О Г Гриб - Алгоритм реализации методики распределения ответственности за искажение синусоидальности - страница 1

Страницы:
1 

Коммунальное хозяйство городов

Наявний на підприємстві в даній сфері досвід свідчить про високу економічну ефективність подібних проектів, що виражається в одноча­сному підвищенні потужності і коефіцієнта корисної дії станції, яка модернізується.

Шляхом впровадження інноваційних проектів можна вирішувати не тільки міські проблеми, але й задачі більшого масштабу. Наприкін­ці минулого року наше підприємство, продемонструвавши ефективний шлях розвитку енергетики, представило вітчизняним фахівцям новий сучасний газотурбінний двигун ГТД-110, на базі якого побудована дослідно-промислова електростанція в селищі Кабарга. Електростанція такого типу є єдиною в Україні. Використання установки на базі ГТД-110 у парогазовому циклі знижує витрати палива в 1,5 рази. Для Укра­їни це має важливе значення, дозволяючи заощаджувати дорогий при­родний газ. Створення таких електростанцій допоможе знизити спа­лювання газу на 50% і направити його на інші потреби. Таким чином, використання в енергетиці парогазових установок - найбільш оптима­льне рішення для України. Електростанція в Кабарзі лише перша з ря­ду подібних об'єктів енергетики, що допоможуть вирішити проблему енергопостачання нашої держави.

1 .Про комбіноване виробництво теплової та електричної енергії (когенерацію) та використання скидного енергопотенціалу: Закон України від 05.04.2005р. № 2509-IV.

Отримано 09.12.2005

УДК 621.311

О.Г.ГРИБ, д-р техн. наук, Г.А.СЕНДЕРОВИЧ, канд. техн. наук, П.Г.СЕНДЕРОВИЧ

Харьковская национальная академия городского хозяйства

АЛГОРИТМ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДИКИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗА ИСКАЖЕНИЕ СИНУСОИДАЛЬНОСТИ

Предлагается алгоритм реализации методики распределения ответственности за искажение синусоидальности напряжения в точке общего присоединения. Ответствен­ность определяется за количество электроэнергии, качество которой не соответствует требованиям ГОСТ по синусоидальности. Алгоритм предлагает детерминированное решение при расположении источника искажения синусоидальности напряжения только в системе или только в нагрузке потребителя и статистическое решение в случае распо­ложения источников несимметрии в системе и нагрузке потребителя.

В последнее время в Украине все большее внимание уделяется вопросам качества электроэнергии, что связано с переходом экономи­ки на рыночные отношения, при которых влияние качества электриче­ской энергии на протекание технологических процессов производст­венного оборудования и на потери электрической энергии не могут оставаться без внимания. Убытки, которые несут субъекты процесса распределения электрической энергии от ухудшения ее качества сверх допустимых норм [1], должны оплачиваться виновниками нарушения качества.

В российской практике используется методика определения от­ветственности по направлению мощности гармонических составляю­щих [2]. Наши исследования показали, что направление потока актив­ной мощности дает однозначную информацию о нахождении источни­ка искажений в схеме только одного из субъектов. В общем случае направление потока активной мощности n-й гармонической состав­ляющей не имеет однозначной зависимости от долевого участия субъ­ектов в нарушении синусоидальности. Российская методика не решает задачу по определению действительной ответственности субъектов.

В работе [3] предлагается иная методика определения ответст­венности за искажение синусоидальности напряжения в точке общего присоединения (ТОП), имеющая следующие особенности:

- ответственность определяется за количество электроэнергии, качество которой не соответствует требованиям ГОСТ по синусои­дальности;

- методика предлагает детерминированное решение при распо­ложении источника искажения синусоидальности напряжения только в системе или только в нагрузке потребителя;

- признаком наличия источников токов высших гармоник только в системе или только в нагрузке является совпадение направлений мощности гармонических составляющих всего пакета кривых высших гармоник (sign P(n) = const);

- методика реализует принцип баланса по штрафным санкциям и компенсации ущерба в ТОП между всеми субъектами распределения электрической энергии, включая сетевое предприятие.

Целью данной работы является разработка алгоритма реализации вышеописанной методики, которая предусматривает расчет количест­ва электроэнергии, распределенной с нарушением требований по си­нусоидальности [1], и определение ответственности субъектов в ее искажении.

Блок-схема алгоритма (рисунок) реализует методику [3].

Исходные данные для расчета имеют три источника: ручной ввод, внутренняя память программы и память измерительного комплекса «АНТЕС» [4].

Ручной ввод учитывает номинальное напряжение и количествофаз в сети. Для трехфазной сети принято f = 3 по умолчанию, для од­нофазной сети следует ввести f = 1. Во внутренней памяти хранятся данные требований ГОСТ [1] к коэффициенту искажения синусои­дальности  кривой  напряжения  в  зависимости  от номинального

напряжения U ном по нормально K (U ном) и предельно K    (U ном) допустимым значениям и по нормально допустимым

Продолжение рисунка

Блок-схема определения ответственности за несинусоидальность значениям коэффициента n-й гармонической составляющей напряже­ния KЦП) (n, Uном ) в функции от номера гармоники и Uном . Пре­дельно допустимые значения коэффициента n-й гармонической со­ставляющей напряжения определяются из условия

В качестве исходных данных, получаемых из памяти измеритель­ного комплекса «АНТЕС», использованы матрицы гармонических со­ставляющих активных и реактивных фазных мощностей на фидере

потребителя Pi n (k), Qi n (k), коэффициенты искажения синусои­дальности кривой фазного напряжения Ku i(k) и n-й гармонической

составляющей фазного напряжения KU(n) i,n(k) . Данные приводятся

для каждого k-го интервала усреднения, в котором зафиксированы нарушения качества электрической энергии. Индекс «i» указывает фа­зу: i = 1,2,3 в соответствии с фазами А, В, С. Данные получены в ходе замеров параметров режима за период не менее 24 часов и введены в память с интервалом усреднения At. В памяти хранятся параметры режима за время Т, в течение которого «АНТЕС» фиксировал превы­шение допустимых значений любым из показателей качества электро­энергии. Для оценки долевого участия электроэнергии, полученной потребителем с нарушениями требований по синусоидальности, тре­буется информация об общем количестве электроэнергии W, которую потребитель получил за время мониторинга. Для расчета количества электроэнергии, полученной с искажениями синусоидальности, ис­пользуются данные пофазного потребления электроэнергии в каждом

k-м интервале усреднения Wi(k).

В подготовительной части программы по номинальному напря­жению сети устанавливается постоянная h, в зависимости от которой

задаются допустимые значения коэффициентов        (h), KЦ[д(h),

K U(n)(n,h).

Программа работает в трех циклах расчетов: по интервалам ус­реднения от k = 1 до k = T / At, по перебору фаз от i = 1 до i = f, по гармоническим составляющим при изменении номера гармоники от n = 2 до n = 40. В цикле по n выявляются гармонические составляю­щие, в которых коэффициент n-й гармонической составляющей фазно­го напряжения превышает нормально допустимое значение в соответ­ствие с условием

Ku(n) > J^nr (2)

Счетчик kn  определяет количество выявленных превышений

нормально допустимых значений. Если в n-й гармонической состав­ляющей выполняется условие (2), то учитывается направление актив­ной мощности этой гармоники. Положительное направление опреде­ляется по факту совпадения направления мощности n-й гармоники с направлением мощности основной частоты:

P(n) P(1) £ 0. (3) В зависимости от выполнения условия (3) принимается коэффи­циент ответственности по гармонической составляющей k отв (n) = ± 1.

Коэффициенты ответственности по отдельным гармоникам суммиру­ются, в конце цикла коэффициенту ответственности присваивается значение

40

k отв = Z k отв (n). (4)

n=2

Гармонические составляющие мощности, в которых обнаружено превышение нормально допустимых значений, проходят проверку на превышение предельно допустимых значений в соответствии с усло­вием

KU(n) > Kп/дп). (5) Счетчик kпопределяет количество выявленных превышений

предельно допустимых значений.

После окончания перебора по гармоническим составляющим в рамках цикла по i для каждой фазы определяется достоверность изме­рений, которые считаются детерминированными при расположении источника высших гармоник только в нагрузке или только в системе. Измерение признается детерминированным при выполнении условия

sign P(n) = const, (6) определяемого по совпадению показаний счетчика интервалов усред­нения, в которых выявлены превышения нормально допустимых зна­чений, и модуля суммы коэффициентов ответственности

40

Zkn(n):

n=2 40

Z k отв (n)

n=2 (7)

При этом показатель детерминированного измерения в фазе, об­нуленный в начале цикла, остается без изменений (d1 = 0). В случае невыполнения равенства (7) теряется достоверность измерения в тече­ние одного периода усреднения, показателю детерминированного из­мерения в фазе придается значение, отличное от нуля (d1 = 1), расчету - статус статистического.

В рамках расчета по одной фазе фиксируются превышения коэф­фициентом искажения синусоидальности кривой напряжения нор­мально и предельно допустимых значений по условиям

Ku >  ; (8)

Ku >        . (9) В результате перебора фаз производится суммирование показате­лей детерминированного измерения трех фаз

f

d3 = Z d1(n). (10) i=1

Если при этом показатель детерминированного измерения по трем фазам, обнуленный в начале цикла по k , остается без изменений (d3 = 0), расчет k-го интервала усреднения можно считать детермини­рованным.

При задании в исходных данных однофазной сети (f = 1), трех­фазный цикл устраняется.

В цикле по k определяется сумма показателей детерминированно­го измерения

Т/ At

d = Z d3(k), (11)

k=1

по нулевому значению которого (d3 = 0) делается вывод о детермини­рованном измерении расчета в целом за период мониторинга. В цикле

по i заполняется матрица оценки статистического решения Dk i. Мат­рица содержит пофазную информацию о детерминированном измере­нии направления мощности для каждого k-го интервала усреднения.

Программа выполняет расчет и выдает информацию по энергии, требующей определения ответственности за превышение нормально и предельно допустимых значений коэффициента n-й гармонической

составляющей WU(n) и WU^), коэффициента искажения синусои-дальности кривой напряжения и , определяет их долевое

участие (относительные значения) W11^  , W11^  , W11^, W11^ в

* U(n)    * U(n)    * U      * U

потреблении электроэнергии W. Отдельно проводится учет и находит­ся долевое участие электроэнергии, определение которой выполнено

детерминированно: WdUL, WdUL, WdU/д, WdU/д, Wd11^ ,

U(n)     U(n)     U      U    * U(n)

WdU//In), Wd^1, Wd11^. В случае статистического решения, на

печать выводится матрица оценки статистического решения Dk,i , ко­торая может понадобиться при анализе источников несинусоидально­сти при их наличии в системе и в нагрузке.

Таким образом, разработанный алгоритм реализации методики распределения ответственности за искажение синусоидальности на­пряжения в ТОП позволяет:

- определять ответственность субъектов за нарушение предельно допустимых значений коэффициента n-й гармонической составляю­щей и коэффициента искажения синусоидальности кривой напряже­ния;

- определять ответственность за количество электроэнергии, ка­чество которой не соответствует требованиям ГОСТа по синусоидаль­ности;

Алгоритм предлагает детерминированное решение при располо­жении источника искажения синусоидальности напряжения только в системе или только в нагрузке потребителя. Признаком наличия источников токов высших гармоник только в системе или только в нагрузке является совпадение направлений мощности гармони­ческих составляющих всего пакета кривых высших гармоник (sign P(n) = const).

1. ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электро­снабжения общего назначения. Введ. 18.06.99. - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999. - 30 с.

2. Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Ч.2. Анализ качества электрической энергии РД 153-34.0-15.501-01. Разработано научно-методическим центром ООО «На­учный центр «ЛИНВИТ». - М., 2001 - 23 с.

3. Сендерович Г. А. Методика распределения ответственности за искажение сину­соидальности в точке общего присоединения // Восточно-европейский журнал передо­вых технологий. - 2005. - № 6. - С.17-24.

Страницы:
1 


Похожие статьи

О Г Гриб - Алгоритм реализации методики распределения ответственности за искажение синусоидальности

О Г Гриб - Исследование электропотребления с учетом качества электрической энергии в сетях коммунального предприятия

О Г Гриб - Построение модели кривых силы света светильников наружного освещения городов

О Г Гриб - Система поддержки принятия решения при аварийных ситуациях в энергосистемах

О Г Гриб - Моделирование закономерностей участия субъектов в нарушении симметрии по обратной последовательности