РОЗДІЛ 2
МОДЕЛЮВАННЯ ГРАФІКА ЕЛЕКТРИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ
2.1. Характеристика та покращення показників графіка електричного навантаження
Режими роботи електроприймачів і характер їх добових графіків навантаження суттєво впливають на економічні показники енергосистеми [11, 15-17, 30, 89].
Як відомо [17, 89] за тривалістю періоду, що розглядається на графіку, розрізняють добові і річні графіки споживання електричної енергії. Нерівномірність річного графіка навантаження створюється на основі річного робочого циклу підприємства і вона практично не відчувається енергосистемою. Разом з тим нерівномірність добового графіка навантаження значно впливає на енергосистему і, як наслідок, вона повинна вводити санкції до підприємств, які би змушували їх згладжувати свій графік електричного навантаження.
Оптимальний режим виробництва і споживання електричної енергії має дуже велике значення [10]. Від правильної організації цього процесу можна отримати значний економічний ефект, що в межах країни буде вираховуватись в порядку мільйонів гривень..
Основним режимним показником процесу електроспоживання є графік електричного навантаження [12]. Він повністю відображає процес споживання електричної енергії в часі, і всі інші режимні показники (мінімальне навантаження, кількість годин використання максимуму, коефіцієнт заповнення графіка навантаження, коефіцієнт форми графіка електричного навантаження, кількість годин максимальних втрат електричної енергії) є похідними від нього.
Оптимізація режимних показників електричної енергії є основою підвищення ефективності електропередачі і електроспоживання, так як дозволяє знизити величини технічних втрат при передачі електричної енергії, впорядкувати процес електроспоживання і зменшити плату за спожиту електричну електроенергію.
При розрахунковому аналізі графіків навантаження, використовується ряд показників [11, 16, 17, 88].
2.1.1. Cереднє значення потужності групового графіка.
Для дискретних залежностей:
,
де
кількість точок фіксації миттєвих значень потужності ;
- миттєве значення потужності в момент фіксації часу .
Для функціональних залежностей:
,
де
- час, протягом якого здійснюється усереднення значення потужності.
Оптимальності цей показник набуде при:
,
де
- мінімальне значення потужності групового графіка;
- максимальне значення потужності групового графіка.
2.1.2. Середнє навантаження за біжучий інтервал.
Для дискретних залежностей:
,
де
- тривалість інтервалу усереднення значень потужності;
початкова координата біжучого інтервалу;
- миттєве значення потужності в момент фіксації часу .
Для функціональних залежностей:
.
Оптимальності цей показник набуде, якщо середнє значення потужності на будь-якому інтервалі групового графіка буде прямувати до середнього значення потужності групового графіка:
.
2.1.3. Середньоквадратичне значення потужності групового графіка.
Для дискретних залежностей:
,
де
m - кількість споживачів, що беруть участь у формуванні групового графіка;
n - кількість ступеней (годин, хвилин, тощо) в циклі.
Для функціональних залежностей:
.
Легко бачити, що оптимальності цей показник набуде при наближенні квадрата значення середньоквадратичної потужності до квадрата значення середньої потужності
.
2.1.4. Дисперсія групового графіка.
.
Виходячи з умови оптимальності середньоквадратичної потужності групового графіка навантаження, даний показник набуде свого оптимального значення при:
.
2.1.5. Коефіцієнт форми, коефіцієнт максимуму, коефіцієнт заповнення, коефіцієнт нерівномірності графіка навантаження.
, , , .
Очевидно, що оптимальності дані коефіцієнти набудуть при:
.
Отже, в результаті аналізу показників графіка електричного навантаження доцільно стверджувати, що умовами оптимальності графіка електричного навантаження є умови , , , , .
Здійснимо аналіз показників типових добових графіків промисловості Волинського регіону у відповідності з вищезгаданими умовами оптимальності , , , , . Результати аналізу наведені в додатку Б.
Слід зазначити, що аналіз всіх показників добового графіка є надлишковим. Оптимізація , , дозволяє лише частково оптимізувати графік електричного навантаження, оскільки вони залежать лише від екстремумів графіка. Їх оптимізація не призведе до суттєвого вирівнювання графіка електричного навантаження. Критерії та є взаємопов'язані і обидва характеризують дисперсію графіка електричного навантаження - показника, що найбільш повно описує графік електричного навантаження, оптимізація якого призведе до суттєвого вирівнювання графіка електричного навантаження.
Отже найбільш доцільно в якості критерію технічної оптимальності вибрати критерій - мінімізацію дисперсії добового графіка навантаження [53]. При цьому слід відмітити, що задовільняння цього критерію автоматично викличе задовільняння всіх інших вище згаданих критеріїв.
У відповідності зі здійсненими розрахунками і сукупним аналізом добових графіків навантаження за літній та зимовий період по галузях промисловості (додаток Б) можна зробити висновок, що найменш оптимальними є добові графіки підприємств, які є представниками наступних галузей Волинського регіону:
1. Верстатобудівної;
2. Будівництва;
3. Чорної металургії;
4. Міського електрифікованого транспорту;
5. Тракторного і с/г виробництва.
Для наглядної демонстрації на рисунку 2.1 зображено динаміку дисперсії типових графіків навантаження (період 1999-2002 рр); на рисунку 2.2 - динаміку коефіцієнтів максимуму типових графіків навантаження (період 1999-2002 рр); на рисунку 2.3 - динаміку коефіцієнтів завантаження типових графіків навантаження (період 1999-2002 рр); на рисунку 2.4 - динаміку коефіцієнтів нерівномірності типових графіків навантаження (період 1999-2002 рр); на рисунку 2.5 - динаміку ко