Введение к работе
Актуальность темы. В современных условиях, учитывая необходимость экономии топлива и энергии, энергосбережение должно занять место, равное по своему значению роли технического перевооружения И развития топливных отраслей и энергетики. Согласно стратегии энергосбережения, одной из первоочередных мер, направленных на экономию электроэнергии, должна быть организация достоверного учета и контроля расхода электроэнергии как во внутренних электрических сетях предприятий, так и в распределительных сетях энергосистем.
Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов затрудняется из-за недопустимо высокой погрешности технического и коммерческого учета электроэнергии. При существующих методах и средствах измерения расхода электроэнергии, недопустимо высокой погрешности учета целесообразность проводимых мероприятий по экономии электроэнергии в значительной мере теряется, и они оказываются недостаточно эффективными. Способ учета электроэнергии на предприятиях с разветвленной распределительной сетью, в узлах нагрузок, сетях 110-330 кВ предприятий электрических сетей с малыми нагрузками отдельных подстанций, линий и двигателей характеризуется расчетными небалансами, варьирующимися в пределах - 60ч-40%, и перестал удовлетворять возросшим современным требованиям к учету электроэнергии. В связи с этим возникает необходимость в обеспечении требуемой точности всех элементов измерительных трактов средств и систем учета электроэнергии (ССУЭ), что часто невозможно по техническим условиям эксплуатации систем электроснабжения.
Решение проблемы повышения точности и эффективности технического учета возможно техническими и математическими методами. Исходя из того факта, что по условиям технологического процесса технические мероприятия не всегда осуществимы, представляется перспективной разработка соответствующих математических методов. В новых условиях хозяйствования реальная картина электропотребления, полученная на основе коррекции результатов измерений электроэнергии существующими способами и системами учета, приобретает особо важное народнохозяйственное значение, а разработка методов повышения эффективности и точности учета электроэнергии является актуальной.
Диссертационная работа выполнена согласно региональному плану отдела энергетики АН высшей школы Украины по проблеме энергосбережения и качества электроэнергии, а также тематическому плану Приазовского государственного технического университета.
Цель работы и задачи исследования - повышение эффективности и точности действующих систем технического учета электропотребления за счет коррекции его результатов, полученных с помощью существующих
средств и систем учета электроэнергии, до достоверных. В соответствии с поставленной целью в работе решены следующие задачи:
-исследование и анализ точности систем технического учета промышленных предприятий и предприятий электрических сетей;
-разработка математической модели результирующей погрешности одного измерительного тракта и всей системы технического учета;
-исследование структуры погрешности измерения активной и реактивной электроэнергии;
-выявление и анализ причин некорректности технического учета;
-разработка метода и программ коррекции результатов электропотребления, приемлемого для практики.
Научная задача заключается в разработке метода коррекции результатов электропотребления, определенных с помощью существующих средств и систем учета электроэнергии, основанного на методах оптимизации и аппроксимации в совокупности с математическими моделями погрешностей измерительного тракта, позволяющего повысить точность и эффективность технического учета в действующих системах электроснабжения.
Методы исследования. Для решения поставленных в работе научных задач использованы методы теории вероятностей и математической статистики, оптимизационные методы, методы аппроксимации, математическое моделирование; исследования проводились с использованием вычислительной техники, лабораторных и натурных экспериментов.
Основные научные результаты, их значимость и новизна заключаются в следующем:
-представлены результаты комплексного исследования методов и систем технического учета, включающие в себя анализ причин организационного характера, влияющих на точность учета, методику определения пригодности элементов измерительного тракта для учета электроэнергии и реальную картину корректности технического учета в действующих системах электроснабжения;
-разработаны математические модели результирующей погрешности измерительных трактов и систем учета электроэнергии, основанные на реальных погрешностях всех элементов и цепей тракта и позволяющие анализировать взаимное влияние реальных факторов и их суммарное воздействие на результирующую погрешность учета;
-представлены методы и результаты статистического анализа точности технического учета в системах электроснабжения, позволяющие выявить пункты некорректности технического учета и причины его высокой погрешности;
-разработан новый метод коррекции результатов технического учета электроэнергии, отличающийся высокой точностью и позволяющий
получать достоверные значения электроэнергии, потребляемой в смешанных схемах систем электроснабжения, и метрологические потери в сетях, не превышающие 1%;
-разработаны алгоритмы и программы автоматизированного уточненного технического учета электропотребления с использованием метода коррекции его результатов, позволяющие оперативно рассчитывать и корректировать значения электропотребления как в системах электроснабжения промышленных предприятий, так и предприятий электрических сетей.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций. Обоснованность научных положений подтверждается корректностью принятых допущений и математических методов, соответствующих характеру решаемых задач. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается достаточным совпадением результатов технического учета, полученных с помощью программного метода коррекции, с результатами экспериментальных исследований в условиях промышленного предприятия и предприятия электрических сетей, снижением метрологических потерь электроэнергии до 1% за счет повышения точности учета.
Практическая ценность работы. Разработана методика экспериментального и статистического обследования точности и эффективности действующих систем технического учета, а также получены практические способы выявления мест некорректности учета и оценки величин и причин погрешностей элементов измерительного тракта учета, отличающиеся достаточно высокой надежностью и простотой и позволяющие без отключения присоединений оперативно определять элемент измерительного тракта, вносящий недопустимо высокую погрешность.
Разработаны программы автоматизированного уточненного технического учета электроэнергии в действующих системах электроснабжения, выполненные для ПЭВМ, совместимых с IBM PC, и техническая документация по их эксплуатации.
Реализация результатов работы. Программы автоматизированного уточненного учета электроэнергии и рекомендации по совершенствованию систем технического учета внедрены в системах электроснабжения Ачинского глиноземного комбината и Приазовского предприятия электрических сетей. Экономический эффект от внедрения составил: по АГК 7.51 млн. рублей в год в ценах 1993 г; по ППЭС 183.7 млн. карбованцев в год в ценах 1994 г.
Основные положения, выносимые на защиту:
-математические модели результирующих погрешностей учета электроэнергии;
-результаты статистического анализа погрешностей технического учета в системах электроснабжения;
-метод коррекции результатов технического учета электроэнергии, основанный на методах оптимизации и аппроксимации в совокупности с математическими моделями систематических погрешностей измерительных трактов ССУЭ;
-программы автоматизированного уточненного технического учета электропотребления с использованием метода коррекции его результатов, определенных с помощью действующих ССУЭ ,
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции "Повышение эффективности и качества электроснабжения" (г. Мариуполь, май 1990 г.), на региональной научно-технической конференции по электроэнергетике, промышленной энергетике, экологии (г. Мариуполь, май 1992 г.), на 3 Международной научной конференции "Эффективность и качество электроснабжения промышленных предприятий" (г. Мариуполь, сентябрь 1994 г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 печатных работ, из них 5 по теме диссертации. Материалы диссертации отражены в отчетах по 2 научно-исследовательским работам, выполненным в Приазовском государственном техническом университете.
Структура и объем работ. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 157 наименований, изложенных на 178 стр. машинописного текста и 4 приложений на 53 стр., иллюстрирована 31 рисунком и содержит 23 таблицы.
Похожие диссертации на Повышение точности действующих систем технического учета электроэнергии в системах электроснабжения
