Введение к работе
Актуальность темы
Эффективность функционирования электрических систем определяется требованиями надежности электроснабжения, качества электроэнергии и экономичности работы оборудования. Электрические сети представляют собой сложное сочетание линий электропередачи, трансформаторов и коммутационных аппаратов, к эксплуатации которых предъявляются определенные требования, обусловливающие нормальные режимы работы потребителей. Наиболее повреждаемым элементом электрических сетей являются воздушные линии. Поэтому первостепенное значение имеют действия оперативного персонала по предотвращению повреждений и восстановлению после аварий удовлетворительных условий работы оборудования и сооружений.
При использовании автоматизированной системы диспетчерского управления электрическими сетями появляется возможность принятия более эффективных решений для ликвидации аварийных режимов. В связи с этим необходима разработка математического и программного обеспечения для анализа происходящих физических процессов при повреждении линий электропередачи, выдачи рекомендаций по предотвращению ситуаций, способствующих развитию или усугубляющих аварийные ситуации.
Тема диссертационной работы соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета "САПР и системы автоматизации производства".
Целью диссертационной работы является повышение эффективности процесса ликвидации аварийных режимов в распределительных электрических сетях путем разработки и реализации математического, программного обеспечения для автоматизации управления распределительными электрическими сетями с использованием ПЭВМ.
Достижение поставленной дели предполагает решение следующих основных задач :
анализ путей применения ПЭВМ при ликвидации аварийных режимов в распределительных электрических сетях;
разработка моделей и алгоритмов математического описания электрических параметров линий электропередач и несимметричных режимов сетей;
разработка.алгоритмов обработки информационных потоков и формирование базы данных для машинного моделирования аварийных
реЖИМОВ ЭЛеКТрИЧеСКИХ СЄТЄЙ;
создание программного обеспечения моделирования аварийных режимов в распределительных сетях- на базе ПЭВМ;
оценка эффективности автоматизации процесса ликвидации аварийных режимов и ее внедрение в промышленных условиях.
Объектом исследования в диссертационной работе является распределительная электрическая сеть в условиях аварийного и послеа-варийного режимов и процессы происходящие при ликвидации аварий и переходе к нормальному режиму.
Методы исследования. При решении поставленных задач в работе использовались принципы системного подхода, методы математического программирования, теории принятия решении, теоретические основы электротехники, элементы матричной алгебры, методы структурного программирования и принципы организации вычислительного процесса в мультипрограммных вычислительных системах.
Научная новизна. На защиту выносятся следующие основные результаты, обладающие научной новизной :
1. Математические модели анализа первичных параметров электрической сети в фазных координатах, учитывающие неоднородность линии, различные виды несиммётрии, наличие тросовых участков и конденсаторов связи.
2.Алгоритм расчета несимметричного режима с использованием теории многополюсников, позволяющий определить необхо*>а<ую настройку дугогасящих катушек для компенсации емкостных токов замыкания на землю при нормальном и аварийном режиме работы сети.
3.Специализированные методы хранения и поиска исходной информации по схеме замещения электрической сети для расчёта основных показателей несимметрии сети, отличающиеся оверлейной структурой хранения исходной информации, доступом к ней и контролем вводимой информации.
4.Методика выполнения расчетов токов однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралы), настройки дугогасяшей катушки, определения мест однофазных замыканий в сети глухоэазем-ленной нейтралью с использование*» АСДУ, обеспечивающая оперативность и качество принимаемы* решений при управлении процессами ликвидацией аварии.
Практическая ценность работы. Разработаны алгоритмы и программы машинной реализации задач моделирования основных видов повреждений линий электропередач, позволяющие создать автоматизированную систему управления ликвидацией аварийных режимов в распре- делительных электрических сетях.
На основе разработанных моделей и алгоритмов предложена экспертная система обучения оперативного персонала на режимном тренажере с использованием ПЭВМ.
Создан телекоммуникационной комплекс, использующий многофункциональный цифровой счетчик расхода электроэнергии ШМЗ-ЗОО, который позволяет отказаться от эксплуатируемых в настоящее время телекомплексов типа ТМ-120.
Реализация результатов работы. Предложенные в работе математические модели и средства их программной реализации внедрены в Северных, Лискинских электрических сетях АООТ "ВОРОНЕНЭНЕРГО", Мичуринских электрических сетях АООТ "ТАМЕОВЭНЕРГО" и Ливенских электрических сетях АООТ "Орелэнерго".
Экономический эффект от внедрения результатов диссертации за счет сокращения сроков ликвидации аварии составляет около 100 млн. р' '. (в ценах 1994 г.).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 9 печатных работах и 4 отчётах по НИР.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, приложений и списка литературы, содержащего 113 наименований. Работа изложена на 99 страницах машинописного текста, содержит 25 рисунков, 1 таблицу и приложения на 70 страницах.