РОЗДІЛ 2
ОПТИМІЗАЦІЯ МЕТОДУ ОЦІНКИ ВТРАТ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ ЗА УЗАГАЛЬНЮЮЧИМИ ПАРАМЕТРАМИ ЗАСОБАМИ ТЕОРІЇ НЕЧІТКИХ МНОЖИН
Для низьковольтних електричних мереж через недостатню кількість вихідної інформації про інтегральні показники електричного режиму характерно використання оціночних методів, що базуються на великій кількості припущень та не дають у кінцевому випадку точних значень втрат, які в подальшому можна було би використовувати для структурування їх та проведення по-елементного аналізу [6, 77]. Ці методи дають змогу лише виявити місця з підвищеним значенням втрат електроенергії, тобто не дають можливості виявити причини підвищення втрат. Використання точних методів розрахунку втрат електроенергії в низьковольтних електричних мережах можливо лише за умови впровадження автоматизованої системи збору інформації про спожиту електроенергію з лічильників кожного споживача по типу АСКОЕ.
Кожний метод визначення та оцінювання втрат електроенергії можна поділити на три етапи: формування БД вихідної інформації та її аналіз, розрахунок втрат електроенергії та аналіз отриманих розрахункових значень. В даному розділі запропоновані нові шляхи підвищення точності математичної моделі оцінки втрат електроенергії в розподільних електричних мережах низької напруги за узагальненими параметрами та підвищення ефективності використання її в задачах планування заходів по зменшенню втрат. Досягається це засобами теорії нечітких множин, нечіткої логіки та нечітких експертних систем [69, 70, 72, 73, 102-106].
2.1. Моделювання втрат електроенергії в електричних мережах низької напруги за узагальнюючими параметрами
В пп. 1.2.2.2. розглянуті основні методи та напрямки визначення та оцінювання втрат електроенергії в низьковольтних електричних мережах. Враховуючи недостатню кількість та якість вихідної інформації, яка використовується для визначення втрат електроенергії, усі зазначені методи базуються на певних припущеннях та спрощеннях. В основу спрощень математичних моделей методів оцінювання втрат електроенергії за узагальненими параметрами покладено використання вже відзначених в пп. 1.2.2.2. коефіцієнтів, що враховують ті чи інші впливні фактори.
Розглянемо, від чого залежать значення коефіцієнтів впливних факторів для того, щоб розробити метод та алгоритм уточнення їх засобами нечіткої логіки.
Коефіцієнт форми графіка навантаження дає можливість використовувати середнє значення потужності навантаження замість його середньоквадратичного значення та визначається за формулою:
, (2.1)
де - середньоквадратичне значення активної потужності;
- середнє значення активної потужності.
Середнє значення активної потужності дорівнює:
де - електроенергія спожита за лічильником за час .
В методі [39] пропонується використовувати наступний вираз:
де - коефіцієнт заповнення графіка навантаження, який дорівнює
де - час використання максимального навантаження.
Середньоквадратичне значення струмів та його середнє значення визначається для групи навантажень за наступними виразами [107]:
,
де - середнє значення індивідуальних графіків навантаження.
, де , (2.2)
де - взаємно кореляційна функція графіків навантаження.
Із виразів (2.2) можна зробити висновок, що середньоквадратичний струм більш точно відображає графік навантаження. Таким чином, точне визначення коефіцієнта графіка навантаження є запорукою точного визначення значення втрат електроенергії.
Також груповий графік навантаження характеризується коефіцієнтом одночасності , множення на який максимальних значень навантажень дає можливість оцінити значення сумарного максимуму навантаження групи споживачів [107, 108].
З проведеного аналізу видно, що значення коефіцієнта форми графіка навантаження залежить:
- від часу використання максимального навантаження;
- від того чи представлене сумарне споживання групою споживачів чи ні (одночасність максимумів графіків навантаження та їх взаємокореляційність );
- від рівня перепаду навантаження від максимального до мінімального значень, який визначається відповідно до [14] коефіцієнтом мінімуму
де - мінімальне навантаження;
- максимальне навантаження.
Коефіцієнт несиметрії враховує втрати електроенергії, зумовлені неоднаковістю завантаження фаз. В [79] для його визначення запропонований наступний вираз
, (2.3)
де - опір нульового проводу;
- опори фазного проводу;
- струмове навантаження відповідно по фазах А, В, С.
- середньоарифметичне значення струму навантаження по трьом фазам.
Таким чином коефіцієнт несиметрії групи споживачів залежить:
- від частки споживачів, які спричиняють несиметрію;
- від перерізу нульового проводу;
- від перерізу фазного проводу.
Коефіцієнт , який враховує те, що густина струму головної ділянки значно більша, ніж густина струму в розгалуженнях і, як наслідок, втрати електричної енергії в розгалуженнях значно менші, ніж у голові фідера:
, (2.4)
де - відношення густин струму у відвітленнях та в головній ділянці магістралі .
- коефіцієнт розгалуженості ліній, що представляє собою відносну довжину відвітлень.
Таким чином коефіцієнт залежить:
- від довжини відгалужень;
- від навантаження, яка під'єднана безпосередньо до відгалужень;
- від відношення перерізу проводу відгалуження до проводу головної ділянки.
Коефіцієнт реактивної потужності , який дорівнює відношенню активної електроенергії до реактивної. Таким чином залежить від значень реактивної потужності, яка споживається та відсотка від неї, яка компенсується (опосередковано залежить від типу споживача: промисловість, побут, тощо).
Коефіцієнт , який врахову