Оцінка рівнів неоптимальності енергетичних процесів в електропередавальних організаціях
Вантажиться...
Дата
2018
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Актуальність теми. Останні роки відзначилися різким збільшенням установленої потужності. Потужності енергетичних установок світової економіки та втрати в них наблизилися до геофізичних потужностей і стали фактором людської діяльності, що впливає на екологічний стан планети. Збільшення територіальної щільності навантаження в густонаселених мегаполісах призвело до суттєвого збільшення втрат електроенергії і особливо в розподільних мережах як кінцевій ланці передавання електроенергії.
Ускладнює ситуацію те, що наразі наша система має низьку ефективність роботи енергопостачальних організацій. В ряді енергосистем спостерігається завищені витрати на власні та господарські потреби, великі відносні значення втрат електроенергії при її передачі через недостатню завантаженність ЛЕП і трансформаторів, неефективне використання власних енергетичних потужностей.
В зв’язку зі значними втратами електроенергії в електричних мережах енергосистеми України, які сягають до 12…15 % від загального обсягу виробленої електроенергії, в тому числі у розподільних мережах – 6…9 %, в яких на теперішній час ще експлуатуються мережі напругою 6 кВ, заборонені до використання чинним стандартом ГОСТ 29322 (МЕК 38-83), втрати в яких перевищують 20 %, а напруга в фідерах має наднормативні відхилення та враховуючи підвищені вимогами до якості надання послуг електропостачання споживачам, які ставить «Національна комісія, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг» (НКРЕКП).
Але на сьогоднішній день уже недостатньо тільки удосконалювати силову частину системи електропостачання. Роботу мережі необхідно оптимізувати, отримані дані параметрів функціонування аналізувати та забезпечувати реконфігурацію мережі системи відповідно до ситуації при дотриманні показників якості електропостачання та якості електричної енергії з мінімізацією її втрат. Тобто для підвищення ефективності функціонування розподільних мереж необхідно не тільки перехід на вищий клас напруги, а і зміна топології мережі зі суттєвим покращенням системи прийняття рішень керування технологічними процесами, яка пов’язана з поняттям інтелектуалізації міських та сільських розподільних мереж на основі сучасних математичних апаратів та SMART (Self Monitoring, Analysis and Reporting Technology) технологій – технологій самодіагностики, аналізу та звітності.
Наразі актуальним напрямком досліджень при переведенні розподільних електричних мереж на вищий клас напруги для підвищення енергоефективності їх функціонування в умовах значних втрат потужності, зниження рівня напруги, суттєвого збільшення територіальної щільності навантаження та формуванні в енергосистемі активного споживача є розробка методів реконфігурації схем мережі у нормальному та післяаварійному режимах з метою зменшення втрат електроенергії шляхом використання інтелектуальних технологій та методів на основі математичних апаратів генетичних алгоритмів та нечіткої логіки.
Аналіз методів оцінювання нерівномірності споживання електричної енергії в електропередавальних системах, що дає змогу виділити особливості режимів споживання електроенергії для їх подальшої оптимізації.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Виконані в роботі дослідження виконувались згідно з планом наукових робіт кафедри електропостачання КПІ ім. Ігоря Сікорського, в рамках науково-дослідної роботи «Розроблення науково-методологічних основ агрегування та керування віртуальними електростанціями і активними споживачами в умовах енергоринку».
Метою магістерської дисертації є вдосконалення та подальший розвиток методів оцінювання неоптимальності споживання та генерації електроенергії і як наслідок підвищення рівня ефективності впровадження програм керування попитом на електричну енергію в електропередавальних організаціях.
Для досягнення зазначеної мети дослідження були вирішені наступні завдання:
аналіз енергетичних процесів в електропередавальних організаціях з метою виявлення їх неефективності.
аналіз методів оцінки рівнів неоптимальності енергетичних процесів та провести їх класифікацію.
опрацювання методичних засад використання реактивної потужності Фризе для оцінки рівнів неоптимальності об’єктів електропередавальних організацій.
розробка системи управління для виявлення та проведення оцінки неоптимальності в об’єктах електропередавальних організацій та швидкого вирішення поставленої мети.
Об’єктом дослідження є оптимізація процесів споживання та передачі електричної енергії при керуванні енергетичними процесами в електропередавальних організаціях.
Предметом дослідження є неоптимальність та нерівномірність споживання та генерації електричної енергії в системах електропередачі.
Методи дослідження. В роботі використовувались теоретичні методи та емпіричні дослідження, які полягають в проведенні наукового аналізу існуючого стану об’єктів електропостачальних організацій; моделювання залежності коефіцієнту реактивної потужності Фризе від рівнів неоптимальності; cистемний аналіз для аналізу енергетичних процесів та методів оцінки рівнів неоптимальності; математичне моделювання для розроблення системи управління.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному: здійснено комплексний аналіз методів оцінювання неоптимальності споживання електричної енергії в електроенергетичних системах, котрий дає змогу виділити особливості режимів споживання електроенергії для їх подальшої оптимізації. Вперше сформовано математичну модель оптимізації добового графіку споживання електроенергії яка враховує значення коефіцієнтів гнучкості обладнання та режими його функціонування. Вдосконалено спосіб оптимізації режиму електроспоживання, що враховує можливості зміни графіку споживання електричної енергії при застосуванні механізмів керування попиту та урахуванні складових реактивної потужності QФ. Набули подальшого розвитку способи кількісної оцінки різниці поточного рівня електроспоживання відносно оптимального з врахуванням контрольованого рівня неоптимального споживання. Розроблено алгоритм оптимізації режиму електроспоживання, з врахуванням можливостей зміни графіку споживання електричної енергії при застосуванні програм керування попиту.
Практичне значення роботи. В результаті наукової роботи Доценком Д.І. розвинуто методологію оцінювання нерівномірності споживання електричної енергії, що придатна для застосування у практичній діяльності електропостачальних організацій. На особливу увагу заслуговують аналіз методів оцінювання нерівномірності споживання електричної енергії в електроенергетичних системах, що дає змогу виділити особливості режимів споживання електроенергії для їх подальшої оптимізації. Алгоритм оптимізації режиму електроспоживання що враховує можливості змін графіку споживання електричної енергії при застосуванні механізмів керування попиту з урахуванням складових реактивної потужності Фризе Qф. Методи оптимізації добового графіка споживання електричної енергії групами споживачів який покладено в основу створення програмно-алгоритмічного комплексу «Помічник диспетчера 1.0» (DispAssist), які доцільно використовувати при проектувані нових і реконструкції існуючих систем електропостачання певних територіальних громад, мікрорайонів, промислових майданчиків та окремих об’єктів.
Опис
Ключові слова
неоптимальність, енергетичні процеси, електропередавальна організація, реактивна потужність Фризе, оптимізація, споживання електричної енергії, нерівномірність, non-optimality, energy processes, power transmission, Frieze reactive power, optimization, power consumption, unevenness
Бібліографічний опис
Доценко, Д. І. Оцінка рівнів неоптимальності енергетичних процесів в електропередавальних організаціях : магістерська дис. : 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / Доценко Дмитро Ігорович. – Київ, 2018. – 192 с.