Д.т.н. Скоробогатова В.И., Кулик Б.И.

Черниговский государственный технологический университет, Украина

Учет взаимодействия исходных параметров режима действующей электрической сети в задачах компенсации реактивной мощности

Наиболее актуальными проблемами в электроэнергетической отрасли Украины признаны две – снижение потерь мощности и электроэнергии и повышение качества электроэнергии в сетях потребителей. Эффективным способом решения этих проблем является рациональная компенсация реактивной мощности в электрических сетях потребителей, так как повышает резервные возможности энергосистемы за счет обеспечения баланса реактивных мощностей в отдельных ее узлах, снижая при этом электроэнергетические потери и затраты на сооружение и эксплуатацию сетей [1, 2].

Проблеме компенсации реактивной мощности посвящено довольно много научных и технических разработок как в Украине, так и за ее пределами, в которых сформулированы задачи исследования и предложены их решения с учетом имеющихся знаний и технических возможностей. Но до сих пор она остается нерешенной в силу того, что не удается достичь универсальной формализации в разработке математических моделей компенсации реактивной мощности, обеспечивающих приемлемое соответствие ее внешнего и внутреннего правдоподобия применительно к электрическим сетям любых параметров. Особенно остро это проявляется в решении задач компенсации реактивной мощности в действующих электрических сетях, когда энергетическое состояние изменяется стохастически и на границе балансового раздела сетей энергосистемы и потребителя (принимаемой в расчетах режимов электрической сети потребителя в качестве базисного узла) не наблюдается стационарность напряжения.

Так, при проведении энергоаудита в сетях металлургического комбината “Запорожсталь” было зафиксировано совпадение по монотонности графиков нагрузки по активной (Р(t)) и реактивной (Q(t)) мощностям на вводе секции АII ГПП М1 комбината, отсутствие между ними коррелированности (коэффициент парной корреляции составил 0,231) и наличие статистически значимой тесной прямой корреляционной связи между Q(t) и функцией напряжения |i(t)| (коэффициент парной корреляции равен 0,88) при статистически значимой, но менее тесной обратной корреляционной связи между Р(t), |i(t)| (коэффициент парной корреляции составил -0,38). В качестве оценки парной коррелированности случайных величин (в данном исследовании это Р(t), Q(t), |i(t)|) взята точечная оценка коэффициента корреляции (выборочный коэффициент корреляции). Значимость выборочного коэффициента корреляции проверялась по статистике, имеющей распределение Стьюдента, плотность которого табулирована [3].

Наличие функционально-статистических связей между составляющими электрической нагрузки Р(t), Q(t) в узлах исследуемой действующей электрической сети и между каждой из них и |i(t)| позволяет сделать заключение, что в действующих электрических сетях потребителей может иметь место информационная неопределенность начальных условий (в данном случае это базисное напряжение). Такого рода неопределенность существенно затрудняет решение задач целевого регулирования энергетического состояния действующей электрической сети, куда входит и задача компенсации реактивной мощности как технический вариант регулирования.

В то же время корректные оценки статистических связей между исходными параметрами режима действующей электрической сети позволяют построить модельные уравнения регрессии одних случайных величин на другие (функции регрессии). Имея функции регрессии, можно разработать процедуры прогнозирования энергетических состояний действующей электрической сети как при изменении нагрузки, так и при внесении регулирующих воздействий средствами искусственной компенсации реактивной мощности. Проведенные в действующих электрических сетях исследования показали, что приемлемый для практических целей результат прогнозирования энергетического состояния сети можно получить на основе парных линейных регрессионных зависимостей между исходными параметрами режима.

В настоящее время ведутся работы по формированию методологических принципов и алгоритмов прогнозирования рациональных энергетических состояний действующих электрических сетей с использованием средств искусственной компенсации реактивной мощности.

Литература:

1. Железко Ю.С., Артемев А.В., Савченко О.В. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях. – М.: ЭНАС, 2003. – 280 с.

2. Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях.– 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1986 – 168 с.

3. Математическая статистика/ Иванова В.М., Калинина В.Н. и др. – М.: Высшая школа, 1981.– 371с.