Сумісна робота сонячних електричних станцій, малих гідроелектростанцій та біогазових установок в системі



Сторінка8/15
Дата конвертації12.03.2016
Розмір1.11 Mb.
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   15

2.2 Математичне моделювання якості функціонування локальних електричних систем


Наявні розподільні електричні мережі що прокладені у місцях потенційного приєднання РДЕ (особливо 10(6) кВ та 0.4 кВ) є практично не пристосованими до обслуговування останніх. Неможливість, або значна затратність організації резервування схем видачі потужності таких джерел, невідповідність параметрів основного обладнання ЕМ новим умовам експлуатації, недосконалість систем релейного захисту та автоматики у поєднанні з застарілим основним електрообладнанням, що виробило свій ресурс створює умови, коли для організації ефективної роботи РДЕ в мережах необхідно враховувати вплив станцій на якість функціонування останніх. При цьому у моделях якості функціонування РДЕ слід розглядати елементи, як розподільних електромереж, так і джерел енергії. Таким чином, у контексті оцінювання якості функціонування відбувається природний перехід від розподільних ЕМ до локальних електричних систем [21].

В моделі якості функціонування ЛЕС має враховуватись зміна параметрів та характеристик елементів РДЕ та ЕМ. Крім того модель має бути придатною для використання її під час отримання та реалізації результатів оптимізаційних розрахунків [20, 21]. Як зазначалось вище та в [24,25], таку можливість надають моделі побудовані за критеріальним методом.

Для оцінювання складової показника якості функціонування ЛЕС, пов’язаної з надійністю РДЕ та ЕМ доцільно використовувати методи, побудовані на підставі теорії марковських процесів [25], які надають можливість отримати придатні до практичного застосування математичні моделі імовірності працездатного стану ЛЕС в цілому з урахуванням процесу пошкодження та відновлення окремих її елементів [26,27].

Період нормальної роботи ЛЕС можна розбити на окремі стани, пов’язані з відмовою певних елементів основного обладнання РДЕ та ЕМ. Ці стани є робочими, але параметри локальної системи (рівень надійності, якість електроенергії, значення втрат електроенергії) погіршуються від стану, аж до стану повної відмови. Поетапне відновлення елементів ЛЕС переводить систему зі стану в стан у зворотному напрямку. Для отримання вхідної інформації для ідентифікації таких станів використовується система моніторингу РДЕ, а також поточних параметрів ЕМ.

Поєднання принципів теорії марковських процесів та теорії подібності дозволило побудувати математичні моделі, які поєднають імовірнісний підхід під час визначення якості функціонування ЛЕС зі зміною її параметрів та характеристик в процесі поетапного відновлення [24, 25].

Процес функціонування локальної електричної системи, у контексті видачі електроенергії РДЕ можна подати у вигляді графу (рис. 2.1), за яким можна скласти систему диференційних рівнянь Колмогорова [26]. Остання у припущенні про сталість процесів пошкодження та відновлення елементів ЛЕС може бути зведена до системи рівнянь виду:



(2.)

де ; ; .


З (2.4) можна визначити імовірності перебування системи у певних станах, як функцію інтенсивності переходів маж станами ЛЕС νij [25, 28].

Відмінністю формування графа станів ЛЕС є можливість незалежного обчислення інтенсивності переходів νij між станами для окремих РДЕ та ЕМ, оскільки вони переважно не пов’язані між собою.


Рисунок 2. – Граф зміни станів локальної електричної системи


У [24] показано, що для оцінювання якості функціонування розподільної електричної мережі можна використати таку критеріальну модель:

(2.)

де m – загальна кількість можливих станів розподільної електричної мережі, m = n + k;

n – кількість робочих станів;

k – кількість неробочих станів;



– імовірність того, що показник якості електричної енергії А для j-го стану ЕМ відповідає допустимим межам;

А – значення показника якості електричної енергії;



– елементи матриці переходів, які є алгебраїчними сумами інтенсивностей відмов та інтенсивностей відновлення [24].

У [28] показано, що враховуючи відсутність принципової відмінності, з огляду на дослідження якості функціонування, між розподільною ЕМ та локальною електричною системою, критеріальна модель (2.5) може бути використана для оцінювання якості її функціонування в процесі оптимального керування групами РДЕ.

Однак тут слід врахувати деякі особливості локальної електричної системи, пов’язані, насамперед, з наявністю в ній розосереджених джерел електроенергії:

1. Для ЛЕС поняття якості функціонування є дещо ширшим ніж для розподільних мереж. Так, якщо для розподільних мереж під якістю функціонування мається на увазі надійне забезпечення споживачів якісною електроенергією за мінімальних технологічних втрат, то для локальної електричної системи необхідно, до того, забезпечити надійне та маловитратне транспортування електроенергії РДЕ до власних споживачів та (або) до енергетичного ринку;

2. Враховуючи, що за визначенням [24] якість функціонування згідно (3.31) оцінюється для кожного споживача окремо, з наступним перетворенням до інтегрального показника розподільної мережі в цілому, застосування критеріальної моделі для оцінювання якості функціонування ЛЕС буде виконуватися за аналогічним принципом. Виходячи з загальної постановки задачі – оцінювання ефективності функціонування РДЕ в ЕМ та заходів з оптимального керування ними – критеріальні моделі (2.5) необхідно формувати відносно окремих РДЕ з наступним перетворенням до інтегральних показників;

3. Адекватне оцінювання якості функціонування РДЕ в локальних електричних системах вимагає врахування наступних чинників:

– надійність розподільних електричних мереж ЛЕС в контексті транспортування електроенергії, що вироблена РДЕ;

– надійність основного обладнання РДЕ в контексті ефективного перетворення первинної енергії в електричну та транспортування останньої електричними мережами;

– вплив електричних параметрів основного обладнання та режимів роботи РДЕ на якість електроенергії в електричних мережах;

– вплив параметрів та режимів роботи ЕМ на якість електропостачання споживачів ЛЕС;

– вплив режимів видачі потужності РДЕ та споживання електричних мереж на втрати потужності в ЛЕС.

4. Враховуючи певну відокремленість технологічного процесу виробництва електроенергії розосередженими джерелами та її транспортування електричними мережами переходи між частково-працездатними станами РДЕ та ЕМ відсутні (див. рис. 2.1). Ця обставина дозволяє виділити з показника якості функціонування (2.5) складові, що враховують вплив окремих РДЕ. Це необхідно для забезпечення гнучкості моделі оцінювання якості функціонування ЛЕС у відповідності до поставлених задач.

Виходячи з наведеного вище критеріальну модель (2.5) можна подати у вигляді:

, (2.)

де ,

– складові показника якості функціонування заданого РДЕ в локальній електричній системі, зумовлені впливом характеристик надійності та режимів електричних мереж, а також сукупності РДЕ, відповідно. Вони можуть бути визначені так:

(2.)

(2.)

nРДЕ_ – кількість РДЕ, що функціонують у ЛЕС і якість функціонування яких необхідно оцінювати у контексті поставленої задачі;

nЕМ, kЕМ – кількість робочих та неробочих станів на графі станів ЛЕС (рис. 3.4), що відповідають електричній мережі;

, сукупна кількість, відповідно, робочих та неробочих станів на графі станів ЛЕС для групи РДЕ, від 1-го до l-го, необхідна для ідентифікації діапазону значень рі та ij у матрицях імовірностей та переходів (3.30);

, кількість, відповідно, робочих та неробочих станів і-го РДЕ на графі станів ЛЕС.

Вираз (2.6) у поєднанні з (2.7), (2.8), як буде показано далі, дозволяє структурувати збитки від ненадійності транзиту електроенергії РДЕ та невідповідної її якості в ЛЕС за причиною їх появи (невідповідність параметрів та режимів ЕМ, або РДЕ). Це, як зазначалося вище, необхідно для розв’язання задач оптимального керування режимами розосереджених джерел електроенергії в електромережах або формування оптимальних схем видачі потужності РДЕ.



1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   15


База даних захищена авторським правом ©refs.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка