5 ) |
запишут |
w [ v n ’Щ г - ] * 1л и у |
= 0 , |
(В) |
d t |
|
|
|
|
|
t y j lt ) |
|
|
|
|
d t |
|
|
|
âX |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из уравнения (8 ) |
получим равенство |
|
|
|
|
|||
дЯ |
|
|
|
âX |
âX |
|
O , |
|
которое совпадает |
с условием ( 2 ) . |
|
|
|
|
|||
Выражение (3 ) |
для тока в нагрузке |
определяется из |
уравнения |
|||||
( 9 ) . Теорема доказана* |
|
|
|
|
|
|
||
Поскольку мгновенное |
значение мощности |
|
|
|
||||
|
/>(* ) |
* vr ( t ) i T (t). + 0 f ( t ) i z ( t ) , |
|
|
||||
с учетом соотношения (3) имеем |
|
|
|
|
||||
# * > - W H , * ) - «2 f t > j t [ i a w Щ г ~ |
] |
- |
• |
(Ю ) |
||||
Поскольку из уравнения (2 ) |
следует, что |
|
|
|
|
|||
âif(t) |
|
i„(t) |
dijit) £„(t) |
àïjit) |
|
|
|
|
âX |
Л |
J>„(t) |
âX |
|
âX |
' |
|
|
энергетическая характеристика нестационарной цепи источника пита-'
лшя неизменным током, согласно |
выражению |
( 10) , |
определяется урав |
||||||
нением |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P U ) » ir; <t>ir ( t ) + |
|
|
я/г( * ) * я М - £ я < я * п <&>j |
t |
|
||||
+ U2 l t ) |
|
|
t , / W Y 1 J |
|
|
( i l ) |
|||
|
дХ |
J „ |
( t ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Из выражений (10) и (11) |
видно, |
что |
функция p it ) |
в |
общем слу |
||||
чае имеет сложный характер в |
зависимости |
от переменного |
* поэто- |
||||||
му цепь источника питания является неуравновешенной цепью. |
|||||||||
Рассмотрим частный случай, когда параметры реактивного четы |
|||||||||
рехполюсника стационарные, т . е . |
не зависят от |
времени |
г\ |
Тогда |
|||||
условие |
(2) принимает вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<?i7 ( t ) |
|
|
d f 7 W |
|
|
|
|
|
77 |
âR |
|
* А77 |
àR |
|
|
|
(12) |
Поскольку функции задающего напряжения синусоидальны, |
токи i 7( t ) |
||||||||
и i / t ) |
также будут синусоидальными функциями, |
причем |
|
|
|||||
ï |
7 ( t ) = - * > % ( * - ) , |
i 3 ( t ) |
= -cc>2<i2 u .) |
|
||||||
С учетом |
соотношений (1 3 ) |
из |
уравнения |
(1 2 ) имеем |
|
|||||
|
|
< - |
* |
> |
% |
+ |
- О |
|
|
|
шш |
|
■°11 |
|
& tjj. а 0 > |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
(14) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уравнение (1 4 ) |
является условием |
неизменности тока |
i 2 i t ) в |
|||||||
н агрузке. При этом |
соглаоно |
соотношениям |
(3 ) |
и |
(13) ток |
|
||||
|
|
|
à f y t ) |
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
~ |
|
0Д |
|
^12 ” Л ? ) |
• |
(15) |
||
Поскольку мгновенное значение мощности p L t)= urit>^t (t)+u^t>^ et),
согласно соотношению (15) для стационарной цени источника стабили
зированного |
тока имеем |
|
|
|
|
|
|
|
# |
|
/ |
7» |
|
|
|
p (t )= u 1tt )i1 (t)+u2( t ) - f j - ( « ) |
1,2 - 9 „ ) |
|
(16) |
||||
|
|
âR |
v " |
" « |
7 |
|
|
Так, для обеспечения оптимальных показателей систем неизмен- |
|||||||
^ |
2 |
|
ного тока требуется несимметрич- |
||||
|
— О |
- ь7 |
ная |
система |
питающих напряжений |
||
J f i L |
ш |
|
/ ?/ ; |
определим скорость измене |
|||
|
С |
|
ния и потребления энергии стацио |
||||
i |
|
ч |
|||||
|
нарной цепи ИБП при несимметрич |
||||||
|
|
|
|||||
/' |
|
2' |
ной системе |
напряжений |
ttr ( t ) и |
||
|
|
|
|
|
|
||
Р и с. 2 |
|
|
|
Условию |
(14) |
удовлетворяет, |
|
|
|
|
|
||||
например, цепь, схема которой приведена на рис. 2 . Уравнениями |
|||||||
движения для |
этой цепи являются |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(17) |
j i M ) + |
+ H z 1 * ) - *J < *) • |
|
|
||||
Поскольку из |
уравнений (1 7 ) следует, |
что Lr tU ) ^ L ; |
1Г2( * ) |
- О } |
|||
нии будет |
|
условием |
стабилизации тока в сопротивле |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
± - * > * 1 = 0 , |
|
|
|
(18) |
|
Согласно 'выражению |
(15) ток |
в сопротивлении А |
будет |
опреде |
|||
ляться как |
|
|
|
|
|
|
|
38 |
|
|
|
|
|
|
|
Uj(t) = Vtg ( t ) ’*-y/3 coscof t/m t
мгновенное |
значение мощности запишется |
|
P c t ) = j um Rù^ C 2+ c o s 2 *>* ( ^ ü ^ » ù ) 2e 2 - |
. |
|
Поскольку в |
последнем выражении функция p i t ) |
пульсирует с двой |
ной частотой питающего напряжения, такая цепь источника стабили
зированного тока является неуравновешенной и для обеспечения ЭМС
системы ИЕН — нагрузка необходимо использовать специальные уст ройства.
1 . Милях А .Н ., Кубшин Б .Е ., Волков И ,В, Ивдуктивно-емкостные пре-
образователи. |
- Киев: Наук, думка. 1964 . - |
304 с . |
2 . Мостовяк И .В. |
К выбору оптимальной системы |
шатающих напрлжени! |
и режимов работы^симметри|ующих устройств // Проол. техн .элет
УДК 6 2 1 .З И Л
В.Е.Самкова
ФОРМИРОВАНИЕ ОБЛАСТИ ПРИНИМАЕМЫХ РЕШЕНИЙ
ПРИ ОПЕРАТИВНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
Проанализированы некоторые аспекты управления режимами распреде лительных электрических оетей в реальном времени. Предложено ис пользовать метод регрессионных моделей при формировании области принимаемых решений для коррекции оптимальных режимов.
Одной из основных задач управления распределительными электриче
скими сетями являетоя оптимизация режимов их работы с целью сни
жения технологического расхода энергии на ее транспорт. В услови
ях функционирования автоматизированной системы планирования режи
мов работы расцределитвльных электрических сетей определение ми
нимального технологического расхода энергии на транспорт и соот
ветствующих ему параметров режима трудности не представляет. Как
известно, такие оети работают по петлевым резервируемым схемам,
поэтому основным средством воздействия на их режимы является пе
ремещение-разрезов в схеме; оптимизация практически осуществляет
ся с помощью программ выбора оптимальных точек деления распреде
лительных оетей на ЕС ЭВМ, установленных в районных энергетиче
ских управлениях, или на мини-ЭВМ, устанавливаемых в настоящее
время на предприятиях электрических сетей Д / .
Оптимизация режимов распределительных сетей по указанным