Введение к работе
Актуальность работы. Высокий темп распространения устройств нелинейной нагрузки — вычислительной техники, бытовой электротехники, энергосберегающих ламп с электронным блоком управления и т.п. — в низковольтных сетях общего назначения, питающих бытовых и мелкомоторных промышленных потребителей, привел к негативным изменениям электромагнитной обстановки и появлению дополнительных потерь электроэнергии (ЭЭ), что выражается в виде ухудшения качества электроэнергии (КЭ). В связи с чем существенно возросло значение эффективности и скорости принятия решений в системе управления энергоснабжающей сетью (ЭС). Учитывая то, что принятие управленческих решений основывается на мониторинге и анализе большого количества разнородной информации, оптимальное управление должно основываться на применении эффективных информационных систем управления.
В настоящий момент имеется широкий спектр приборов учета, работающих в составе автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учета электроэнергии (АИИСКУЭ) и регистрирующих значение ПКЭ по различным классам точности. Однако данная система, а также существующие автоматизированные системы дистанционного мониторинга показателей ЭЭ являются средством сбора данных с удаленных приборов, записи информации в базу данных и формирования отчетов, не осуществляющим анализ полученных данных. Применение рассмотренных систем в условиях распределительной сети масштаба региона или крупного промышленного предприятия, включающих в себя сотни точек контроля, не обеспечит решение трудоемкой задачи анализа поступающей информации в режиме реального времени.
Действующая «Энергетическая стратегия России до 2020г.» предусматривает повышение эффективности использования всех топливно-энергетических ресурсов. Решение данной задачи на уровне электроснабжающей организации осуществляется совершенствованием систем управления распределительными сетями с целью обеспечения полноты сведений о состоянии элементов на управляемом объекте в реальном масштабе времени, повышения энергоэффективности и, в конечном итоге, снижения технических и коммерческих потерь.
Своевременность и актуальность решаемых в настоящей работе проблем заключается в необходимости совершенствования методов и алгоритмов обработки информации и поддержки принятия решений в процессе управления современной распределительной сетью.
Целью диссертационной работы является разработка методов и алгоритмов обработки информации в системе принятия решений для обеспечения эффективности процесса управления низковольтной распределительной сетью общего назначения.
Поставленная цель потребовала решения следующих задач:
-
Анализ существующих систем мониторинга КЭ и определение проблем обработки информации о КЭ в электрических сетях низкого напряжения.
-
Разработка комплексного показателя отклонения КЭ, характеризующего отклонение параметров ЭЭ от установленных норм, метода и алгоритма его расчета.
-
Разработка метода и алгоритма применения комплексного показателя отклонения КЭ, метода ранжирования элементов распределительной сети по признаку целесообразности повышения КЭ.
-
Разработка структуры, алгоритмов функционирования и программного обеспечения системы принятия решений в управлении низковольтной распределительной сетью.
Объект исследования. Региональная энергетическая система распределительных сетей 0,4 кВ мелкомоторных промышленных и бытовых потребителей.
Предмет исследования. Система управления распределительными сетями 0,4 кВ, а также модели и алгоритмы, обеспечивающие повышение эффективности функционирования этой системы.
Научная новизна работы:
-
Разработан комплексный показатель отклонения КЭ (En), метод и алгоритмы его расчета и использования, что позволило дать числовую оценку общей степени несоответствия КЭ номинальным значениям по выделенным показателям.
-
Предложен новый метод повышения эффективности управления низковольтной распределительной сетью, основанный на оценке КЭ на трансформаторных подстанциях (ТП).
-
Предложены методы обработки информации в системе поддержки принятия решений в процессе управления электроэнергетической сетью, основанные на ранжировании элементов распределительной сети, что позволило определить очередность устранения выявленных нарушений КЭ, а также определить ТП, для которых наиболее актуальны проведение детального обследования и разработка мероприятий управления.
-
Разработаны структура, метод визуализации и алгоритмическое обеспечения системы поддержки принятия решений в процессе управления низковольтной распределительной сетью, что позволило повысить эффективность управления и снизить трудоемкость процесса мониторинга.
Практическая значимость диссертационной работы:
-
Предложены методы обработки информации, основанные на преобразовании входящих данных и применении метода анализа иерархий, для выработки управляющих решений при устранении и предупреждении фактов нарушения норм качества электроэнергии.
-
Разработано программное обеспечение системы поддержки принятия решений в управлении низковольтной распределительной сетью, что позволило автоматизировать обработку поступающих данных и повысить эффективность системы управления.
-
Полученные результаты диссертационной работы приняты к использованию в разработке и реализации схемы и программы перспективного развития электроэнергетики РСО – Алания, а также в разработке и реализации инвестиционных программ субъектов электроэнергетики РСО–Алания.
-
Разработаны методические рекомендации по совершенствованию метода анализа качества электроэнергии в электросетевых и промышленных организациях.
-
Экономический эффект от внедрения в СОф ОАО «МРСК СК» составил 770 тыс. руб. в год по подстанциям региональной распределительной сети РСО–Алания.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются полученными теоретическими результатами, их соответствием экспериментальным данным и внедрением разработанных методов ранжирования трансформаторных подстанций и программного средства в Северо-Осетинском филиале ОАО «МРСК Северного Кавказа».
Апробация диссертационной работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных НТК СКГМИ (ГТУ), научных семинарах кафедры информационных систем в экономике СКГМИ (ГТУ) (2008 – 2011 гг.), на семинаре в Северо-Осетинском филиале МРСК Северного Кавказа, а также на следующих международных, всероссийских научно-технических и научно-практических конференциях: Международная научно-практическая конференция «Молодые ученые в решении актуальных проблем науки» г. Владикавказ 2010 г.; VII Международная конференция «Устойчивое развитие горных территорий в условиях глобальных изменений» г. Владикавказ, 2010 г.
Исследования проведены при поддержке гранта Президента Российской Федерации для молодых российских ученых МД – 2194.2010.9, по теме «Исследование и разработка информационных систем управления и регулирования розничного рынка электроэнергии и мощности» 2010–2011 гг., а также в рамках Гранта Российского Фонда Фундаментальных Исследований (РФФИ) по теме «Разработка основ оптимального управления сложной региональной энергетической системой» 2009–2010 гг., проведенного в соответствии с федеральной целевой программой (ФЦП) «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007–2012 годы», утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации от 17 октября 2006 г. № 17.
Личный вклад автора. Основные научные положения, выводы и рекомендации, содержащиеся в диссертационной работе, получены автором самостоятельно.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в т. ч. 3 работы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК РФ для публикации основных научных результатов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы, включающего 78 наименований, и содержит 126 страниц машинописного текста, 32 рисунка, 16 таблиц.
Похожие диссертации на Разработка методов и алгоритмов обработки информации и принятия решений в системе управления низковольтной распределительной сетью
