Оптимизация режимов работы городской электрической сети 0,38 кВ

Задачей распределительных сетей является бесперебойное обеспечение
потребителей электрической энергией нормированного качества. Основными
показателями качества электроэнергии являются: напряжение, частота, коэф-
фициент мощности [1]. В нормальном установившемся режиме работы эти по-
казатели должны удовлетворять требованиям ГОСТа, ПУЭ и ПТЭЭП, также
должно выполняться равенство произведенной и потребленной энергии. Одна-
ко зачастую, показатели качества электроэнергии и потери мощности отлича-
ются от нормативных значений, что может привести к недоотпуску электро-
энергии, а также возникновению аварийных ситуаций [2].
Для определения параметров сети, а также обнаружения возможных
«слабых» мест в сети необходимо произвести расчет установившегося режима.
Анализируя результаты расчета режимов можно определить список возможных
мероприятий по увеличению надежности и снижению потерь мощности и элек-
троэнергии.
Распределительные сети Томска проектировались и строились с перспек-
тивой роста нагрузки предприятий, однако в связи с высоким уровнем стоимо-
сти аренды земли в городе, произошло перемещение промышленной зоны в
пригород, либо на окраины города. В свою очередь это привело к уменьшению
потребления электроэнергии (по величине мощности) и снижению загрузки
оборудования распределительных сетей и подстанций города. Кроме того, из-за
преобладания однофазной нагрузки, наблюдается нессиметрия токов и напря-
жений в узлах сети.
Проблемы оптимальной загрузки оборудования, снижения потерь мощ-
ности и уровня несимметрии в городских электрических сетях рассматривались
в работах А.В. Деда [3], В.Э. Воротницкого [4,9], Ю.С. Железко [5], М.И. Фур-
санова [6], Д.Е. Делепова и Т.Е. Тюндина [7], Н.В. Савина и Ю.В. Мясоедова
[8], О.Б. Кисель, А.И. Вольдек , В.Я. Майер, M.E. Baran и F.F. Wu [9], A. Mo-
hamed Imran и M. Kowsalya [10], E. S. Ibrahim [11], Dong-Li Duan [12], Ralph E.
[13], Osmo Siirto [14], Wei Wei, Jianhui Wang [15], Abdelaziz M. [16], Dezani H.
[17], Guerrero M., Francisco G. Montoya [18] и др. Описанные в данных работах
подходы и другие подобные мероприятия помогут усовершенствовать режимы
работы сети, улучшить пропускную способность линий и значения показателей
качества электрической энергии, снизить потери мощности и, возможно, приве-
сти к увеличению надежности энергоснабжения.
Объект исследования – участок городской электрической распредели-
тельной сети 0,4-10 кВ г. Томска.
Цель работы – оценка эффективности научно-технических решений по
оптимизации режимов работы участка городской системы электроснабжения на
основе современных программно-аппаратных средств.
Для достижения поставленной цели будут решаться следующие задачи:
1. Исследование рациональной загрузки электрического оборудования
и отключение его части (отключение одного из двух параллельно работающих
трансформаторов).
2. Оптимизация мест размыкания линии 10 кВ с двусторонним пита-
нием.
Научная новизна работы:
Оценка значимости решения оптимизационных сетевых задач при изме-
нении условий эксплуатации (конфигурации) городской распределительной
электрической сети.
Практическая ценность. Предложенные мероприятия позволят:
 Снизить технические потери в городских распределительных элек-
трических сетях, возникающие при передаче ЭЭ;
 Повысить качество электроснабжения коммунально-бытовых по-
требителей.
Методы научных исследований. Для решения поставленных задач ис-
пользовались методы: математического и компьютерного моделирования, ме-
тоды оптимизации, метод узловых потенциалов, генетические алгоритмы.
Апробация работы и публикации. Основные положения магистерской
диссертации докладывалось на Всероссийской научно-технической конферен-
ции «Борисовские чтения».