Введение к работе
Актуальность работы. Надежность работы единой
электроэнергетической системы (ЭЭС) страны в значительной степени зависит от профессиональных знаний и навыка диспетчерского персонала всех уровней иерархии диспетчерского управления ОАО «СО-ЦДУ ЕЭС» (Системного оператора) - ЦДУ, ОДУ и РДУ.
При оперативном принятии решения диспетчерский персонал анализирует текущую информацию, получаемую от средств диспетчерского технологического управления и оперативного персонала энергообъектов по телефону, а так же априорную информацию о состоянии и оперативных свойствах объекта управления.
В каждой энергосистеме, как правило, имеется несколько вариантов возможных схем электрических соединений, и задачей диспетчерского центра является выбор наилучшего из них, т.е. такого варианта, в котором отключение любого элемента приводило бы к наименьшим последствиям из-за отклонения от нормального режима работы энергосистемы и отдельных ее частей.
Снижение надежности линий электропередачи основной сети требует принятия мер по ее восстановлению, в этой связи особенную актуальность приобретают анализ информации по ее состоянию и коррекция рабочих режимов энергосистем, задача, которую должны решать филиалы Системного оператора.
Указанные соображения приводят к необходимости исследования и разработки методов оперативного анализа показателей надежности зон диспетчерской ответственности диспетчерских центров, как на стадии рассмотрения заявок на вывод оборудования в ремонт, так и при, что особенно важно, при ликвидации технологических нарушений, в режиме советчика диспетчера.
Данной проблеме посвящены исследования: Дьякова А.Ф.,
Мелентьева Л.А., Руденко Ю.Н., Баринова В.А., Розанова М.Н., Семенова В.А., Гук Ю.Б., Непомнящего В.А., Синьчугова Ф.И., Фокина Ю.А., Казанцева В.Н., Китушина В.Г., Кучерова Ю.Н. и др. Работы этих ученых внесли значительный вклад в развитие теории и практики надежной работы электроэнергетических систем.
Проводимая в настоящее время реформа управления
электроэнергетической отраслью страны, создание федеральной и территориальных сетевых компаний, выделение независимых генерирующих компаний, постепенный переход к конкурентным оптовому и розничным рынкам электроэнергии и мощности невозможны без сохранения вертикали централизованного диспетчерского управления по иерархическому принципу ЦДУ-ОДУ-РДУ.
Возложение на диспетчерские центры функции выполнения договорных обязательств, заключаемых между участниками федеральных и региональных рынков электроэнергии и мощности, никоим образом не снижает требований к
ЦДУ, ОДУ и РДУ по обеспечению надежности режимов единой энергосистемы России.
Цель работы заключается в разработке методов оценки балансовой и структурной надежности энергосистем операционных зон диспетчерских центров Системного оператора.
Основные задачи:
Систематизация методов оценки балансовой и структурной надежности электроэнергетических систем и возможных путей их совершенствования.
Анализ и разработка методов, основанных на теории риска для оценки балансовой надежности электроэнергетических систем.
Исследование надежности объектов диспетчеризации Системного оператора и ее влияния на надежность энергосистем операционных зон диспетчерских центров Системного оператора.
Разработка методов оперативной оценки структурной и балансовой надежности энергетических систем.
Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы теоретического и эмпирического познания. На теоретическом уровне это методы непараметрической статистики и теории надежности, логико-вероятностные методы исследования структурно-сложных систем, теория алгоритмов, математического программирования, теория рисков. На эмпирическом уровне использовались методы пассивного эксперимента для анализа характеристик надежности объектов энергосистем.
Научная новизна.
Разработан метод «ожидаемого дефицита» для оценки балансовой надежности электроэнергетической системы на основе методов теории риска.
Разработана методика расчета показателей надежности объектов электроэнергетических систем на основе методов непараметрической статистики в условиях ограниченной выборки исходных данных.
Предложен комбинаторный показатель структурной надежности схемы электрической сети энергосистемы формируемый на основе построенной функции работоспособности ЭЭС в виде конъюнкции отрицаний всех минимальных сечений отказов.
Разработана методика формирования функции работоспособности системы на основе понятия связности схемы электрической сети и оценки надежности посредством математического моделирования состояний сети энергосистемы.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Исследование показателей надежности воздушных линий электропередачи напряжением 330-500 кВ объединенной энергосистемы Северного Кавказа, на основе обработки архивных данных по отказам, позволило определить реальные показатели интенсивностей отказов ЛЭП.
Разработанный метод «ожидаемого дефицита» позволяет получать оперативные оценки балансовой надежности электроэнергетических систем.
Разработанный комбинаторный показатель надежности и методика его расчета позволяют осуществлять оперативный анализ структурной надежности схем электрической сети энергосистем.
Разработан и внедряется в Московском РДУ программный
комплекс «Советчик диспетчера РДУ».
5. Результаты исследований внедрены и используются в центре
тренажерной подготовки Системного оператора при
подготовке диспетчерского персонала. Методы оценки
балансовой надежности электроэнергетических систем,
разработанные автором, использованы при подготовке
стандарта ОАО РАО «ЕЭС России» «Методики нормирования,
прогнозирования и ретроспективной оценки балансовой
надежности энергосистем».
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на 8 конференциях и семинарах, в том числе: III Международной научно-практической конференции «Современные энергетические системы и комплексы и управление ими», Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ), 2003г.; VII и VIII региональных научно-технических конференциях «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону», Ставрополь, СевКавГТУ, 2003 и 2005 г.г.; 33 научно-технической конференции по результатам работы ППС, аспирантов и студентов Северо-Кавказского государственного технического университета за 2003 год, Ставрополь, СевКавГТУ, 2004г.; XXVI и XXVII сессиях семинара «Кибернетика электрических систем», Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ), 2004 и 2006 г.г.; VII и VIII Всероссийских конференциях «Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения», Н.Новгород, НГТУ, 2003-2004 гг.
Публикации. По содержанию и результатам диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ, три из них в изданиях, рекомендованных ВАК, одна за границей.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Метод «ожидаемого дефицита» для оценки балансовой надежности энергосистем.
Методика анализа надежности объектов электроэнергетических систем на основе непараметрических методов статистики, позволяющая получить оценки надежности при небольших объемах выборки и в условиях «засорения» статистических данных.
Методика оперативной оценки структурной надежности электрической сети энергосистемы на основе критерия связности и комбинаторного показателя надежности.
Методика формирования функции работоспособности системы на основе понятия связности схемы электрической сети и оценки надежности посредством математического моделирования состояний сети энергосистемы.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и четырех приложений. Основное содержание работы изложено на 183 страницах, включающих 30 рисунков и 14 таблиц. Список литературы содержит 95 наименований.
Похожие диссертации на Оперативная оценка надежности электроэнергетических систем операционных зон системного оператора
