Введение к работе
Актуальность темы. Затраты на производство и поставку потребителям электроэнергии в системах регионального электроснабжения включают стоимость электроэнергии, расходуемой на ее передачу по электрическим сетям (потери) В настоящее время уровень потерь электроэнергии в электрических сетях России составляет 13%, в то время как за рубежом - 7,5% Приказом №338 ОАО РАО «ЕЭС России» от 01 06 2005 г утверждена комплексная программа по снижению потерь в сетях всех уровней напряжений к 2015 г до 10% Конечной целью снижения потерь является сдерживание темпа роста тарифов на электроэнергию для потребителей Рост уровня автоматизации производства, с одной стороны, и постоянное удорожание электрической энергии, приводящее к возрастанию ее составляющей в себестоимости продукции, с другой, обусловливают необходимость внедрения современных информационных технологий в системы регионального электроснабжения, представляющие собой сложные электротехнические комплексы, включающие системы генерации, передачи, преобразования и потребления электрической энергии Эффективность функционирования систем электроснабжения, в том числе промышленных предприятий, в значительной мере зависит от уровня потерь этектроэнергии при ее транспортировке
Кроме того, стедует отметить, что оперативное решение задач минимизации потерь в системах передачи энергоресурсов оказывает существенное влияние на качество потребляемой этектроэнергии
В настоящее время для решения задач анализа электрических потерь и определения нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче широко используются модели, реализующие в основном методы теоретических основ электротехники, в частности, методы эквивалентирования, схемы замещения, которые в ряде случаев позволяют получать приемлемый резупьтат Однако в условиях неоднородности по уровням напряжения и топологии данные методы имеют ограниченные возможности Это обусловливает необходимость использования в этой области альтернативных подходов, в том числе реализующих аппарат статистического анализа
Таким образом, аюуалыюсть темы диссертационного исследования продиктована необходимостью дальнейшего развития аппарата математического моделирования и анализа процессов, обусловливающих потери электроэнергии в системах передачи региональных систем электроснабжения с целью их нормирования и минимизации, а также обеспечения требуемого уровня режимов электропотребления в рамках автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ)
Тематика диссертации соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «Вычислительные системы и программно-аппаратные электротехнические комплексы»
Цели ч задачи исследования Целью настоящей работы является разработка и исследование моделей минимизации потерь и нормативных характеристик потерь электроэнергии в региональных системах энергоснабжения на основе реализации аппарата множественного регрессионного анализа, обеспечивающая объективность устанавчиваемых тарифов за услуги по передаче электроэнергии в рачках АИИС КУЭ
Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи - - с позиций системной методологии провести анализ существующих систем АИИС КУЭ и определить проблемы, решение которых позволит существенно повысить эффективносгь управления системами передачи энергоресурсов в системе регионального электроснабжения,
- проанализировать существующие модели анализа и прогнозирования потерь
мощности и электроэнергии в региональных сетевых системах,
провести исследование влияния межсистемных перетоков и нагрузок на
величину потерь в сетях электроснабжающих организаций,
разработать комплексную математическую модель для определения и минимизации потерь электроэнергии от межсистемных перетоков,
осуществить анализ условий обеспечения требуемой точности регрессионной модели, описывающей потери мощности в региональной энергосистеме, и выработать рекомендации по ее повышению,
разработать средства программного обеспечения моделей анализа потерь и проанализировать влияние выбранных вариантов на коммерческую деятельность, направленных на минимизацию потерь в системах регионального электроснабжения
Методы исследования Для решения поставленных задач в работе использованы методы теоретической электротехники, математического моделирования, матричной алгебры, планирования эксперимента, математической статистики
Научная новизна В диссертационной работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной
предложено формализованное описание процессов, обусловливающих потери этектроэнергии от межсистемных перетоков в системах передачи региональных систем электроснабжения, отличающиеся реализацией аппарата статистического анализа,
разработаны регрессионные модели, обеспечивающие анализ и прогноз потерь электроэнергии в системах передачи для конкретных устовий различных электросетевых предприятий, отличающиеся возможностью варьирования альтернативными структурами, что позволяет существенно повысить точность результатов моделирования,
определены формальные условия выбора структуры регрессионной модели в зависимости от топологии систем передачи электроэнергии, обеспечивающие повышение уровня точности при проведении машинных расчетов,
предложена оптимизационная модель минимизации потерь электроэнергии в региональных системах электроснабжения, позволяющая повысить уровень оперативности принимаемых решений по выбору соответствующих режимов функционирования,
разработано программное обеспечение моделей анализа и минимизации потерь в региональных системах электроснабжения, обеспечивающее эффективный режим
функционирования систем контроля и учета электроэнергии Практическая значимость работы
Предложенные методы определения технических потерь от межсистемных перетоков электроэнергии позволяют повысить уровень достоверности данных, используемых при расчете лимитов потребления, повысить эффективность использования энергоресурсов, учитывать норматив снижения потерь электроэнергии на планируемый период
С испотьзованием мероприятий по управлению режимами энергопотребления возможно сокращение энергозатрат в региональных электросетевых компаниях
Реализация и внедрение результатов работы Модели определения технических потерь от межсистемных перетоков апробированы и рекомендованы к внедрению в ОАО «Ставропочьэнерго» Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе Ставропольского технологического института сервиса в дисциплинах «САПР в энергетике», «Энерго- и ресурсосберегающие технологии», «Поверка, безопасность и надежность энергетического оборудования»
Апробация работы. Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях (Ставрополь, 1997- 2001), региональных научно-технических конференциях "Вузовская наука Северо-Кавказскому региону" (Ставрополь, 1997,1999), межвузовских научно-практических конференциях (Ставрополь, 2003-2007; Воронеж, 2007), Международной научной конференции "Компьютерные технологии в технике и экономике" (Воронеж^ОО?), а также на ежегодных конференциях, проводимых Ставропольским государственным техническим университетом (200L-2007)
Публикации По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 3 -в изданиях, рекомендованных ВАК РФ В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат [1,2,4,6] - выделена составляющая потерь от межсистемных перетоков с помощью регрессионных зависимостей, [5] - оценено влияние погрешности на параметры режима регионального этектроснабже-ния, [8,11]-опредепены факторы, влияющие на точность модели, [3,7,9,10,12] - оценены методики принятия решений с целью минимизации потерь
Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 105 наименований, 5 приложений Основная часть работы изложена па 168 страницах, содержит 43 рисунка, 27 таблиц
