авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Мониторинг потерь и количества электроэнергии в распределительных электрических сетях на основе балансовых зон по данным аиис куэ

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Тутундаев Михаил Леонидович

МОНИТОРИНГ ПОТЕРЬ И КОЛИЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ НА ОСНОВЕ БАЛАНСОВЫХ ЗОН ПО ДАННЫМ АИИС КУЭ

Специальность 05.14.02 – Электростанции и электроэнергетические системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Новосибирск – 2009


Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении

высшего профессионального образования

«Новосибирский государственный технический университет»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Лыкин Анатолий Владимирович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Паздерин Андрей Владимирович доктор технических наук, профессор Манусов Вадим Зиновьевич
Ведущая организация: Филиал ОАО «СО ЕЭС» Объединенное диспетчерское управление энергосистемами Сибири, г. Кемерово

Защита состоится: «12» ноября 2009 г. в 1300 часов на заседании диссертационного совета Д 212.173.01 при Новосибирском государственном техническом университете по адресу: 630092, Новосибирск-92, пр. Карла Маркса, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного технического университета.

Автореферат разослан «___» октября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент Тимофеев И.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Реформирование электроэнергетики в нашей стране проходит более десяти лет. Основными достигнутыми результатами в рамках реформы можно считать создание из государственных структур по управлению энергетикой ряда новых независимых компаний для работы по следующим рыночным направлениям – выработка энергии, транспорт, управление её сбытом.

Внедренная в настоящее время переходная модель оптового рынка электрической энергии (мощности) (далее – ОРЭ) в соответствии с законодательством обязывает крупных поставщиков поставить на рынок энергию (мощность), сетевых предприятий – обеспечить транспорт энергии, а сбытовых организаций – купить энергию (мощность) на ОРЭ и обеспечить поставку электрической энергии (далее - ЭЭ) конечным потребителям. При этом субъекты ОРЭ обязаны оснастить границы балансовой принадлежности ОРЭ автоматизированными информационно-измерительными системами коммерческого учёта электрической энергии (далее - АИИС КУЭ), соответствующими предъявляемым требованиям.





На основе данных, поступающих от АИИС КУЭ, а также с использованием математической модели ОРЭ коммерческий оператор (Администратор торговой системы) организует финансовые взаиморасчёты между субъектами рынка.

Многолетний опыт создания автоматизированных систем управления в энергетике показал, что только информационное и математическое обеспечение позволяет обеспечить успех использования технической базы АИИС КУЭ. Сегодня в этом направлении существует много нерешённых задач, к основной из которых относится отсутствие достаточно полного внутреннего и внешнего математического обеспечения для решения коммерческих задач.

Функционирование АИИС КУЭ на сегодняшний день сопряжено с множеством важных проблем и задач - практически полное отсутствие резервирования и верификации информации о величинах учтённой ЭЭ, крайне упрощенные методы определения учётных показателей в случае несовпадения точек учёта и поставки, манипулирование данными учёта субъектами ОРЭ в Актах оборота электроэнергии, игнорирование погрешностей учёта при расчётах на ОРЭ и розничном рынке ЭЭ, что на современном этапе внедрения АИИС КУЭ для многих субъектов ОРЭ актуализирует вопросы внешней информационной диагностики и оперативного мониторинга коммерческих учётных систем.

В данных условиях основным направлением решения указанных актуальных задач становится разработка математических моделей и методов, использующих данные об измерениях в рамках АИИС КУЭ для моделирования режимов электрических сетей.

Моделированию режимов энергосистем посвящены труды многих учёных: Д.А. Арзамасцева, П.И. Бартоломея, В.А. Веникова, А.З. Гамма, В.М. Горнштейна, Л.А. Крумма, И.М. Марковича, В.З. Манусова, А.В. Паздерина, Ю.С. Железко, A.M., H.M. Merill, B.W. Erickson, F.C. Shweppe, M.C. Caramanis и др. На их основе были созданы промышленные программы расчёта и оптимизации режимов для существовавших в те времена условий. Данные методические и программные разработки постоянно совершенствовались поколениями исследователей в ОДУ Урала, УПИ, СЭИ, ВНИИЭ, ЦДУ ЕЭС и других организаций, что позволило сформировать математический аппарат действующего ОРЭ.

В настоящее время теория и методы расчёта и анализа режимов ЭЭС приобрели большую актуальность, на их основе, с применением АИИС КУЭ, возникла возможность разработать методы оперативного мониторинга значений потерь и количества ЭЭ для решения коммерческих задач в текущих рыночных условиях функционирования субъектов энергетики.

Цель работы - разработка метода оперативного мониторинга потоков и потерь мощности (ЭЭ) по данным АИИС КУЭ на основе расчётов установившихся режимов (далее – УР) и погрешностей расчётных параметров электрического режима, предназначенного для информационной диагностики и мониторинга систем коммерческого учёта ЭЭ.

Для достижения цели исследования поставлены и решены следующие задачи:

  • анализ современного состояния систем учёта электроэнергии, обзор моделей расчёта потерь ЭЭ, проблем и задач, возникающих при использовании АИИС КУЭ;
  • разработка метода мониторинга потоков и потерь мощности (ЭЭ) с использованием уравнений УР и учётом погрешностей исходной информации, дополненного специальными алгоритмами расчёта УР для сетей с реверсивными перетоками мощности;
  • исследование методических погрешностей;
  • разработка математической модели расчёта погрешностей параметров электрического режима (потоков мощностей, потерь мощности) на основе границ допускаемых при измерениях погрешностей ИК активной и реактивной мощностей;
  • диагностика АИИС КУЭ на основе балансовых соотношений, вытекающих из метода оперативных расчётов – на базе сравнения расчётных и измеренных потоков мощности с использованием математической модели расчёта погрешностей параметров электрического режима;
  • расчёт потерь ЭЭ для объекта исследования, анализ их структуры;
  • разработка и создание программного комплекса для оперативного мониторинга потерь и количества ЭЭ, диагностики и мониторинга АИИС КУЭ.

Объектом исследования являются электрические распределительные сети ОАО «Красноярскэнерго» 35-110 кВ до шин 6-10 кВ уровня развития 2005-2006 гг. и АИИС КУЭ данных сетей.

Предметом исследования являются модели, описывающие процессы распределения ЭЭ в электрических сетях по данным АИИС КУЭ.

Методы исследования. В работе используются:

  • классический математический аппарат расчёта УР по методу Ньютона;
  • методы теории вероятностей;
  • аппарат регрессионного анализа;
  • методы прогнозирования;
  • методы моделирования систем;
  • метод статистических испытаний в применении к расчёту УР.

Научная новизна работы заключается в следующем:

  • разработан метод мониторинга потерь и количества ЭЭ на основе расчёта и анализа УР в балансовых зонах (далее – БЗ) распределительных сетей. Методу дано название «метод БЗ». К отличительным особенностям метода относятся: использование оперативной информации от АИИС КУЭ для моделирования процессов распределения ЭЭ по элементам электрических сетей на интервалах времени, соответствующим периодам измерений, расчёт и корректный учёт потерь ЭЭ в соответствии с нормативной структурой;
  • построена математическая модель, позволяющая дать оценку предельных ошибок рассчитываемых параметров электрического режима, возникающих по причине использования измерительной информации с погрешностью;
  • решены задачи оперативного мониторинга и диагностики АИИС КУЭ;
  • предложена методика расчёта замещающей информации с учётом потерь для АИИС КУЭ в случаях отказа ИК, или обнаружения несбалансированности в учётных данных;
  • разработан новый метод расчёта потерь мощности (ЭЭ) в распределительных электрических сетях при наличии в них реверсивных перетоков мощности.

Практическая значимость результатов работы.

  • разработан метод мониторинга потерь ЭЭ на основе балансовых зон, корректно моделирующий процессы распределения и передачи ЭЭ, в том числе в сложных ситуациях – реверсивной передачи мощности, при несовпадении точек учёта и точек поставки ЭЭ. Метод имеет существенное практическое значение на этапе согласования разногласий по поставленному и приобретённому количеству ЭЭ между сбытовыми организациями-участниками ОРЭ и территориальными (региональными) сетевыми организациями, или смежными субъектами ОРЭ;
  • метод БЗ позволяет проводить мониторинг, диагностику и замещение учётной информации АИИС КУЭ;
  • ключевые положения метода БЗ реализованы при непосредственном участии автора в программном комплексе (далее – ПК) «БАРС», который является мощным инструментом при работе на ОРЭ. ПК «БАРС» прошёл тестирование на сетевом предприятии ОАО «Красноярскэнерго».

Достоверность результатов работы. Сформулированные в диссертации научные положения и выводы обоснованы приведёнными теоретическими положениями, опирающимися на классические труды и современные разработки в области моделирования и расчёта режимов ЭЭС, экспериментальными расчётами по фактическим данным для реальных схем электрических сетей, апробацией на конференциях и семинарах. Основная часть результатов находилась в эксплуатации сетевого предприятия ОАО «Красноярскэнерго» и внедрена в практику работы группы компаний Сибирьэнерго (имеется акт внедрения).

Апробация результатов работы. Отдельные результаты исследования обсуждались на: научной студенческой конференции «Дни науки НГТУ-2005» в г.Новосибирске, 2005г; седьмом всероссийском студенческом научно-практическом семинаре «Энергетика: экология, надежность, безопасность» в г.Томске (ТПУ), 2005г; всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука, технологии, инновации» в г.Новосибирске, 2005г; научной студенческой конференции «Дни науки НГТУ-2006» в г.Новосибирске, 2006г; всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука, технологии, инновации» в г.Новосибирске, 2006г; всероссийской научно-практической конференции, посвящённой 50-летию подготовки специалистов по электрическим системам и сетям в НЭТИ-НГТУ «Технологии управления режимами энергосистем XXI века» в г.Новосибирске, 2006г; всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука, технологии, инновации» в г.Новосибирске, 2007г; научной студенческой конференции «Дни науки НГТУ-2008» в г. Новосибирске, 2006г; международной научно-технической конференции «Энергосистема: Исследование свойств, Управление, Автоматизация» в г.Новосибирске, 2009г.

Публикации. Всего опубликованных по теме диссертации 9 работ, из них 3 научных статьи в изданиях, входящих в перечень рекомендованных изданий ВАК РФ; 6 публикаций в материалах международных и всероссийских конференций.

Личный вклад соискателя. В работах, опубликованных в соавторстве, соискателю принадлежит формализация поставленных задач, разработка математических моделей и методов, реализация и тестирование алгоритмов в программно-вычислительных комплексах, анализ и обобщение результатов.

Основные положения, выносимые на защиту:

Метод БЗ, позволяющий проводить оперативный расчёт количества и потерь ЭЭ, диагностику и мониторинг систем учёта ЭЭ, в том числе в сетях с реверсивными перетоками мощности, основывающийся на задаче расчёта УР и современных положениях по расчёту условно-постоянных потерь ЭЭ. Программный комплекс «БАРС»; авторские разработки и методики, примененные к созданию метода БЗ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх разделов, заключения, списка использованных источников, включающего 112 наименований, и 8 приложений. Объём работы составляет 162 страницы основного текста, включая 26 рисунков и 15 таблиц. Приложения включают результаты расчётов и модельные примеры, схемы электрических сетей, для которых проводились расчёты.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена общая характеристика диссертационной работы, показана ее актуальность, сформулированы цели и задачи исследования, отражена научная новизна, практическая ценность работы, связанная с фактической востребованностью со стороны сбытовых и сетевых организаций в практике функционирования ОРЭ и розничного рынка ЭЭ методов мониторинга потерь и количества ЭЭ на основе оперативной информации об измерениях ЭЭ с помощью АИИС КУЭ.

В первой главе рассмотрены основные проблемы функционирования систем коммерческого учёта ЭЭ, сформировавшихся как подкласс автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Анализ сложившейся ситуации на современном этапе функционирования ОРЭ позволил выделить следующие ключевые проблемы работы АИИС КУЭ и использования учётных данных субъектами энергорынков:

  • низкая оснащённость субъектов рынка средствами АИИС КУЭ, отвечающих требованиям законодательства, даже по границам балансовой принадлежности; отсутствие целевой модели коммерческих измерений, в особенности необходимой для определения технических потерь ЭЭ в сетевых компаниях;
  • ограниченная функциональность введенных в эксплуатацию АИИС КУЭ, отсутствие оперативного контроля достоверности данных и определения резервных измерений;
  • упрощенные методы определения учётных показателей в коммерческом учёте в случае несовпадения точек учёта и точек поставки ЭЭ;
  • игнорирование погрешностей учёта при расчётах на ОРЭ;
  • манипулирование данными учёта субъектами ОРЭ в Актах оборота ЭЭ;
  • низкий уровень математического моделирования процессов распределения ЭЭ на основе данных систем учёта ЭЭ в процессе построения расчётов за потери ЭЭ и при получении замещающей и резервирующей учётной информации.
  • нестабильность работы АИИС КУЭ в период становления и внедрения, в том числе - практика использования удешевлённых аналогов счетчиков ЭЭ, приводящая к нестабильности метрологических характеристик системы учёта во времени, снижению надёжности и реального качества измерений. Идентификация выхода погрешностей измерений за допустимые пределы без использования внешнего контроля крайне затруднительна.

Далее сделан обзор основных применяемых в настоящее время методов и моделей расчёта УР электрических сетей, дана характеристика их основных недостатков и преимуществ. К ключевым направлениям отнесены классические подходы к расчёту УР, задачи оценивания состояния и энергораспределения. Затем даётся анализ современных этапов расчёта и планирования режимов в рамках ОРЭ, а также управления режимами ЕЭС, применяемых в России на сегодняшний момент.

Отмечено, что в настоящее время изменилась хозяйственная структура энергосистем, внедрённые рыночные условия требуют других критериев расчёта режимов, появились новые задачи, отражающие функционирование объектов энергетики на ОРЭ. На основе анализа существующих моделей, актуальных проблем и задач, стоящих перед субъектами энергорынков, сделан вывод о необходимости разработки направления мониторинга потерь и количества ЭЭ в электрических сетях с использованием моделирования УР по измерительным данным АИИС КУЭ.

В заключительной части главы ставятся задачи исследования:

  • разработка метода мониторинга потоков и потерь мощности (ЭЭ) с использованием балансовых соотношений уравнений УР и учётом погрешностей исходной информации, дополненного специальными алгоритмами расчёта сетей с реверсивными перетоками мощности;
  • исследование методических погрешностей;
  • разработка математической модели расчёта погрешностей параметров электрического режима (потоков мощностей, потерь мощности) на основе границ допускаемых при измерениях погрешностей ИК активной и реактивной мощностей;
  • диагностика АИИС КУЭ на основе балансовых соотношений, вытекающих из метода оперативных расчётов – на базе сравнения расчётных и измеренных потоков мощности с использованием математической модели расчёта погрешностей параметров электрического режима;
  • расчёт потерь ЭЭ для объекта исследования, анализ их структуры;
  • разработка и создание программного комплекса для оперативного мониторинга потерь и количества ЭЭ, диагностики и мониторинга АИИС КУЭ.

Даётся общая характеристика предлагаемого метода БЗ, который использован для решения поставленных задач. Вводится понятие Балансовой Зоны (БЗ) - совокупности топологически связанных электроэнергетических объектов, объединенных единым правилом – балансовым уравнением. В БЗ предложено включать распределительные электрические сети напряжением 110 и 35 кВ до шин 6_10 кВ, трансформаторы, линии, компенсаторы. Выделение БЗ осуществляется исходя из составления максимально возможной независимо работающей по режиму части электрической сети по границам балансовой принадлежности ОРЭ с одной стороны (как правило, отпуск из сетей 110-35 кВ) и шинам 35-110 кВ, либо 6-10 кВ, с другой стороны, с учётом наличия измерительной информации (наблюдаемости) и возможности сведения баланса по ЭЭ. Пример одной из БЗ объекта исследования приведён на рис.1.

Основными отличиями БЗ от иных понятий, используемых для расчётов потерь ЭЭ и моделирования УР, являются:



Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.