Введение к работе
;
хе-дУисЕУадьность темы. Протяженность сельских линий электропередачи апряженйём 0,38-20 кВ в настоящее время превышает 3,7 млн. км,что оставляет 74 Z общей протяженности линий электропередачи Минэнерго ССР.Количество трансформаторных подстанций 6...10/0,4 кВ в сельс-ой местности превышает 840 тыс. шт. В электросетевых подразделениях траели,осуществляющих эксплуатацию (капитальный ремонт,техническое : оперативное обслуживание) сельских электрических сетей (СЭС) растает около 190 тыс. чел. Ежегодные затраты на эксплуатацию СЭС сос-авляют свыше 300 млн. руб и имеют устойчивую тенденцию к увеличена). Об"емы нового строительства СЭС не превышают 3 % об"емов СЭС, іаходяшихся в эксплуатации.
Проблемы функционирования электрических сетей с научной точки ірения освещены гораздо уже,чем проблемы развития систем электрос-іабжения. Известен ряд научных работ в области диспетчерского управ-іения электрическими сетями (выбор закона регулирования напряжения, штимизация существующей схемы сетей 6... 10 кВ с целью снижения потерь электроэнергии и т. п.). Однако текущие задачи технического обс-пуживания и капитального ремонта СЭС, составляющие основу эксплуатации, в научной литературе практически не освещены. Весомый вклад в теорию перспективных задач эксплуатации электрических сетей внесен Р. Я. Федосенко. Научные исследования и разработки И. А.Вудзко,М.С. Левина, а Л. Прусса, Д. а Холмского, В. а Тисленко посвящены задачам управ-пения надежностью СЭС на проектной стадии. Широко известны работы И. Г. Варга и а а Андриевского в области совершенствования эксплуатации электрических сетей напряжением 35 кВ и выше.
Перевод электроэнергетики на новые условия хозяйствования поставил злектросетевые подразделения отрасли (предприятия и районы электрических сетей) в сложное положение. Выполнение мероприятий по повышению надежности СЭС (телемеханизация,автоматизация,секционирование, резервирование, капитальный ремонт и т.п.) требуют затрат трудовых, материальных и финансовых ресурсов энергоснабжающих организаций, что об"ективно ведет к увеличению себестоимости энергии и снижению рентабельности. Проведенный анализ производственно-хозяйственной деятельности электросетевых подразделений показал,что текущие
задачи эксплуатации СЭС решаются на основе нормативных требований различного рода и использование оптимальных методов на практике не представляется возможным вследствие отсутствия формализованной целевой функции.
В диссертации обобщены исследования автора в области разрабйт ки и внедрения научных основ текущих задач эксплуатации СЭС. Решени данной проблемы заключается в технико-экономическом подходе к реше нию основной задачи электросетевсго подразделения: обеспечение надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.
Характер и направление исследований соответствует целям и задачам научно-технических программ: 0.51.21-в части разработки и вне дрения новых методов электрификации сельского хозяйства; 0.01.05-в направлении повышения надежности и эффективности электрических сетей; 0.80.02- б области разработки и внедрения автоматизированной системы управления Минэнерго СССР (ОАСУ-энергия).
Об"ектом исследования является система эксплуатации СЭС,представляющая собой основу производственной деятельности злектросете-вых подразделений.
Предметом исследования является проблема создания методов экс плуатации СЭС,основанных на технико-экономических принципах.
Цель диссертационной работы заключается в разработке и внедре нии научно обоснованных методов решения текущих задач эксплуатации СЭС,обеспечивавших требования сельскохозяйственного производства и надежности электроснабжения. Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
-формализовать целевую функцию эксплуатации; -классифицировать и провести анализ текущих задач эксплуатации на различных иерархических уровнях; -разработать методы расчета и оптимизации целевой функции эксплуатации;
-разработать и внедрить комплекс программных средств в рамках автоматизированной многоуровневой системы управления эксплуатг цией.
методика исследования основана на стохастическом имитационном моделировании электросетевых об"ектов и системы обслуживания СЭС.
Использованы положения теории марковских процессов,методы теории принятия решений,теории вероятностей и теории массового обслуживания.
Достоверность разработанных научных положений,методик,алгоритмов, выводов и рекомендаций диссертации подтверждается результатами внедрения на различных уровнях управления эксплуатацией СЗС.
Научная новизна. На основе теории принятия решений установлены закономерности управления эксплуатационной надежностью электроснабжения сельскохозяйственного производства
Научно обоснована система договорной экономической ответственности за надежность электроснабжения сельскохозяйственных потребителей, основными элементами которой являются методика расчета региональной шкалы скидок и надбавок к тарифу (тарифного меню) за надежность и методика выбора оптимальных договорных значений показателей надежности электроснабжения.
Разработаны алгоритмы расчета и многофакторной оценки надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей в условиях эксплуатации.
Обоснованы принципы оптимизации годового планирования капитального ремонта методами динамического программирования,в которых капитальный ремонт рассматривается как одно из мероприятий по повышению надежности электроснабжения.
Сформулированы и реализованы требования к организации учета и анализа отключений,технического состояния и паспортных характеристик СЭС.
Произведена классификация текущих задач эксплуатации СЭС,разработаны принципы информационного обеспечения принятия решений на различных иерархических уровнях.
Разработана и внедрена в промышленную эксплуатацию автоматизированная многоуровневая система рационального управления эксплуатацией СЭС на персональных 3FM (СЭРС),алгоритмическое и информационное обеспечение которой основано на результатах научных исследований автора
Практическая ценность. Результаты диссертационной работы позволяют на практика перейти от нормативных методов эксплуатации СЭС к технико-экономическим методам,позволяющим значительно повысить эф-
- б -
фективность производственной деятельности электросетевых подразделении отрасли. Годовой экономический аффект при внедрении результатов научных исследований составил для различных энергосистем от 262 тыс. руб до 1,2 млн. руб.
Реализация результатов работы. На основе научных результатов диссертации разработано,утверждено и издано шесть отраслевых нормативно-технических документов,а также специальный раздел в прейскуранте N 09-01 "Тарифы на электрическув и тепловую энергию" (утвержден постановлением Госкомцен СССР N 152 от 28.02.90).
Различные комплексы СЭРС по сотоянию на 01.01.91 внедрены в промышленную эксплуатацию в виде автоматизированных рабочих мест (АРМ СЭРС) инженера по эксплуатации СЭС в Архэнерго,Еурятэиерго, Запказэнерго,Калмзнерго,Калининградэнерго,Крымэнерго,Киргиззнерго, Ленэнерго, Пензаэнерго.Татзнерго,Туркмензнерго.Тудэнерго, Чэлябэнер-го, Минскзнерго, на верхнем уровне ОАСУ-энергия.Алмаатинском филиал! ВИПКэнерго.ВИПКэнерго (Ыосква),Новочеркасском политехническом институте.
Разработанные методики составляют основу курса "Эксплуатация электрических сетей и систем",включенного в учебные планы Ыосковс кого энергетического института, Всесоюзного института повышения кв; лификации руководящих работников и специалистов Ыинэнерго СССР.ин титута повышения квалификации Минбазпрома Республики Куба.
Личный вклад автора. Выносимые на защиту научные положения, ме тоды,алгоритмы,выводы и рекомендации диссертации являются результ тами исследований,выполненных лично автором. Разработка программн го обеспечения СЭРС выполнена под непосредственным руководством а тора ( в разработке принимали участие программисты Касьяненко Е. Ь Синчугов Д. А.,Щурбенко Т.Н.).
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертацис ной работы докладывались и обсуждались на технических советах Сох техзнерго-ОРГРЭС (Москва, 1988; Москва, 1990; Москва, 1991),на наузд -техническом Совете Минэнерго СССР (Москва,1990),на IX и X Bcecoj ных научных конференциях "Моделирование электроэнергетических систем"(Рига, 1987; Каунас, 1991),на Всесоюзном научном семинаре ш проблемам электроэнергетики "Кибернетика электрических систем" (Москва, 1987), на Всесоюзном научном семинаре по проблеме "Электре
іабжение сельского хозяйства" (Москва,1988; Москва,1991), на Всесо-зном научном семинаре по проблеме "Штодические вопросы исследова-їя надежности больших систем энергетики" (Киев,1988; Уфа,1990; экутск,1990),межкафедрзльном научном семинаре кафедр ЭСП и ЭС «эленского филиала МЭИ (Смоленск, 1990) , а такие на отраслевых и эжотраслевых научно-технических совещаниях и семинарах по проблемы применения вычислительной техники, повышения надежности и эффектности электроснабжения сельскохозяйственного производства йэсква,198б; Мзсква,1987; Смоленск,1987; Севастополь,1988; Фрунзе, 388; Клайпеда, 1988; Москва, 1989; Кокчетав, 1990; Киев, 1991; Москва, 391).
Результаты внедрения научных исследований экспонировались на ДНХ СССР (1987,1991) и были награждены димломом I степени,золотой, еребряной и двумя бронзовыми медалями.
На аащиту выносятся следующие положения и результаты. . Система договорной экономической ответственности за надежность лектроснабжения сельскохозяйственных потребителей , включающая в ебя:
-методику и алгоритм расчета региональной шкалы скидок и надбавок к тарифу (тарифного меню) за надежность электроснабжения сельскохозяйственных потребителей;
-методику и алгоритм расчета показателей надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей в условиях эксплуатации; -методику и алгоритм расчета оптимальных договорных значений показателей надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей; :. Технико-экономические принципы эксплуатации СЭС, построенные на следующих положениях:
-качественная и количественная оценка технического состояния; -расчет эффективности капитального ремонта; -расчет потребности электросетевого подразделения и электросетевого об"екта в трудовых,материальных и финансовых ресурсах для ремонтно-зксплуатационных нужд;
-составление оптимального годового плана капитального ремонта на различных иерархических уровнях управления эксплуатацией.
-
методика оптимального управления централизованными финансовыми ресурсами для повышения надежности электроснабжения сельскохозяйственного производства,оснозанная на многофакторкой оценке надежности СЭС.
-
Комплексная иерархическая модель эксплуатации СХ,в основе коте рой находится:
-автоматизированный учет и анализ отключений;
-автоматизированный учет и анализ технического состояния;
-автоматизированный учет и анализ паспортных характеристик.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 34 печатных рабе ты. в том числе шесть отраслевых нормативно-технических документе Об"ем и структура работы. Диссертация содержит 193 страницы ( повного машинописного текста,68 страниц с иллюстрациями, 13 страні приложений,25 таблиц и список литературы,включающий 150 наименов; ний. Работа состоит из введения и шести глав: 1. Исследование целеї функции эксплуатации сельских электрических сетей-, 2. Методика раї чета показателей надежности электроснабжения сельскохозяйственны: потребителей в условиях эксплуатации; 3. Разработка комплексной иерархической модели эксплуатации сельских электрических сетей; 4. Методы оптимального управления эксплуатацией сельских злектричі ких сетей; 5. Методические основы управления централизованными фи наксовыми ресурсами для повышения надежности сельских электричес ких сетей; 6. Информационное и программное обеспечение автоматизи; ванной системы управления эксплуатацией сельских электрических с тей.
