Мониторинг системы электроснабжения мегаполиса на основе объектно-ориентированной графовой модели

• Автор: Дмитриев, Степан Александрович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 174 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗАДАЧ МОНИТОРИНГА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

1.1 Анализ состояния систем энергоснабжения города с учетом обеспечения требований к надежности электроснабжения потребителей

1.2 Анализ информационной среды электросетевого предприятия

1.3 Постановка задачи мониторинга.

1.4 Выводы

2 РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОЙ СТРУКТУРЫ ИНФОРМАЦИИ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ.

2.1 Принципы организации информации.

2.2 Основные определения и задачи формирования структурной организации данных о сети.
2.3 Многоуровневый подход.
2.4 Определение структуры хранения информации о сети
2.5 Объекты и их классы в информационной структуре
2.6 Атрибуты и структура реестра объектов ЭС
2.7 Выводы
3 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ МОНИТОРИНГА НА ОСНОВЕ ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКОГО МЕТОДА
3.1 Операции преобразования исходного графа ЭС.
3.1.1 Формирование схемы ПС.
3.1.2 Формирование схемы ЭЭС
3.1.3 Формирование массива данных телеметрии
3.2 Оценка режимов и параметров работы ЭС.
3.2.1 Определение числа групп связности графа ЭС.
3.2.2 Определение резерва мощности
3.2.3 Определение нагрузочной способности силовых трансформаторов.
3.2.4 Расчет распределения потоков в радиальной ЭС
3.2.5 Задача о максимальном потоке в сложнозамкнутой электрической сети
3.3 Оценка износа силовых трансформаторов
3.4 Выводы.
4 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННЫЕ РАСЧЕТЫ.
4.1 Описание ПК
4.1.1 Общие сведения и назначение.
4.1.2 Основные возможности.
4.1.3 Выполнение электроэнергетических расчетов
4.2 Оценка режима работы и износа изоляции силовых трансформаторов.
4.2.1 Расчет теплового режима трансформатора
4.2.2 Определение резерва мощности трансформатора
4.2.3 Доступ к данным ОИК
4.2.4 Учет температуры окружающей среды
4.2.5 Определение износа изоляции и остаточного срока службы силового трансформатора
4.3 Оценка состояния электрооборудования и определение режима работы сети 6 0,4 кВ.
4.3.1 Расчет сетей до 1 кВ
4.3.2 Определение резерва мощности ТПРП на основе суммарных расчетных нагрузок потребителей.
4.3.3 Генерация схем распределительные сети 6 кВ районов ЭС
4.4 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ГЛОССАРИЙ
ПРИЛОЖЕНИЯ.
Приложение А Классы объектов ЭЭС структура
множества
Приложение В Алгоритм построения файла преемников
Приложение В Алгоритм нахождение максимального
потока.
Приложение Г Функции получения данных из ОИК
Диспетчер
Приложение Д Алгоритм проверки связности.
Приложение Е Классификация потребителей.
Приложение ЖРезультат мониторинга РП9
Приложение И Основные возможности ПК.
ВВЕДЕНИЕ
Назначением систем электроснабжения городов является обеспечение электроэнергией всех технологических процессов коммунальнобытовых, промышленных, транспортных и других потребителей, расположенных на их территориях. В зависимости от размера города для питания потребителей должна предусматриваться соответствующая система электроснабжения. Для крупных городов, имеющих современные и рационально выполненные электрические сети ЭС, характерно комплексное использование различных классов напряжения. Такая система электроснабжения включает в себя сети 0 кВ, связанные с сетями 0 0 кВ энергосистемы. Для электроснабжения основной массы потребителей используются распределительная сеть РС 6 кВ и сеть общего пользования 0,4 кВ.
Деятельность современного электроснабжающего городского предприятия базируется на информационных системах, с помощью которых производится решение следующих задач оперативное и диспетчерское управление системами электроснабжения выполнение оценки перспективного развития сетей и систем определение резерва мощности, рассмотрение заявок на подключение новых потребителей или изменение установленной мощности подключенных, обслуживание и ремонт электрооборудования все виды анализа процессов функционирования предприятия ведение договоров, управление человеческими, финансовыми и материальными ресурсами и т.д Данные системы предназначены для поддержания качественного и гарантированного электроснабжения потребителей.
Актуальность


Диссертационная работа содержит четыре главы, заключение, список литературы, список условных сокращений, глоссарий и приложения. Библиография включает наименования. В первой главе Информационное обеспечение задач мониторинга и проектирования электроэнергетических систем представлена характеристика текущей ситуации в распределительных сетях. Выполнен анализ достоверности методов диагностики, применяемых в настоящее время. Кроме того, приведено описание существующих информационных комплексов ИК, установленных в ЕЭСК, и их проверка на наличие и доступность информации для автоматизированного применения в системе мониторинга. Проведена классификация исходных данных, где весь массив был разбит на три основные группы справочную, условнопостоянную и временную информацию. Рассмотрены аспекты оптимального хранения и поиска данных электрической сети. В третьей главе Разработка принципов мониторинга на основе графоаналитического метода рассмотрены вопросы формирования методической и алгоритмической базы для реализации задач мониторинга. Сформированы подходы к анализу технического состояния электрооборудования. Проведена адаптация разработанной концепции к следующим методам расчетов проверке связности, определению резерва мощности, нахождению режимных характеристик и т. Мониторинг режимных параметров осуществляется на основе авторских алгоритмов построения файла преемников и системы моделирования режимов СМР. В четвертой главе Программная реализация и опытнопромышленные расчеты приведено описание программного комплекса, построенного на базе сформулированной концепции. Реализованные подходы мониторинга основываются на агрегации имеющейся информации, способствующей повышению точности и достоверности итогового результата. В комплексе выполнена программная реализация общепринятых методов анализа кабельных сетей, расчета нагрузочных характеристик и определения резерва мощности. ПК ориентирован на принцип визуального ввода исходных топологических, режимных и нормативносправочных данных. В ПК реализована возможность накопления информации о состояниях объектов ЭС. В заключении приведены основные результаты, полученные в работе, и сформулированы направления дальнейших исследований. Классы объектов ЭЭС. Алгоритмы топологического анализа и определения потокораспределения нагрузок в электрической сети. Коэффициенты, учитывающие совмещение максимумов нагрузки различных типов потребителей. Результаты мониторинга сетей 0,4 кВ ПС Октябрьская ОАО ЕЭСК. Реализация агоритмов формирования объектов на основе внутренних структур с учетом топологической связности и иерархического многоуровневого представления сети. Описание основных функций ПК. Работа выполнена на кафедре Автоматизированные электрические системы электротехническом факультете Уральского государственного технического университета УПИ. Она полностью соответствует научному направлению кафедры в области моделирования и управления процессами функционирования сложных электроэнергетических систем. Настоящая работа была выполнена при постоянной творческой поддержке и опоре на накопленный научный и творческий потенциал коллектива кафедры АЭС. Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю д. Бартоломею Петру Ивановичу и научному консультанту к. Кокину Сергею Евгеньевичу за общее руководство, постоянное внимание и конструктивное содействие. Автор признателен сотрудникам кафедры, а также всем кто взял на себя труд и предоставил свои замечания по содержанию и оформлению работы. Целью представленной работы является разработка концепции автоматизированной системы мониторинга и оценки технического состояния электрооборудования с учетом схемнорежимных параметров. Выполнение такой системы требует строгой систематизации информации об электрической сети. Все виды ЭС, составляющие систему электроснабжения мегаполиса, определяются набором доступных данных и оцениваются индивидуальными методами диагностики технического состояния. На сегодняшний день износ сетей по информации, предоставленной ОАО ЕЭСК, составляет более .