РОЗДІЛ 2. ТЕОРЕТИЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ МЕТОДІВ РЕАЛІЗАЦІЇ ВИМОГ НОРМАТИВНОЇ БАЗИ З
ЯКОСТІ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ В
МЕРЕЖАХ ЗАГАЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
2.1. Матричний метод оцінки якості електричної енергії з
використанням процесного підходу системи управління якістю
Для проведення оцінки якості ЕЕ доцільно застосовувати чинну нормативну базу –
державні стандарти серії ДСТУ ISO 9000 [45,46,48]. Відповідно до цього стосовно
ЕЕ, як і будь-якого іншого товару, використаємо відомі групи процесів, що
всебічно характеризують функціонування системи управління якістю (СУЯ)
продукції.
В [3] розглянуто послідовність технологічних процесів у вигляді: СВЕ, СПР та
комплексу ЕС1 ... ЕСС. Таким чином, ефективне і результативне продукування ЕЕ у
деякому фрагменті енергосистеми та управління діяльністю енергопостачальної
організації можна зобразити моделлю CУЯ (рис. 2.1) [92].
При цьому вимоги замовника враховані в сукупності граничних значень одиничних
ПЯ ЕЕ, наведених в [2].
Надалі, відповідно до даної моделі СУЯ, доцільно проводити вимірювання і
моніторинг якості на всіх етапах проходження ЕЕ. З метою раннього виявлення
моментів наближення значень одиничних ПЯ до граничних значень та запобігання
критичного стану ділянки енергосистеми рекомендується наступний метод оцінки
якості ЕЕ.
В результаті проведених вимірювань ВМ отримують три масиви значень абсолютних
одиничних ПЯ в СВЕ, СПР та ЕС1 ... ЕСС. Кожен з цих масивів представимо у
вигляді матриць якості: стосовно СВЕ, – СПР, – будь-якого з ЕС1, ..., ЕСk, ...,
ЕСС. Причому, будь-яка з цих матриць складається з векторів-рядків , що
отримані шляхом розподілу масиву одиничних ПЯ ЕЕ на групи споріднених
показників. Ці вектори являють собою комплексні ПЯ, котрі характеризують певні
явища в досліджуваному
Рис. 2.1. Модель системи управління якістю електроенергії
фрагменті енергосистеми.
Наприклад, на ділянці СВЕ отримують матрицю якості ЕЕ:
, (2.1)
де – кількості відповідних одиничних ПЯ в наведених векторах [92].
Як показано в [3], ці вектори відображають:
повільні відхилення і коливання частоти повторення та середньоквадратичного
значення (СКЗ) напруги в електричних мережах (ПКНЧ), котрі описуються
встановленим відхиленням від , розмахом зміни напруги , дозами флікера і ,
частотою повторення змін напруги та відхиленням частоти напруги змінного струму
;
несиметрію трифазної системи напруг (НТСН) за обчисленими коефіцієнтами
зворотної та нульової послідовностей;
несинусоїдальність напруги мережі (НСН) через коефіцієнти спотворення
синусоїдності кривої напруги та -ї гармонічної складової напруги ();
характеристики потужностей споживання (ХПС), тобто повну потужність та її
складові у вигляді активної , реактивної , потужності спотворення , прихованої
потужності , потужності пульсацій і коефіцієнту потужності ;
динамічні спотворення, що характеризують швидкі і повільні відхилення миттєвих
значень напруги за час, більший однієї половини періоду повторення (часові
перенапруги), та западини напруги мережі (ШВП), репрезентовані коефіцієнтом та
тривалістю часової перенапруги, глибиною та тривалістю западини напруги і
частістю появи западин ;
зміни, пов’язані з швидкими імпульсними спотвореннями напруги мережі за час,
менший тривалості половини періоду повторення основної гармоніки (ІСФ),
представлені амплітудами і тривалостями імпульсів ( є порядковим номером
імпульса в спотвореній ділянці), сумарною тривалістю спотворення , тривалостями
імпульсів за рівнем половини їх амплітуд, числом імпульсів .
Таким чином, отримуємо для будь-якої з досліджуваних наведених вище матриць,
котрі описують процеси продукування, розподілу і споживання ЕЕ, сукупність
векторів якості [92]
(2.2)
При цьому поряд із перерахованими в нормативних документах одиничними ПЯ
наведено також показники, що фігурують в угодах на поставку ЕЕ споживачам та в
науковій літературі. В разі потреби, наприклад при дослідженнях і пошуках
шляхів підвищення якості ЕЕ, можливе збільшення через внесення у дані вектори
додаткових ПЯ ЕЕ, раніше не декларованих. Аналогічно може йти мова про
зменшення числа ПЯ в (2.2), наприклад у випадку аналізу якості ЕЕ, схожому до
розглянутого нами – для чотирьох основних груп показників.
В переважній більшості одиничних ПЯ ЕЕ в межах кожного вектора, можна вважати
їх некорельованими один з одним, як і векторів між собою.
Одночасно приймаємо, що вагомість даних ПЯ ЕЕ є рівноцінною в межах векторів
(). Отже, важливою перевагою даного методу оцінки якості ЕЕ є відсутність
потреби у визначенні вагомості як одиничних, так і комплексних ПЯ.
Оскільки в загальному випадку розмір матриць та перелік одиничних ПЯ у векторах
є однаковим, то шляхом порівняння цих матриць між собою можна досліджувати
зміну якості ЕЕ протягом проходження її по ділянках енергосистеми.
З метою більш наглядного представлення векторів і матриць з точки зору оцінки
якості ЕЕ доцільно скористатись для формування останніх принципом оцінки якості
продукції і послуг у вигляді
шкали відношень. Тобто йдеться про принцип утворення векторів якості на основі
не абсолютних, а відносних одиничних ПЯ ЕЕ.
Враховуючи характер підбору та напрям підвищення якості ЕЕ у вказаних одиничних
ПЯ, доцільно для визначення відносних показників з абсолютних застосувати
підхід, викладений в [40]. Тоді, будь-який відносний одиничний ПЯ ЕЕ, що
входить в склад наведених векторів якості , визначається з виразу
, (2.3)
де – поточне та ідеальне значення -го абсолютного одиничного ПЯ ЕЕ, що входить
в -й вектор, причому належить до одної з послідовностей ,
– граничне значення да