Поиск оптимальной схемы размещения секционирующих аппаратов в сети 10 кВ

Сиротенко М. А., Тимчук С.А.

В распределительных электрических сетях сельских регионов наибольшее количество аварийных отключений происходит в сетях напряжением 10кВ. Одним из актуальных способов повышения эффективности функционирования электрических распределительных сетей является оптимизация размещения средств повышения надежности. На современном этапе развития автоматизации с целью повышения структурной надежности электроснабжения существует ряд подходов к размещению коммутационных секционирующих аппаратов в распределительных сетях сельских регионов.

Например: согласно методике [1], выбор количества и мест установки автоматических коммутационных аппаратов (КА) осуществляются в зависимости от схемы подстанции 35-110/10 кВ, суммарной длины и расчетной нагрузки линии 10кВ, присутствия на линии 10 кВ потребителей первой категории; в соответствии с методикой [3], нагрузки в линии считаются равномерно распределенными вдоль магистрали и повреждения линии в любой точке равновероятны; методика [4] основана на поиске решения задачи расстановки секционирующих устройств с учетом сосредоточения нагрузки в отдельных местах, при условии роста нагрузки и развития самой сети.

Но все эти методики имеют ряд недостатков: в методике [1] - это отсутствие обоснования места и схемы размещения КА, отсутствие рекомендаций по использованию методики при недетерминированных типе исходных данных; в методике [3] - это использование расчетной модели линии с равномерно распределенной нагрузкой, отсутствие экономического обоснования места и схемы размещения КА, использование только детерминированного типа исходных данных; в [4] - отсутствие учета присутствия дополнительных средств повышения надежности, невозможность использования данной методики для схем распределительной сети с АВР.

В связи с этим, целью данной работы является разработка предпосылок повышения надежности электроснабжения потребителей в сельских регионах с использованием оптимизации количества и мест размещения секционирующих устройств в распределительной сети, учитывая недостатки всех предыдущих методик.

Математическая модель размещения секционирующих КА и модель затрат на их установку и обслуживание в условиях неопределенности исходной информации разработан с использованием теории нечетких множеств, в ней, в отличие от существующих моделей, четко обоснованы место и схема размещения КА. Также в ходе предыдущих исследований определено оптимальное место для размещения КА. Таким оказалось место справа в непосредственной близости от ответвления, если только сеть заживлена ??слева. Каждая одноцепная электрическая сеть 10кВ рассматривалась как сеть с количеством N ответвлений, на каждое из которых приходится по два потенциальных места для установки КА (по параллельной и последовательной схемам). Математическая модель с помощью которой можно быстро просчитать недоотпуск электроэнергии для каждого из вариантов расположения КА в сети представлена ??в матричной форме:

- t - средняя продолжительность ремонта одного повреждения, ч;

- t _ср - время срабатывания КА, ч;

- w - параметр потока отказов, 1/год км;

A, B, C, D, E, F, G - матрицы, состоящие из, записанных в предложенной программе последовательности, исходных данных. Приведенные затраты на секционирования (характеризует экономичность) [2]:

где ns - число подсистем; p_н - норма амортизационных отчислений;

К_i, I_i - капитальные вложения и эксплуатационные расходы в i-й подсистеме, евро.

На основе методики [2], разработана расчетная программа поиска оптимального решения многокритериальной задачи секционирования разветвленной распределительной сети.

Для апробации данной методики рассматривались три варианта коммутирующих аппаратов: автоматический ввод резерва (АВР), реклоузеры и обычные линейные разъединители. Анализ результатов математического моделирования показал, что множество Парето, оптимальное решение по приоритетным для ОПР критериям и единые решения соответствуют альтернативам, в которых в качестве секционирующих аппаратов используется АВР.

Таким образом, предложенная оптимизационная математическая модель позволяет в условиях неопределенности выходной информации быстро просчитать недоотпуск и экономические показатели для каждого из возможных вариантов расположения КА в любой одноцепной распределительной электрической сети. А также, с помощью методики [2], позволяет определить множество Парето и единые решения с разной степенью приоритета по критериям расширяет возможности лица принимающего решение по обоснованию проектных решений.

Список использованной литературы

1. Будзко И. А. Электроснабжение сельского хозяйства / И. А. Будзко, Н. М. Зуль - М.: Агропромиздат, 1990. - 496 с. – Библиогр.: с. 489. – 23000 экз. – ISBN 5-10-000756-7.

2. Тимчук С. А. Модели и методы поиска оптимальной структуры сети электроснабжения при нечетко заданных целях / С. А. Тимчук. – Харьков: «Факт», 2010. – 219 с. . – Бібліогр.: с. 191-196. – 500 экз. – ISBN 798-966-637-688-9.

3. Будзко И. А. Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов / И. А. Будзко, М. С. Левин.- М: Агропромиздат, 1985. - 320с. – Бібліогр.: с. 313-314. – 18000 экз.

4. Керного В. В. Автоматизация некоторых расчетов электрических сетей / В. В. Керного. – Минск: «Наука и техника», 1968. - 140 с. . – Бібліогр.: с. 133-136. – 2100 экз.