Перспективы внедрения АСКУЭ в АО «Янтарьэнерго»

1.2.3.4. Перспективы внедрения АСКУЭ в АО «Янтарьэнерго»

В АО «Янтарьэнерго» создана «Автоматизированная система контроля и учета энергии и мощности АО «Янтарьэнерго»» на основании приказа РАО «ЕЭС России» от 23.08.95 года № 381 «О создании автоматизированных систем контроля и учета электро и теплоэнергии (АСКУЭ) и дальнейшем развитии их а РАО «ЕЭС России» и приказа «Севзапэнерго» от 26.11.95 года № 181 «О создании автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) в ОЭС «Севзапэнерго».

Многоуровневая интегрированная АСКУЭ АО «Янтарьэнерго» предназначена для осуществления эффективного автоматизированного коммерческого и технического учета и контроля производства, распределения и потребления энергии и мощности в ОЭС «Севзапэнерго». Цель создания АСКУЭ ОЭС «Севзапэнерго» является обеспечение точной,

достоверной и легитимной информацией всех видов учета энергии и мощности на всех уровнях управления ОЭС, включая межгосударственные взаиморасчеты, взаимозачеты на оптовом рынке энергии и мощности (ОРЭМ) и расчеты между энергоснабжающими организациями и потребителями на розничных рынках энергии и мощности.

В настоящее время в АО «Янтарьэнерго» установлена система учета и контроля потребления мощности и энергии на напряжении 330 кВ на подстанции «Советск». Имеется четыре электронных счетчика, установленных в цепи трансформатора напряжения на линиях: 325, 326, 447 и в цепи обходного выключателя, сумматор и источник независимого питания, разработанные фирмой «Ландыш и Гир». Информация со счетчиков поступает в диспетчерскую службу энергосбыта, где и происходит обработка результатов.

В перспективе на подстанции «Советск - 330» будут установлены счетчики на линиях: 441, 415, на автотрансформаторах и трансформаторах собственных нужд. В сети напряжением 330 кВ в Калининградской области также рассматривается вопрос об установке счетчиков на подстанциях «Центральная» и «Северная», так как они являются непосредственными поставщиками электрической энергии промышленным и бытовым потребителям Калининграда и пригородов.

Однако, в связи с достаточно тяжелым материальным положением энергетической отрасли широкое внедрение АСКУЭ на уровне промышленных и коммунально-бытовых потребителей, требующее значительных материальных затрат и необходимости решения многих технических проблем пока невозможно.

1.2.4. Проведение организационных мероприятий по повышению точности и достоверности учета электроэнергии.

Источником дополнительных погрешностей при учете электроэнергии служит низкая трудовая дисциплина некоторых работников энергообъектов. Снятия показаний счетчиков

электроэнергии производится крайне неаккуратно, требование к одновременности снятии показаний не выполняется. При монтаже приборов учета допускаются серьезные недочеты. Даже самый точный измерительный комплекс при недостаточно грамотной его эксплуатации будет служить источником значительных погрешностей.

На основе вышеизложенного можно сделать вывод о необходимости проведения организационных мероприятий по повышению дисциплины при эксплуатации измерительных приборов.

1.3. Расчетные способы повышения достоверности показаний счетчиков электроэнергии

1.3.1. Общий подход к решению проблемы

Существующие системы учета электроэнергии обладают массой недостатков. Они не позволяют получать точную, достоверную и оперативную информацию об объемах электроэнергии, распределяемых в электрических сетях и отпускаемых потребителям. Проблему повышения точности и достоверности системы сбора информации по электропотреблению можно решать путем ее технического совершенствования (замена существующих измерительных трансформаторов и счетчиков на более точные, внедрение АСКУЭ). Такой подход решает данную проблему, но он связан с значительными капиталовложениями и требует времени. Но существует и другой способ повышения точности и достоверности получаемой информации по электропотреблению.

В источнике /4/ рассматриваются возможности использования математической модели для достоверизации энергораспределения в сложной электрической системе. Такая математическая модель позволяет на основе имеющихся показаний счетчиков электроэнергии повысить точность, достоверность и надежность получения информации по потокам энергии, техническим и коммерческим потерям энергии и локализовать места этих потерь.

В основу математической модели для достоверизации энергораспределения может быть положен закон сохранения энергии. Электроснабжающие организации получают электроэнергию на высоком напряжении и с помощью своих сетей обеспечивают электроснабжение промышленных и бытовых потребителей, Все потребители оснащены счетчиками электроэнергии. Как правило, расчеты за электроэнергию производятся раз в месяц на основе показаний электросчетчиков. Естественно, что для любого отрезка времени всегда соблюдается закон сохранения энергии:

(5)

где – объем электроэнергии, подведенный к рассматриваемой сети;

– отпущенный потребителям объем электроэнергии;

– потери электроэнергии в сети.

В дальнейшем под электроэнергией будем понимать активную составляющую энергии.

Если с помощью существующих средств контроля электроэнергии произвести замеры подведенной и потребленной электроэнергии, то их разность даст общие потери, обычно называемые отчетными. Эти потери делятся на технические (потери от протекания тока и потери холостого хода) и коммерческие, характеризующие главным образом погрешности измерительной системы:

(6)

где - коммерческие потери электроэнергии;

- технические потери электроэнергии.

Предлагается способ повышения точности и достоверности информации по электропотреблению, основанный на математической обработке показаний имеющейся системы сбора информации. Основная идея такого расчетного способа лежит в использовании

закона сохранения энергии применительно ко всей энергосистеме в целом. Иными слонами, для любого временного интервала должен существовать баланс между выработанной и потребленной энергией с учетом потерь. Суть метода состоит в том, что для всех счетчиков необходимо найти расчетные значения энергии, проходящей в месте установки счетчика. Расчетное значение энергии, полученное на основании математической модели, будет отличаться от измеренного, но для расчетных значений будет соблюдаться закон сохранения энергии. Для измеренных значений закон сохранения энергии не соблюдается ввиду погрешностей системы сбора информации. Даже у очень точной системы измерений энергии будут присутствовать небалансы, которые обычно списываются на отчетные потери.

Из теории информации известно, что оценку погрешности показаний измерительных устройств целесообразно производить на основе минимизации функции взвешенной суммы квадратов ошибок измерений:

(7)

где - расчётное значение энергии i- ого счётчика;

- измеренное значение энергии i- ого счётчика;

- общее число счётчиков в схеме;

- весовые коэффициенты.

Весовые коэффициенты в (7) следует принимать обратно пропорциональными дисперсиям ошибок измерений. В связи с тем, что для большинства счетчиков их средние погрешности трудно определить или спрогнозировать, при выборе весовых коэффициентов следует использовать механизм экспертных оценок, учитывающий следующие факторы:

- класс точности измерительных трансформаторов тока и напряжения;

- класс точности самого счетчика;

- условна эксплуатации счетчика, наличие зимнего подогрева;

- дату последней поверки;

- средний объем электропотребления в месте установки счетчика.

Для точных приборов весовые коэффициенты должны быть большими, а для плохих счетчиков – малыми, но всегда положительными числами.

Следует отметить, что функция (7) должна быть дополнена условиями, обеспечивающими выполнение закона сохранения энергии.

Для простоты первоначально будем полагать, что технические потери энергии в сети отсутствуют. Схему любой электрической сети можно представить в виде графа. Линии электропередачи и трансформаторы являются ребрами этого графа, а электростанции и подстанции – узлами.

Для каждого узла схемы должен выполняться закон сохранения энергии, т.е. притекающая энергия равна вытекающей. В случае, когда для всех узлов расчетной схемы закон сохранения энергии выполняется, он будет выполняться и для всей схемы в целом, и для любого отдельно взятого ее фрагмента. В качестве условия, обеспечивающего соблюдение закона сохранения энергии, следует записать систему уравнений, в которой каждое из уравнений представляет собой первый закон Кирхгофа для расчетных потоков энергии:

(8)

где – расчетная узловая энергия;

– расчетный поток энергии по ветви;

– число узлов в рассматриваемом фрагменте схемы сети.

Таким образом, рассматриваемая задача сводится к минимизации целевой функции (7) при наличии системы ограничений - равенств (8). Используя систему (8), все узловые

параметры в целевой функции (7) можно заменить на линейные. Взяв производные от (7) по переменным и приравняв их нулю, получим систему уравнений, решение которой относительно обеспечивает минимум функции (7):

(9)

Число уравнений и число переменных в данной системе будет равна числу связей в схеме замещения сети. В правой части системы (9) присутствует вектор В, компоненты которого связаны с небалансами в измерениях энергии. Квадратная матрица С состоит из постоянных коэффициентов, являющихся линейными комбинациями весовых коэффициентов из (7). Она является слабо заполненной и отражает топологию сети. Каждое из уравнений в (9) соответствует связи i – j и содержит столько ненулевых элементов, сколько связей имеют два соседних узла i и j. Узловые оценки энергии легко находятся из (8). Полученные расчетные значения и - удовлетворяют первому закону Кирхгофа. Получающиеся разности между измеренными и расчетными значениями энергии характеризуют погрешности измерительной системы. Данные расчеты позволяют локализовать элементы сети с большими погрешностями учета электроэнергии и оценивать достоверность системы сбора информации по учету электроэнергии, не прибегая к технической проверке и диагностике отдельных счетчиков.

Изложение является упрощенной формой подхода к достоверизации энергораспределения. Далее следуют пояснения, позволяющие использовать метод для расчетов реальных энергосистем.

1.3.2.Наблюдаемость энергораспределения и связь с задачей оценки состояния режима мощностей.

Для электроэнергетики хорошо известна задача оценивания состояния установившегося режима энергосистемы по данным телезамеров или контрольного замера. Из теории оценивания известно, что режим системы может быть восстановлен (рассчитан) при достаточном объеме замеров и их правильном размещении в сети. Достоверизацию энергораспределения сложной электрической сети можно также рассматривать как задачу оценивания. В случае, когда в энергосистеме будет недостаточное число счетчиков электроэнергии, невозможно будет найти и расчетные значения потоков энергии. Такую ситуацию можно характеризовать термином «ненаблюдаемость». При оценивании состояния установившегося режима по данным телезамеров проблема ненаблюдаемости решается путем введения в целевую функцию дополнительных измерений, называемых псевдозамерами. Обычно в качестве псевдозамеров используются данные по узловым нагрузкам, полученные из контрольного замера.

Относительно задачи оценивания энергораспределения следует отметить, что проблема ненаблюдаемости для нее не так актуальна, так как во всех узлах схемы устанавливаются счетчики, контролирующие генерацию электроэнергии и ее отпуск потребителям.

Из теории оценивания известно, что уточнение расчетных величин по сравнению с замеренными (снижение погрешности измерений) возможно только при наличии избыточности измерений. Для оценки энергораспределения избыточность измерений будет появляться в том случае, если помимо всех узловых инъекций энергии будет измеряться хотя бы один переток энергии по линии электропередачи или трансформатору, соответствующему ветви в схеме замещения. Чем больше связей в сети оснащено счетчиками, тем выше будут избыточность системы измерения и точность расчетов энерго-распределения. Поэтому следует

регулярно производить снятие показаний не только расчетных счетчиков электроэнергии, но и счетчиков технического учета. С точки зрения рассматриваемой математической модели использование дублируемых измерений также повышает точность расчетов.

Введение дополнительных псевдозамеров целесообразно при наличии грубых ошибок в измерениях (заклинивание счетчика), при потере измерений и при наличии ненаблюдаемых фрагментов сети. Источником данных для получения псевдозамеров может быть контрольный замер мгновенных электрических параметров (токи, мощности, напряжения) установившегося режима. Из контрольного замера установившегося режима могут быть получены любые данные по потокам активной и реактивной мощности. В связи с этим в задаче достоверизации энергораспределения удобно от данных по энергии перейти к данным по мощностям. Такой переход весьма прост и осуществляется путем деления данных по объемам замеренной энергии на время , в течение которого данный объем энергии был зафиксирован:

(10)

Дальнейшая достоверизация измерений будет выполняться в пространстве средних мощностей. Все предшествующие рассуждения и формулы для достоверизации измерений остаются действительными и для мощностей. Точно так же как для измерений энергии не выполнялись узловые балансы, так и для полученных из (10) средних мощностей узловые балансы выполняться не будут. Восстановив расчетным способом баланс для мощностей, можно сделать обратный подход от мощности к энергии. Полученные расчетные значения потоков энергии будут удовлетворять закону сохранения энергии и первому закону Кирхгофа для каждого узла.

Таким образом, возможен переход от задачи достоверизации энергораспределения к

задаче достоверизации средних мощностей, полученных на основании показаний счетчиков электроэнергии. Достоверизация мощностей имеет глубокую степень научной и практической проработки. Одна из проблем при обработке данных счетчиков электроэнергии – неодновременность снятия их показаний. Переход к средним мощностям позволяет выполнять балансовые расчеты на основе асинхронно снятых измерений, если при снятии показаний счетчиков фиксировать время измерения. Поделив объем энергии на временной интервал его измерения, всегда можно определить среднее значение мощности, на основании которого производятся расчеты.

Следующим положительным моментом перехода к оценке средних мощностей является возможность достоверизации реактивной энергии совместно с активной. Кроме того, данные контрольного замера мощностей при обработке средних мощностей позволяют учитывать псевдозамеры узловых модулей напряжения. В результате оценки средних мощностей, получаемых на основе показаний счетчиков энергии, может быть восстановлен режим мощностей во всей схеме, т.е. могут быть получены перетоки мощности по связям, на которых счетчики энергии не были установлены. Таким образом, задача достоверизации энергораспределения сложной сети позволяет не только произвести уточнение показаний счетчиков, исходя из первого закона Кирхгофа, но и получить оценки потоков энергии во всех остальных элементах сети, в которых счетчики активной и реактивной энергии отсутствуют.

Важное значение при оценивании состояния уделяется выявлению «плохих» измерений. Известно, что один плохой замер может “испортить” множество хороших, точных, замеров. Существуют расчетные методы отбраковки плохих (ложных) замеров. С точки зрения задачи достоверизации энергораспределения выявление ложных замеров может иметь еще большее значение, так как счетчики электроэнергии подвержены частым поломкам и заклиниваниям.

Таким образом, задачу достоверизации энергораспределения можно свести к хорошо известной задаче оценки состояния установившегося режима и использовать в качестве псевдозамеров данные достоверизации контрольного замера.

Следует указать особенности задачи сценки энергораспределения по сравнению с задачей оценки установившегося режима электрической сети. Оценка установившегося режима электрической сети по данным мощностей производится для фиксированного момента времени, для которого известна топология электрической сети. На основе топологии сети определяется схема замещения, и оценивание сводится к определению лучшего режима, соответствующего текущим замерам. Оценивание режима энергораспределения предполагает рассмотрение задачи на длительных интервалах времени – неделя, месяц, квартал, год. Результатам расчетов являются потоки энергии по связям и узловые инъекции энергии, удовлетворяющие первому закону Кирхгофа. Естественно, что на длительных интервалах времени возможны изменения топологии. Такие изменения связаны с аварийными, ремонтными и эксплуатационными отключениями линий электропередачи, трансформаторов и другого оборудования. Таким образом, достоверизацию энергораспределения приходится производить в условиях неопределенности топологии электрической сети и схемы ее замещения.

Задача оценки энергораспределения на длительных интервалах времени должна решаться без учета второго закона Кирхгофа в связи с неопределенностью топологии сети. При анализе сложных энергосистем, имеющих свое структурное деление, интерес вызывают не потоки энергии по отдельным связям, в суммарные перетоки энергии между различными частями энергосистемы, т.е., перетоки по сечениям. Эти перетоки определяются не вторым, а первым законом Кирхгофа, так как они определяются суммарными балансами рассматриваемых подсистем.

Похожие работы

Разбой, как форма хищения

Скачать

206819

0

0

... . Поэтому можно сделать вывод о том, что науке уголовного права предстоит еще проделать значительный объем работы по совершенствованию уголовного законодательства. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, рассмотрев тему «Разбой как форма хищения» можно сделать следующие выводы. Прежде всего, для того, чтобы говорить о том, что в действиях лица, совершившего хищение, усматривается состав преступления, ...

Ответственность за хищения в форме мошенничества

Скачать

106353

0

0

... предусмотрена уголовным законом, виновные должны нести кроме гражданско-правовой и уголовную ответственность. Способы хищения посредством заключения фиктивных договоров самые разнообразные. В деловом лексиконе предпринимателей словами «кинуть», «бортануть» и пр. обозначаются, как правило, грубые формы мошенничества, когда сделки совершаются от имени несуществующих фирм или через подставных лиц. ...

Понятия и квалификация хищения по УК РФ

Скачать

46146

0

1

... значимость похищенного имущества для народного хозяйства, его размер в натуральном виде (вес, личество предметов и т. д.), учитываются как вспомогательный крите­рий при квалификации хищения и назначении наказания Момент окончания хищения определяется с учетом специфики отдельных форм этого преступления. Однако во всех случаях, за исключе­нием разбоя, для оконченного преступле­ния необходимо, ...

Сбыт и энергосбытовая деятельность

Скачать

93444

1

4

... быть партнерами не только в процессе купли—продажи энергии, но и в выявлении закономерностей спроса на нее. 3.2. Особенности сбыта в энергетике. Энергосбытовая деятельность Энергосбытовая деятельность - это управленческая деятельность по выработке и принятию управленческих решений, обеспечивающих эффективные продажи произведенной энергоснабжающей организацией энергии потребителям (абонентам). ...