Автоматизированный алгоритм установки реклоузеров в распределительных сетях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автоматизированный алгоритм установки реклоузеров в распределительных сетях

Наумов О.В., Мамзин Р.Р.

Аннотация

Реклоузер -- устройство автоматического управления и защиты воздушных линий электропередач на основе вакуумных выключателей под управлением специализированного микропроцессора. Для нахождения мест установки реклоузеров, соответствующих оптимальному значению индекса SAIFI, был использован генетический алгоритм. Получен алгоритм выбора мест установки реклоузеров в распределительных сетях, соответствующих оптимальному значению индекса SAIFI. Предложенный алгоритм позволяет учесть наличие участков сети, как с радиальной, так и кольцевой топологией, а также электроснабжение схемы от нескольких источников питания. Разработанная методика позволяет определить места установки реклоузеров в электрической сети, ведущих к наибольшему сокращению частоты отключения потребителей.

Ключевые слова: реклоузер, распределительные электрические сети, надёжность электроснабжения потребителей, интегральные показатели надёжности, оптимизация, генетический алгоритм.

Abstract

Recloser is a device for automatic control and protection of overhead power lines based on vacuum switches controlled by a specialized microprocessor. A genetic algorithm was used to find the recloser installation sites corresponding to the optimal value of the SAIFI index. An algorithm for selecting recloser installation locations in distribution networks corresponding to the optimal value of the SAIFI index is obtained. The proposed algorithm allows us to take into account the presence of network sections, both with radial and ring topology, as well as the power supply of the circuit from several power sources. The developed technique makes it possible to determine the installation locations of reclosers in the electrical network, leading to the greatest reduction in the frequency of disconnection of consumers.

Keywords: recloser, distribution electric networks, reliability of power supply to consumers, integrated reliability indicators, optimization, genetic algorithm.

реклоузер распределительный сеть электропередача

В эру неоспоримого технологического прогресса и стремительного развития энергетических систем, обеспечение стабильности и эффективности распределительных сетей становится первостепенной задачей Настоящая научная статья посвящена разработке и апробации автоматизированного алгоритма установки реклоузеров в распределительных сетях, направленного на улучшение процессов управления, сокращение времени вмешательства и повышение надежности энергетических систем. Реклоузер - это автономное устройство, предназначенное для отключения и повторного включения цепи. Самые первые реклоузеры появились ещё в 40-х годах XX века. В России в 1991 году разработаны комплектные распределительные устройства К-102 и К-108 - первые пункты секционирования с вакуумным выключателем ВВ/TEL. Помимо задачи повышения надёжности электроснабжения, внедрение реклоузеров ведёт к качественному повышению уровня автоматизации и управления электрическими сетями.

Выполняет функции:

- Оперативные переключения в распределительной сети;

- Автоматическое отключение поврежденного участка;

- Автоматическое повторное включение линии;

- Автоматическое выделение поврежденного участка;

- Автоматическое восстановление питания на

неповрежденных участках сети;

- Автоматический сбор информации о параметрах режимов работы сети.

Реклоузер применяется для:

- Для повышения надежности линий электропередач 6 (10) кВ, обеспечение защиты электротехнического оборудования на ответвлении сети;

- Технического и коммерческого учета энергии;

- Автоматическая локализация повреждений и подача резервного питания;

- Секционирования линий с односторонним и двухсторонним питанием;

- Сетевого резервирования воздушных линий;

Плавки гололеда.

Реклоузеры функционально схожи с комплектными распределительными устройствами наружной установки (КРУН). Однако некоторые особенности реклоузеров позволили их выделить в отдельный класс: компактность реклоузеров позволяет размещать их на опорах ЛЭП; сконструированы как необслуживаемые устройства, то есть они могут работать годами без присутствия человека; реклоузеры имеют алгоритм работы, позволяющий им ликвидировать повреждения, вызванные самоустраняющимися причинами. Стоит заметить, что они снабжаются собственной системой релейной защиты и автоматики; применение аккумуляторных батарей позволяет реклоузеру и внешним дополнительным устройствам получать питание на протяжении длительного срока эксплуатации при потере основного источника питания; реклоузер имеет собственные датчики тока и напряжения. Упрощённые расчёты показывают оценку эффекта от капитальных вложений, в котором видно, что по сравнению с вариантом замены всех линий новыми, в 12 раз выгоднее реконструировать существующие фидера только с применением реклоузеров. Явным преимуществом использования реклоузеров стало заметное снижение затрат на эксплуатационные расходы и уменьшение недоотпуска электроэнергии. Средний срок их окупаемости в «Татэнерго» составляет 7,5 лет.

Использование реклоузеров позволяет уменьшить затраты как за счёт снижения эксплуатационных расходов на содержание оборудования, так и за счёт снижения стоимости недоотпущенной электрической энергии.

В рамках данного исследования предпринимается попытка не только поднять планку эффективности установки реклоузеров, но и задействовать передовые технологии для оптимизации работы сетевых структур. Эта работа ставит своей целью проложить путь к будущему, где автоматизация играет ключевую роль в обеспечении устойчивости и эффективности распределительных сетей, открывая новые горизонты для развития современной энергетики."

В данной статье мы провели исследования внедрения автоматизированного алгоритма основанном на выборе оптимального режима работы распределительных сетей в соответствии с индексом SAIFI (англ. System Average Interruption Frequency Index). Реализация алгоритма осуществлялась в программе MATLAB. Изучение существующих проблем в установке реклоузеров выявило потребность в инновационных подходах. Наш алгоритм не только существенно сокращает время установки, но и обеспечивает повышенную точность и надежность процесса. Проведенные тесты подтвердили эффективность и применимость разработки в реальных условиях.

Внедрение реклоузеров позволяет:

- Создать автоматически управляемую сеть.

- Оптимизировать режимы работы сети.

- Снизить затраты на обслуживание сети.

- Снизить недоотпуск электроэнергии, а соответственно повысить надежность электроснабжения.

- Получать необходимый объем информации для принятия оперативных и плановых решений.

- Повысить технический уровень эксплуатации распределительных сетей. Реализовать современные принципы построения, управления и автоматизации распределительных сетей.

В заключение следует отметить, что данное исследование не только представляет важный вклад в область автоматизации распределительных сетей, но также предоставляет ценные практические рекомендации для специалистов, работающих в сфере технического обслуживания и управления распределенными энергетическими системами.

Литература

1) Воркунов О.В. Автоматизированная система учета расхода электрической энергии и контроля показателей ее качества

2) Г.Ф. Галимова // Современные тенденции развития науки и мирового сообщества в эпоху цифровизации, Ростов-на-Дону, 10 июня 2023 года. - Махачкала: Общество с ограниченной ответственностью "Издательство АЛЕФ", 2023. - С. 109-111..

3) Князева Ю.В. Выбор конфигурации схемы электрической сети с применением реклоузеров / Ю.В. Князева, Д.М. Валиуллина // Электрические сети: надежность, безопасность, энергосбережение и экономические аспекты: Материалы международной научно-практической конференции, Казань, 22 апреля 2022 года / Редколлегия: В.В. Максимов (отв. редактор) [и др.]. - Казань: Казанский государственный энергетический университет, 2022. - С. 170-178.

Размещено на Allbest.ru