Введение к работе
Актуальность работы. Формирование рыночных отношений в энергетике вызывает необходимость проведения тщательного анализа условий работы электрических сетей и автоматизированных систем учета и контроля электрической энергии (ЛСКУЭ) с целью повышения точности и достоверности информации о расходе электрической энергии(ЭЭ).
Раньше в условиях системы социалистического хозяйствования учет и сбыт электрической энергии не играл важной роли, так как существовала система централизованного планирования и финансирования различных отраслей народного хозяйства. В настоящее время единственным источником для функционирования и развития предприятий энергетики являются средства, поступающие от продажи электроэнергии на оптовом и розничном рынках.
Из широкого круга проблем развития электроэнергетики в новых социально-экономических условиях в настоящей работе рассматриваются проблемы определения достоверной величины отпущенной и потребленной электроэнергии в различных сетях, определение величины коммерческих и технических потерь, локализации очагов коммерческих потерь, а также выявления систематических погрешностей измерительных комплексов (ИК) учета электроэнергии.
Недостаточная достоверность информации об измерениях ЭЭ оказывает прямое воздействие на развитие энергосистем. Неточность и недостоверность информации снятой со счетчиков ЭЭ, связанна как с погрешностями систем учета, так и с безучетным потреблением ЭЭ. Это приводит к снижению эффективности финансовых взаиморасчетов между энергоснабжающей организацией и потребителями.
Одной из главных проблем, возникших перед отечественной электроэнергетикой за последние годы, можно считать резкое увеличение абсолютных и относительных потерь электроэнергии. При существенном снижении нагрузки на элементы энергосистемы и общем облегчении режимов работы электрической сети происходит абсолютное увелігчение отчетных потерь электроэнергии. При этом технические потери остались практически на прежнем уровне. Поэтому увеличение отчетных потерь может быть объяснено, только увеличением коммерческих потерь, вызванных несовершенством систем учета и безучетным потреблением ЭЭ.
Техническое состояние измерительной базы, на основе показаний которой производится расчет финансовой задолженности, оказалось неготовым к переходу к новым экономическим взаимоотношениям.
Для отечественной электроэнергетики резкое совершенствование измерительной базы для сбытовой деятельности в настоящее время невозможно ввиду отсутствия необходимых финансовых ресурсов. Поэтому, в работе предлагается решение вопросов повышения точности и достоверности информации об измерениях потоков энергии расчетным способом на различных временных интервалах.
Основной технико-экономический эффект выполненных исследований и разработок обеспечивается экономией финансовых средств за счет проведения более точных расчетов потокораспределения с целью выявления измерительных комплексов(ИК), нуждающихся в первоочередной проверке и поверке (возможной замене), и локализации мест в сети с повышенными коммерческим потерями.
Выполненное в данной работе решение указанных задач является необходимым этапом на пути развития методов получения оценки энергетического режима электроэнергетических систем (ЭЭС) в направлении обеспечения формализации анализа достоверности измерений электрической энергии в условиях недостаточной информационной обеспеченности.
Цель работы. Теоретическое обоснование, программная реализация и практическое применение методов повышения информационной обеспеченности и точности информации об измерениях электрической энергии для оценки достоверности систем технического и коммерческого учета электроэнергии и мощности.
Разработка эффективных средств накопления и методов анализа данных о систематических погрешностях измерительных комплексов.
Объект исследования. Крупные энергосистемы, входящие в состав РАО «ЕЭС России», такие, как АО «Свердловэнерго», АО «Тюменьэнерго», а также их подразделения: Серовская ГРЭС, Артемовские районные электрические сети, Сургутская ГРЭС-2.
Задачи исследования:
разработка рекомендаций по совершенствованию методов и средств измерений, сбора и обработки данных, увеличению их точности и надежности, в том числе с использованием вычислительной техники;
разработка математической модели, методов и соответствующих программных комплексов для эксплуатации существующих систем сбора данных, решающих, в частности, задачи оптимального размещения измерений и пунктов сбора данных в электрической сети;
разработка методов и программ, обеспечивающих получение надежной исходной информации для автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии;
унификация форм задания исходных данных и результатов работы программ , согласованных с принятыми информационными базами и системами сбора информации.
Методы исследования. В работе используются основные положения теории оценивания состояния, теории вероятности и математической статистики, теории управления ЭЭС, методы расчетов установившихся режимов (УР).
Научная новизна.
-
Предложена структура формирования математической (расчетной) модели для режима распределения потоков электрической энергии в ЭЭС.
-
Предложены и реализованы подходы по применению количественных и качественных критериев к определению наблюдаемости и избыточности в задачах учета электрической энергии. Предложена методика получения количественной характеристики наблюдаемости какого-либо участка сети - коэффициентов локальной избыточности.
-
Разработана и реализована методика по анализу статистической информации для энергообъекта с оценкой и определением мест сети, имеющих недостаточігую степень достоверности измерений. Предложены формы сбора и накопления информации о потреблении электрической энергии, снятой со счетчиков ЭЭ.
-
Разработаны предложения по уточнению методики определения структуры технических и коммерческих потерь для повышения достоверности расчетных данных.
Практическая значимость работы. Все исследования выполнялись с учетом прикладного значения тематики и на основе реальных данных. Получены следующие результаты, имеющие практическую ценность:
-
Даны основные положения формирования расчетной модели энергетического режима, методов повышения достоверности информации об учете электроэнергии расчетным способом.
-
Предложен практический алгоритм формирования оценки степени избыточности измерения потребляемых потоков энергии или локальной наблюдаемости для определения узла ЭЭС, в котором нужно, в первую очередь, разместить измерение.
3.Предложен подход к определению величины и структуры коммерческих потерь электроэнергии, а также мероприятий по их локализации, который позволяет использовать различные источники данных об измерениях электрической энергии. При этом имеется возможность учитывать неодновременно произведенные измерения.
4. По реальным данным проведена диагностика состояния системы учета электроэнергии энергообъекта (Серовской ГРЭС). Это позволило выявить основные источники недостоверных показаний ИК на данном предприятий и предложить мероприятия по приоритетной проверке ИК. В результате расчетов получены численные оценки погрешностей измерений ЭЭ для каждого ИК.
На зашиту выносятся:
-
Комплексная методика достоверизации информации о потреблении ЭЭ по балансовым соотношениям и потерям энергии с учетом современной ситуации в этой области энергетики.
-
Методы и алгоритмы определения показателей, количественно характеризующих наблюдаемость, и алгоритм количественного анализа избыточности ЭЭС.
-
Способы разделения потерь энергии на техническую и коммерческую составляющие, уточненная методика расчета технических потерь по средним нагрузкам, связанная с особенностями исходной информации.
-
Результаты анализа достоверности показаний измерительных комплексов по электроэнергетическим системам и их структурным подразделениям, подтверждающие эффективность разработанной методики.
-
Информационные макеты накопления и методы анализа статистической информации о потреблении электроэнергии и анализ ее, с целью определения величины систематической погрешности измерительных комплексов.
Апробация работы. Полученные результаты исследования и основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих семинарах и конференциях:
-
На постоянно действующем Всероссийском семинаре «Энергетика: экология, надежность, безопасность» (Томск, 1998).
-
На международной научно-технической конференции «Перспективные технологии автоматизации» (Вологда, 1999).
-
На региональном совете специалистов по диагностике электрооборудования при Уралэнерго. (Екатеринбург, 1997).
4. На первой региональной конференции «Роль инноваций в экономике
Уральского региона» (Екатеринбург, 1998).
5. На семинарах кафедры "Автоматизированные электрические системы" Уральского государственного технического университета.
По материалам исследования опубликовано 5 работ.
Структура и объем работы. Общий объем работы 160 страниц. Из них 130 страниц основного текста, 10 рисунков, 5 таблиц, б приложений. Список используемой литературы включает 140 наименований.
В соответствии с задачами ее содержание разделено на 5 глав, введение и заключение. В приложениях содержатся вспомогательные и дополнительные материалы, а также документы, подтверждающие внедрение результатов работы.
