Пропонується адаптивне управління структурою оперативного обслуговування з точки зору мінімуму витрат на утримання системи оперативного обслуговування. Запропоновано методику вибору оптимальної суми витрат на пристрої автоматики і телемеханіки на підстанції. Розроблено математичну модель, яка дозволяє вибрати оптимальні кількість, вид і місця розміщення оперативного персоналу.

Анотація наукової статті з електротехніки, електронної техніки, інформаційних технологій, автор наукової роботи - Бандурин Іван Іванович


An adaptive approach is suggested to structure management of operative service with the aim of minimization of maintenance costs of the service. The technique is offered of choosing the optimal amount of expenses for automation and remote control devices on power substation. The mathematical model is developed of choosing optimal headcount, skills and disposition of operating staff.


Область наук:
  • Електротехніка, електронна техніка, інформаційні технології
  • Рік видавництва: 2010
    Журнал: Управління великими системами: збірник праць

    Текст наукової роботи на тему «Управління структурою оперативного обслуговування електричних мереж»

    ?УДК 621.311.11 ББК 31.278

    УПРАВЛІННЯ СТРУКТУРОЮ ОПЕРАТИВНОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖ

    Бандурин І. І.1

    (Псковський державний політехнічний інститут,

    Псков)

    Пропонується адаптивне управління структурою оперативного обслуговування з точки зору мінімуму витрат на утримання системи оперативного обслуговування. Запропоновано методику вибору оптимальної суми витрат на влаштування автоматики і телемеханіки на підстанції. Розроблено математичну модель, яка дозволяє вибрати оптимальні кількість, вид і місця розміщення оперативного персоналу.

    Ключові слова: оперативне обслуговування, підстанція, телемеханіка, пристрої автоматики, електрична мережа.

    1. Введення

    Для забезпечення надійності, безпеки і економічності енергоустановок в кожній енергосистемі має бути організовано оперативне управління [15]. Під оперативним обслуговуванням (ГО) електроустановки розуміється комплекс робіт з ведення необхідного режиму роботи електроустановки; виробництва перемикань, оглядів обладнання; підготовці до проведення ремонту (підготовки робочого місця, допуску); технічному обслуговуванню устаткування, передбаченому посадовими і виробничими інструкціями оперативного персоналу [12].

    1 Іван Іванович Бандурин, асистент (Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.). 252

    Обсяги ГО залежать від технічного стану обладнання і визначаються завданням забезпечення надійності електричних мереж. Згідно [14], на всіх стадіях проектування розвитку енергосистем з відповідним ступенем конкретизації рекомендується враховувати наступні питання:

    S організації ремонтно-експлуатаційного обслуговування (сервісні служби та ін.);

    S оснащення засобами диспетчерського та технологічного управління;

    S забезпечення стійкості паралельної роботи енергосистем;

    S використання засобів релейного захисту та протівоава-рійное автоматики;

    S оснащення автоматичними системами управління;

    S оснащення АСКОЕ.

    При розробці питань організації ремонту, технічного та оперативного обслуговування електромережних компаній враховуються такі вихідні дані [11]:

    S форма і структура ремонтно-експлуатаційного обслуговування і оперативно-диспетчерського управління підстанціями (ПС);

    S технічні засоби для ремонтно-експлуатаційного обслуговування і оперативно-диспетчерського управління ПС.

    Проведений критичний аналіз існуючих систем ГО електричних мереж 6-110 кВ показав, що, як правило, при проектуванні розвитку енергосистем не розробляється питання оптимальної організації системи ГО.

    Сьогодні в Росії спостерігається зростаючий інтерес до інтенсивно розвивається в останнє десятиліття у всьому світі напрямку науково-технологічного інноваційного перетворення електроенергетики на базі нової концепції Smart Grid. Державні структури в більшості країн розглядають Smart Grid як ідеологію національних програм розвитку електроенергетики, компанії-виробники

    обладнання та технологій - як перспективну основу оптимізації бізнесу, енергетичні компанії - як базу для забезпечення стійкої інноваційної модернізації своєї діяльності [6].

    Розвиток методів оптимізації і способів управління системою ГО електричної мережі є важливим завданням, яке потрібно вирішити для забезпечення клієнто-орієнтованого підходу в концепції Smart Grid. Тому актуальною є задача оптимальної організації системи ГО електричних мереж і управління її структурою.

    2. Огляд літератури

    З літератури відомий ряд методик [1-3, 8, 9] вирішення даного завдання.

    В [1] запропонована методика вибору оптимальної системи

    ГО електричних мереж 6-330 кВ, в тому числі, і при можливих обмеженнях. Методика дозволяє аналізувати стан існуючих систем ГО електричних мереж, оцінювати можливості системи ГО в різних екстремальних ситуаціях і розробляти заходи щодо її вдосконалення. До недоліків запропонованої методики можна віднести складність в складанні математичної моделі. Це пов'язано з тим, що всі можливі варіанти суб'єктів обслуговування d [M] і відповідні їм плани обслуговування X [M, N] повинні бути враховані в математичній моделі. Так, наприклад, мінімальне число варіантів суб'єктів обслуговування для однієї ПС дорівнюватиме 5, а для 10 ПС мінімальне число варіантів суб'єктів обслуговування вже дорівнюватиме 510 »107.

    В роботі [2] представлена ​​більш досконала методика. Методика дозволяє оптимізувати структуру системи експлуатації мережевого підприємства на основі статистичної інформації про надійність його роботи. Недоліком методики є те, що не враховуються такі форми ГО електричних мереж, як чергування електромонтера на дому і обслужи-

    вання вимог засобами телемеханіки і автоматики (ТМіА).

    В роботі [8] запропонована методика вибору оптимальної кількості бригад ОВБ. Для обгрунтування збільшення числа ОВБ слід зіставити скорочення недоотпуск електроенергії, що досягається при збільшенні числа оперативно-виїзних бригад (ОВБ), з додатковими витратами на утримання ОВБ. Описана вище методика може бути застосована тільки для мереж 6-10 кВ, де обслуговування електроустановок здійснюється, як правило, тільки ОВБ. Для мереж 35-110 кВ потрібні спеціальні методики, що враховують їх особливості.

    Роботи [3, 9] присвячені оптимізації складу працюючих агрегатів електростанцій та вибору оптимальної системи оперативно-диспетчерського управління електростанції. Тому вони мають обмежену сферу застосування.

    У зв'язку з зазначеними недоліками існуючих методик актуальною залишається розробка більш досконалої методики організації оптимальної системи ГО електричних мереж 35-110 кВ і управління її структурою.

    3. Потоки вимог по оперативному обслуговуванню електричних мереж

    У систему ГО електричних мереж надходять вимоги (заявки) з боку електричної мережі. Відповідно до характеру виконуваних робіт, а також по способу і строків подачі заявки в систему ГО електричних мереж, заявки підрозділяються на наступні види: планові, строкові, непланові, невідкладні і аварійні.

    Планові - заявки на роботи, що виконуються відповідно до затверджених місячними планами, складеними на підставі річного плану ремонту обладнання або графіками технічного обслуговування пристроїв релейного захисту та автоматики (РЗА) і протиаварійної автоматики (ПА).

    У разі появи дефекту або відмови переклад обладнання з одного оперативного стану в інше оформляється чотирма видами заявок:

    термінові - заявки для проведення непланового, невідкладного та аварійного ремонту, необхідність в якому виникла в процесі експлуатації, або в процесі аварійного відключення повітряних ліній (ПЛ), обладнання, пристроїв РЗА і ПА;

    непланові - заявки на роботи, відсутні в затвердженому річному і місячному плані ремонтів, необхідність в яких виникла в процесі експлуатації;

    невідкладні - заявки на невідкладні роботи для підвищення (відновлення, стабілізації) експлуатаційних характеристик обладнання, що вимагають термінового відключення для запобігання непрогнозованого знизити ефективність його роботи, здатних привести до пошкодження і подальшого аварійного відключення ПЛ, обладнання, пристроїв РЗА і ПА;

    аварійні - заявки на роботи, що виконуються на ПЛ і обладнанні, що відключилися дією захистів і автоматики або відключених оперативним персоналом енергооб'єкта відповідно до вимог виробничих інструкцій.

    Так як дані чотири види заявок мають випадковий характер появи, то математичної основний опису процесу ГО може бути теорія ймовірностей і теорія масового обслуговування (ТМО). В якості основних показників системи ГО електричних мереж, відповідно до [13], виберемо наступні:

    • інтенсивність потоку вимог 1 (1 / ч.),

    • інтенсивність обслуговування вимог / л (1 / ч.).

    Під інтенсивністю потоку вимог 1 розуміється кількість вимог в одиницю часу. Інтенсивність потоку вимог 1 не є постійною, вона має яскраво виражену сезонну складову. З огляду на нестаціонарність потоку вимог, завдання аналізу вхідного потоку можна вирішувати для певного інтервалу часу функционирова-

    ня системи ГО, в межах якого можна прийняти параметр потоку постійним. Для кожного такого відрізка часу може проводитися аналіз роботи системи ГО.

    Нехай функція потоку 1 = ДО неперервна на відрізку [а; Ь] і ДО > 0. Фігура, обмежена графіком АВ функції 1 = ДО, прямими г = а, г = Ь і віссю Ог (рис. 1), називається криволінійної трапецією. З геометричної точки зору певний інтеграл від неотрицательной функції чисельно дорівнює площі відповідної криволінійної трапеції.

    Мал. 1. Розбиття функції потоку вимог на інтервали

    Розіб'ємо відрізок [а; Ь] довільним чином на п нерівних відрізків. Число відрізків розбиття п вибираємо виходячи з виду графіка функції потоку 1 = ДО потоку таким чином, щоб в межах кожного відрізка можна було наближено вважати параметр потоку постійним. При цьому приймемо значення потоку на кожному відрізку постійним і рівним математичному очікуванню М [х] функції потоку Ю на інтервалі ЛГК. Твір М [1 (ЛГК)] • ЛГК дорівнює площі прямокутника з основою ЛГК = - 1 і висотою М [1 (ЛГК)], а сума

    ЕМ [1 (Л4)] • ЛГК є площа ступінчастою фігури (зображеної на рис. 4).

    Для оцінки якості розбиття відрізка [а; 6] введемо параметр точність розбивки s як різниця між площею криволінійної трапеції і площею ступінчастою фігури:

    s = J Xdt -] ГМ 1 (Dtk)] • Dtk.

    a k = 1

    Очевидно, що точність розбивки s залежить від кількості інтервалів розбивки п відрізка [а; 6]. Чим більше п, тим менше Dtk і тим ближче площа ступінчастою фігури до площі криволінійної трапеції, а, отже, і вище точність розбивки.

    Таким чином, завдання визначення меж інтервалів Dtk для заданої кількості інтервалів n зводиться до мінімізації параметра точності розбивки s:

    6 п

    J Xdt - ^ M [1 (Dtk)] • Dtk ® min .

    a k = 1

    Інтенсивність обслуговування / л одного вимоги одним обслуговуючим пристроєм визначається зі співвідношення:

    1

    (1) т = -,

    to6

    де to6 - середній час обслуговування одного вимоги одним обслуговуючим приладом.

    Середній час обслуговування to6 - одна з найважливіших характеристик обслуговуючих приладів, яка визначає пропускну здатність всієї системи. Час обслуговування одного вимоги to6 - випадкова величина, яка може змінюватися в великому діапазоні. Випадкова величина повністю характеризується законом розподілу. На практиці найчастіше приймають гіпотезу про показовому законі розподілу часу обслуговування. Показовий закон розподілу часу обслуговування має місце тоді, коли щільність розподілу різко спадає зі збільшенням часу t. Наприклад, коли основна маса вимог обслуговується швидко, а тривалий обслуговування зустрічається рідко.

    Наявність показового закону розподілу часу обслуговування встановлюється на основі статистичних спостережень. При показовому законі розподілу часу обслуговування ймовірність події, що час обслуговування триватиме не більше ніж г, дорівнює Роб (г) = 1 - ^.

    Аналіз вхідного потоку вимог в системі ГО електричних мереж дає можливість планувати і виконувати його обслуговування з максимальною ефективністю.

    4. Постановка завдання

    У систему експлуатації сучасних підприємств електричних мереж входять пристрої ТМіА. Кожна енергоустановки пред'являє потоки вимог, які повинні обслуговуватися. Обсяги потоків вимог суттєво залежить від типів і кількості обладнання на об'єктах (підстанціях, розподільної мережі і т. Д.). Потік вимог на обслуговування розподіляється між обслуговуючими приладами. Обслуговуючими приладами є оперативний і ремонтний персонал, а також пристрої ТМіА (рис. 2).

    Обсяг функцій автоматики, телемеханіки, оперативного та ремонтного персоналу встановлюються місцевими інструкціями [10].

    Види ГО ПС 35 кВ і вище можуть бути наступними:

    ^ ГО місцевим оперативним персоналом;

    ^ ГО оперативно-виїзними бригадами (ОВБ).

    За ОВБ закріплюється автомашина, обладнана радіозв'язком для можливості обслуговування підстанцій (ПС) в закріпленій за нею зоні. Зона обслуговування ОВБ може встановлюватися в широких межах.

    Вимоги на обслуговування

    Оперативний і ремонтний персонал

    Обслужених вимоги Рис. 2. Функціональна схема обслуговування вимог

    ГО місцевим оперативним персоналам може бути організовано в такий спосіб:

    ^ Чергування на підстанції двох електромонтерів в зміні;

    ^ Чергування на підстанції одного електромонтера (ДЕ) в зміні;

    ^ Чергування на дому одного електромонтера (ДЕ на дому) в зміні.

    Чергування електромонтерів на ПС організується цілодобово. При ГО виконуються: оперативні перемикання, підготовка робочих місць і приймання їх після закінчення робіт, усунення дрібних несправностей, огляди устаткування і т.д.

    Пристрої й апаратура телемеханіки підрозділяються за типом і виконуваних функцій. Умовно в енергосистемах оснащеність пристроями телемеханіки визначається чотирма рівнями:

    1. телеуправління і телесигналізація;

    2. телесигналізація;

    3. виклична телесигналізація;

    4. відсутність пристроїв телемеханіки.

    Види пристроїв телемеханіки, систем збору і передачі інформації різноманітні.

    Автоматизація ПС у всьому світі отримала останнім часом великий розвиток завдяки застосуванню нової техніки

    на основі мікропроцесорів. Завдяки цьому може бути істотно підвищена надійність і ефективність функціонування енергосистем, продуктивність праці оперативного персоналу.

    Ефективна робота електричних мереж істотно залежить від виробничих витрат, ефективності використання встановленого обладнання, виконання заходів щодо забезпечення надійності та безпеки.

    Аналіз технологічних порушень показує, що в числі причин, що знижують надійність енергосистем і електричних мереж, мають місце причини, пов'язані з функціонуванням системи ГО [7]. Дія факторів, що знижують надійність електричних мереж, може бути скомпенсировано або ослаблене за рахунок вибору відповідної «конструкції» системи ГО. Наприклад, при відсутності пристроїв телемеханіки або відмову їх функції виконуються персоналом.

    Запропоновано модифікований принцип побудови системи ГО електричних мереж і механізм його адаптації до умов, що змінюються, які представлені структурною схемою рис. 3.

    Мал. 3. Структурна схема адаптивного управління ефективністю системи ГО електричних мереж

    Регулятор структури системи ГО отримує інформацію про роботу системи ГО від блоку збору і аналізу інформації. Регулятор оцінює ефективність роботи і витрати на систему ГО і здійснює зміни структури системи ГО при необхідності.

    Алгоритм управління структурою ГО представлений на рис. 4.

    Мал. 4. Блок схема алгоритму управління структурою ГО

    Для роботи регулятора потрібна розробка методів аналізу і синтезу оптимальної структури системи ГО з точки зору мінімуму витрат на систему ГО.

    5. Оптимальна завантаження обслуговуючого приладу

    Вимоги на обслуговування в основному носять випадковий характер. Тому повне завантаження обслуговуючого приладу недопустима, інакше середня довжина черги буде нескінченно зростати. Знайдемо оптимальне завантаження обслуговуючого приладу.

    У загальному випадку час знаходження вимоги в системі масового обслуговування:

    t = t +1

    смо про оч '

    де tos - час обслуговування вимоги, годину; tm - середній час очікування в черзі вимоги, годину.

    Завдання визначення tm вирішена з використанням методів теорії масового обслуговування. Для цього вихідну неоднорідну навантаження зведемо до еквівалентної (з точки зору завантаження системи) однорідної.

    Це зведення включає наступні перетворення вихідних параметрів (припускаємо, що всі вхідні потоки є найпростішими):

    П

    1) 1 = Xl - інтенсивність об'єднаного потоку требо-

    i = 1

    ваний, 1 / год;

    П {Я- 1

    2) т = 1 / X ~ - інтенсивність обслуговування об'єд-

    i = 1 V m 0

    ненного потоку вимог, 1 / год.

    Обслуговуючий прилад обслуговує вимоги відповідно до принципу FIFO, т. Е. «Перший прийшов, першим пішов».

    Середня довжина черги Ьоч вимог для системи масового обслуговування з нескінченним часом очікування [13]:

    (2) Ьоч = ~ Г ~ ,

    1 - Р

    де р = - - коефіцієнт завантаження обслуговуючого приладу

    т

    вимогами.

    Середній час очікування в черзі ^ ч, знаходимо за формулою Літтла:

    (3) tш = - .

    Знайдемо таку р, щоб інтенсивність обслуговування з урахуванням часу очікування дорівнювала інтенсивності вимог. Тоді все що надійшли за період часу t вимоги будуть обслужені.

    За визначенням маємо:

    11 1

    (4) Мсмо = ~ + ~ 1 = -.

    смо про оч | _ t

    ~ 1оч

    т

    Вирішимо рівняння (4), для цього підставимо в (4) замість toч

    (3), а замість Ьоч (2). В результаті отримаємо, що таке можливо при коефіцієнті завантаження обслуговуючого приладу р< 0,5.

    6. Методика вибору оптимальних витрат на пристрої телемеханіки і автоматики на підстанції

    Коефіцієнт завантаження оперативного персоналу вимогами р - найважливіший параметр ПС. При зниженні коефіцієнта завантаження оперативного персоналу р зменшуються витрати на ГО ПС, але, одночасно, ростуть капітальні витрати на влаштування ТМіА.

    Скорочення витрат на ГО ПС може бути досягнуто за рахунок застосування різних засобів, які можна розділити на дві групи. До першої групи (рис. 5, а) відносяться заходи зменшують інтенсивність потоку вимог -: посилення ізоляції, використання більш надійного обладнання і т. П. Друга група заходів (рис. 5, б) - застосування вуст-

    ройств виявлення місця пошкодження, використання пристроїв телемеханіки і т. п. - впливає на зміну середнього часу обслуговування одного вимоги. І, отже, згідно (1) друга група заходів впливає і на інтенсивність обслуговування / л одного вимоги.

    Визначення оптимального коефіцієнта завантаження р оперативного персоналу знаходимо за допомогою цільової функції мінімуму приведених витрат З2:

    де ЗПС - наведені витрати на обслуговування ПС, ЗТМіА -наведені капітальні витрати на влаштування ТМіА.

    Витрати на ПС залежать то виду ГО. При обслуговуванні ПС ОВБ, витрати складаються з витрат на обслуговування вимог (Зоб), витрат на доставку ОВБ (Здост) і витрат на шкоду оплачувану споживачеві (У), а при обслуговуванні її ДЕ, складаються тільки з витрат на обслуговування вимог і збитків оплачуваної споживачеві :

    а) ^ ек X б) М-ек М-

    Мал. 5. Залежність приведених витрат від: а - інтенсивності вимог; б - інтенсивності обслуговування вимог

    (5) З-І _ ЗПС + 3

    Витрати на обслуговування вимог також залежать то виду

    ГО. При обслуговуванні ПС ОВБ витрати на обслуговування вимог прямо пропорційні коефіцієнту завантаження вимогами ОВБ з боку ПС. Чим менше коефіцієнт завантаження вимогами ОВБ з боку ПС, тим більша кількість ПС може бути обслужено ОВБ. Таким чином, витрати на обслуговування розподіляються між усіма ПС пропорційно їх коефіцієнту завантаження вимогами ОВБ. При обслуговуванні ПС ДЕ або ДЕ на дому, витрати на обслуговування вимог постійні і практично не залежать від коефіцієнта завантаження вимогами ОВБ.

    РПС

    Зоб ОВБ 12 | до см | З1ОВБ

    рхпс

    Зоб_ ДЕ 12 | ксм | З1 ДЕ ,

    Зоб_ ДЕ _ на _ дому 12 ксм З1 ДЕ _ на _ дому ,

    де ксм - коефіцієнт змінності; Зще, ЗЩе_на_дому, Зювб - щомісячні витрати на утримання ДЕ, ДЕ на дому і ОВБ, руб .; РПС - коефіцієнт завантаження ОВБ вимогами з даної ПС; Р ^ ПС - сумарна коефіцієнт завантаження ОВБ вимогами з усіх обслуговуваних нею ПС.

    Витрати на доставку ОВБ залежать від частоти виїздів ОВБ на ПС і витрат на 1 годину роботи машини ОВБ:

    З = 2 • З -Я-Г • Г

    дост 1год рік дост '

    де З1час - витрати на утримання однієї машини ОВБ, руб / год; Я - інтенсивність потоку вимог, 1 / год; ^ Рік - кількість годин в році, год; tдост - час доставки ОВБ з бази на ПС, годину. Витрати на шкоду оплачувану споживачеві:

    Я

    У = до • с • Р • (-

    у Кав г рік ?

    т

    де кав - коефіцієнт аварійних вимог; С0 питома величина збитку, руб. / кВт-год; / Т - інтенсивність обслуговування

    вимоги, 1 / год; Р - середня потужність одного приєднання ПС, кВт.

    Витрати на ТМіА:

    ЗТМіА (ЛТ) = (е + а ам) |к (1, m),

    де ААМ - щорічні витрати на амортизацію і поточний ремонт пристроїв ТМіА; Е - нормативний коефіцієнт економічної ефективності капітальних вкладень; К - капітальні витрати на влаштування ТМіА, руб.

    Мінімуму цільової функції (5) буде відповідати деяка економічна 1ЕК або / Пек в залежності від того, захід якої групи проводилося. Далі за відомою

    1ЕК (ПЕК) визначаємо оптимальні витрати на влаштування ТМіА. Вибір коефіцієнта завантаження оперативного персоналу аналогічний вибору перетину проводів і кабелів по економічній щільності і економічним інтервалах [5]. Тому в загальному випадку доцільно будувати кілька кривих ЗТМіА для обладнання різних фірм і знаходити оптимальне рішення методом економічних інтервалів.

    7. Методика вибору оптимальної кількості, виду та місця розміщення оперативного персоналу

    Для визначення виду ГО необхідно знати оптимальну кількість ДЕ, ДЕ на дому і ОВБ. Математична модель будується на основі функції річних витрат на ГО і обмеження на завантаження вимоги обслуговуючого приладу (таблиця 1).

    Річні витрати на систему ГО визначаються за формулою:

    Згод = 12 | (З1 ДЕ | ПДЕ + З1 ДЕ _ на _ дому 'ПДЕ _ на _ дому +

    + З1ОВБ ПОВБ) + ЗТМіА + З1машіна ^ машин _год + У,

    де ПДЕ, ПДЕ_на_дому, Повб - кількість ДЕ, ДЕ на дому і ОВБ, (машін_год - сумарний час роботи всіх машин ОВБ в рік, годину.

    Цільова функція по мінімуму витрат на систему ГО без урахування збитку виглядає як

    П

    Згод = 12 * ксм '(З1ДЕ' Е ХДЗі + і = 1

    п т

    (6) + З1 ДЕ_ на_ дому * Е ХД3_на_домуі + ЗЮВВ * Е .Уу) +

    і = 1 У = 1

    п т

    + З1час * ЕЕ'1 * ^ рік * 2 * дсті, у * ХОВБі, у ® тіп •

    і = 1 у = 1

    Таблиця 1. Обмеження цільової функції

    обмеження Опис

    ХОВБ /, у, ХДЕ_на_дому {, ХДЕг-, Уу - бінарні змінні Змінні можуть набувати значень або 0, або 1

    т Е ХОВБ и у + ХДЕ на дому, + ХДЕ, = 1 у = 1 Для кожної ПС повинен бути обраний тільки один з обслуговуючих приладів

    у Хі ЛІ у ЛІ Бі 1 до Мїї Обмеження для індикаторної змінної

    П Е А, у | ХОВБ и у? 0,5; і = 1 АДЕ и • ХДЕ и? 0,5; АДЕ на дому и * ХДЕ на дому и? 0,5 Завантаження ОВБ, ДЕ і ДЕ на дому вимогами не повинна бути більше 0,5

    де Хдег, Хде_На_дому1, х-овбц - змінні плану обслуговування, а у - індикаторна змінна.

    11, якщо / -а ПС обслуговується ДЕ,

    ДЕ '10, інакше.

    x

    Г 1, якщо / -а ПС обслуговується ДЕ,

    'Дому / | г \

    - 1 10, інакше.

    | 1, якщо / -а ПС обслуговується j-ой ОВБ, [0, інакше.

    У} =

    1, якщо хОЩ} > про,

    0, інакше.

    Методика знаходження рішення цільової функції (6) полягає в наступному:

    1. Записуємо цільову функцію (6) і обмеження (таблиця 1) для конкретного завдання.

    2. Наводимо цільову функцію та обмеження до наступного вигляду:

    де I-, Ь і'ед - вектора, А і Аед - матриці, і х - рішення, яке повинно бути бінарним вектором, т. е. його елементами можуть бути числа, які приймають значення 0 або 1.

    3. Рішення х отримуємо за допомогою методів лінійного дискретного програмування. Рішення х також може бути отримано за допомогою стандартних математичних пакетів, наприклад функції bintprog програми Мапа [4].

    8. Методика вибору оптимальної структури оперативного обслуговування

    Нехай існує деякий безліч Про Державний бюджет 1 ^, ..., йк} допустимих варіантів структури ГО, де до - кількість варіантів. Нехай / -й варіант структури має вартість споруди До Потрібно вибрати оптимальний варіант структури ГО так, щоб мінімізувати вартість споруди і витрати на

    A • x < b,

    Цільова функція: fTx ® min, обмеження < Aeq • x = beq,

    x бінарний,

    обслуговування об'єктів. При цьому термін окупності проекту дорівнює T.

    Цільова функція по мінімуму дисконтованих витрат на систему ГО має наступний вигляд:

    k T

    (7) XXa (Kht + 3 ^ dht + y ^ dht) • dt ® min, i = 1 t = 1

    де at - коефіцієнт дисконту; Kit - капітальні витрати на систему ГО при i-му варіанті в році t, руб; Згоди - витрати на систему ГО при i-му варіанті в році t, руб; Догоди - збиток, оплачувану споживачеві при i-му варіанті системи ГО в році t, руб.

    Таким чином, завдання вибору оптимальної структури ГО зводиться до пошуку такого варіанту структури ГО d, для якого дисконтовані витрати були б мінімальними.

    Алгоритм вибору оптимального варіанта структури ГО полягає в наступному:

    1. Визначаємо оптимальні витрати на систему ГО для ПС для i-го варіанта і роки t за допомогою (5);

    2. Визначаємо оптимальні витрати на систему ГО для i-го варіанта і роки t за допомогою (6);

    3. Визначаємо повні дисконтовані витрати для i-го варіанта;

    4. Вибираємо оптимальний варіант структури ГО, який має мінімальні дисконтовані витрати (7).

    9. Висновок

    Запропоновано модифікований принцип побудови системи ГО електричних мереж і механізм його адаптації до умов, що змінюються. Розроблені математичні моделі дозволяють визначити оптимальний варіант структури ГО за критерієм мінімуму витрат на систему ГО.

    Так як вимоги в основному носять випадковий характер, то коефіцієнт завантаження обслуговуючого приладу вимогами не повинен перевищувати 0,5.

    література

    1. БІЙЦІВ Ю .А., ВАСИЛЬЄВ А.П. Рішення завдання раціональної організації системи оперативного обслуговування електричних мереж // Проблеми енергетики. Казанський державний енергетичний університет. - 2008. - № 1-2. - С. 40 - 45.

    2. ВАСИЛЬЄВ А.П., папки Б.В., КАРАБАНОВ А.А. Оптимізація структури і оцінка ефективності системи експлуатації обладнання електричної мережі // Завдання надійності систем енергетики для суб'єктів відносин у енергетичних ринках: Зб. статей -К .: Знання України, 2007. - Вип. 57. - С. 204 - 211.

    3. ГАЙІБОВ Т.Ш. Оптимізація складу працюючих агрегатів електростанцій кусочно-лінійною апроксимацією нелінійних залежностей // Електричні станції - 2009. - №5. - С. 32 - 37.

    4. ДЬЯКОНОВ В., КРУГЛОВ В. Математичні пакети розширення MATLAB. Спеціальний довідник. - СПб .: Пітер. - 2001 - С. 376 - 379.

    5. Ідельчик В.І. Електричні мережі і системи. - М .: Вища школа. - 1989. - С. 263 - 274.

    6. КОБЕЦЬ Б.Б., ВОЛКОВА І.О. Smart Grid - Концептуальні положення // Енергоринок. - 2010. - №3 (75) -С. 67 - 72.

    7. МІСРІХАНОВ М.Ш., Назарич АН., ТАДЖІБА-ЕВ А.І. та ін. Аналіз експлуатаційної надійності обладнання електричних мереж // Методичні питання дослідження надійності великих систем енергетики: Збірник наукових праць - М .: Н. Новгород. -2010. - Вип. 58 - С. 75 - 84.

    8. ЗОРІН ВВ., Тисленко ВВ., КЛЕППЕЛЬ Ф., АДЛЕР Г. Надійність систем електропостачання, К .: Вища шк., Головне вид-во. - 1984. - С. 173 - 175.

    9. ПИЛИПЕНКО Г.В. Вибір оптимальної системи оперативно-диспетчерського управління електростанції // Енергетик. - 2008. - №10. - С. 34 - 35.

    10. Правила технічної експлуатації електроустановок споживачів. «НЦ ЕНАС», М .: 2005 (621.3, П-683). -З. 14 - 15.

    11. Додаток до наказу ВАТ «ФСК ЄЕС» від 13.04.2009 № 136, норми технологічного проектування підстанцій змінного струму з вищою напругою 35750 кВ (НТППС). - С. 5 - 6.

    12. РД 153-34.0-03.150-00, Міжгалузеві правила по охороні праці (правила безпеки) при експлуатації електроустановок. - М. - 2001. - С. 6.

    13. Саакян Г.Р. Теорія масового обслуговування: Текст

    лекцій [Електронний ресурс]. - Режим доступу:

    http: //window.edu.ru/window_catalog/pdf2txt? p_id = 23374 (дата звернення: 01.03.2010).

    14. СО 153-34.20.118-2003 (Методичні рекомендації з проектування розвитку енергосистем », - М: ФГУП НТЦ" Промислова безпека ". - 2006. - С. 4.

    15. Федеральний закон "Про електроенергетику": зібрання законодавства РФ, 31 березня 2003 №13, ст. 1177. -М .: Изд. «Юридична література». - 2003. - С. 2951 -2995.

    STRUCTURE MANAGEMENT

    FOR OPERATIVE SERVICE OF ELECTRIC NETWORKS

    Ivan Bandurin, Pskov State Polytechnic Institute, Pskov, assistant (Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.).

    Abstract: An adaptive approach is suggested to structure management of operative service with the aim of minimization of maintenance costs of the service. The technique is offered of choosing the optimal amount of expenses for automation and remote control

    devices on power substation. The mathematical model is developed of choosing optimal headcount, skills and disposition of operating staff.

    Keywords: operational service, power substation, remote control, automation devices, power grid.

    Стаття представлена ​​до публікації членом редакційної колегії О. П. Кузнєцовим


    Ключові слова: ОПЕРАТИВНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ / ПІДСТАНЦІЯ / телемеханіки / ПРИСТРОЇ АВТОМАТИКИ / ЕЛЕКТРИЧНА МЕРЕЖА / OPERATIONAL SERVICE / POWER SUBSTATION / REMOTE CONTROL / AUTOMATION DEVICES / POWER GRID

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити