Введение
1. Анализ современного состояния систем электроснабжения сельскохозяйственных потребителей и обоснование задач исследования 17
1.1 Генезис задач выбора оптимального варианта развития сети при обеспечении требуемого уровня надежности электроснабжения 17
1.2 Общее состояние систем электроснабжения сельских районов 18
1.3 Анализ технического состояния сельских распределительных сетей 10 – 0,4 кВ 20
1.4 Потери электроэнергии при её передаче как индикатор эффективности функционирования сети и сетевой компании 22
1.5 Классификация потерь на основе семисотовой структуры. Отчётные потери в распределительных сетях 24
1.6 Уровень относительных потерь электроэнергии в электрических сетях России и других стран. Анализ и опыт снижения 29
1.7 Исторический аспект оптимизации потерь в электрических сетях как фактора их эффективности 36
1.8 Современное состояние качества электроэнергии в распределительных сетях 10 - 0,4 кВ 38
1.9 Вопросы электробезопасности как системы организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей 46
1.10 Принципы моделирования процессов в техносфере. Энергоэнтропийная концепция опасностей 54
1.11 Проблемы, лежащие в плоскости законодательной, правовой и нормативных отношений 67
1.12 Цель и задачи исследования 69
2 Методологические принципы и теоретические основы усовершенствования построения системы сельского электроснабжения 72
2.1 Основные понятия и принципы построения системы (Ч-СЭСП-С) на основе энергоэнтропийной концепции техногенной опасности 72
2.2 Функционально-морфологический анализ модели "Человек – Система электроснабжения сельских потребителей – Среда" (Ч-СЭСП-С) 75
2.3 Критерии обобщенной эффективности системы Ч–СЭСП–С 79
2.4 Синергический эффект факторов эффективности. Системный эффект (эмерджентности) 82
2.5 Теоретические основы техногенных рисков опасности электроустановок потребителей 92
2.6 Риски электроустановок. Виды рисков и их классификация 96
2.7 Концепция приемлемого риска применительно к системам электроснабжения сельскохозяйственных потребителей 102
2.8 Риск как количественная оценка опасности электроустановки.Математическая модель техногенного риска 107
2.9 Интегрированный риск электроустановки – комплексный показатель техногенной опасности 108
2.10 Концепция стоимости жизни человека и принципы оценки ущерба от электротравматизма 111
3 Моделирование и оценка интегрального риска электроустановок 122
3.1 Основные подходы к анализу интегрированного риска систем электроснабжения сельскохозяйственных потребителей 122
3.2 Алгоритм управления рисками систем электроснабжения сельскохозяйственных потребителей 127
3.3 Моделирование опасных техногенных ситуаций в системах электроснабжения сельскохозяйственных потребителей 137
3.3.1 Модель функционирования систем электроснабжения сельскохозяйственных потребителей с точки зрения безопасности 137
3.3.2 Моделирование рисков методом "дерево риска отказов" 140
3.3.3 Построение алгоритма оценки и моделирование рисков опасностей человеко-машинной системы "Ч–СЭСП–С" с применением марковских процессов 146
3.3.4 Применение качественных экспертных методов вероятности аварий «Что будет, если...?» («What - if?») и проверочного листа («Check List») 152
3.3.5 Качественные и количественные возможности определения степени опасности методом «Анализ опасности и работоспособности» («Hazard and Operability Study» - HAZOP) 158
3.3.6 Методика применения метода «Анализ вида и последствий отказов» («Failure Modeand Effects Analysis» - FMEA) 1 3.3.7 Анализ вида, последствий и критичности отказа («Failure Mode, Effectsan Critical Analysis» - FMECA) 165
3.3.8 Логико-графические методы анализа опасности и оценки риска: «дерево событий» («Event Tree Analysis» - ETA) 167
3.3.9 Анализ «дерева отказов» («Fault Tree Analysis» - FTA) 169
3.4 Оценка состояния электрических проводок административно бытовых зданий 173
3.5 Проблема неопределённости при анализе рисков 181
3.6 Основы и механизмы управления рисками СЭСП 189
4 Обобщение методов оптимизации системы сельского электроснабжения 196
4.1. Анализ применяемых методов оптимизации. Математическая постановка задачи
4.1.1 Детерминистический метод оптимизации 197
4.1.2 Метод неопределённых множителей Лагранжа 199
4.2 Решение оптимизационных задач в системах электроснабжения сельскохозяйственных потребителей 201
4.2.1 Оптимизация технических потерь электроэнергии в распределительных сетях 10-0,4 кВ путем адаптации обобщённого показателя экономичности – экономической плотности тока 201
4.2.2 Решение оптимизационных задач распределения компенсирующих устройств в системах электроснабжения сельскохозяйственных потребителей 211
4.2.2.1 Оптимальное распределение заданной суммарной мощности компенсирующих устройств между потребителями радиальной схемы электроснабжения 112
4.2.2.2 Оптимальное распределения заданной мощности компенсирующих устройств в магистральной схеме электроснабжения 214
4.2.2.3 Определение мощности компенсирующих устройств из условия минимума суммарных затрат 217
4.3 Вероятно-статистический метод оптимизации 220
4.4 Поиск оптимальных решений при антагонистической игре 222
4.5 Многокритериальная оптимизация в условиях неопределённости 227
4.5.1 Проблемы многокритериальности в свете теории нечетких множеств 228
4.5.2 Математическая формализация частных критериев с помощью функций принадлежности (желательности) 229
4.5.3 Частные критерии в форме функции принадлежности (при наличии интервальных и нечетко-интервальных аргументов) 234
4.5.4 Формирование функций желательности на основе экспертных оценок (гипернечеткие частные критерии) 239
4.5.5 Агрегирование частных критериев 241
4.6. Ранжирование частных критериев в условиях неопределенности в задачах принятия решений 246
4.6.1 Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии 250
4.6.2 Построение иерархических систем обобщенных критериев на примере выбора района электрических сетей (РЭС) для реализации мероприятий по снижению потерь 254
5 Методология расчета обобщённой эффективности функционирования систем электроснабжения сельскохозяйственных потребителей 260
5.1 Обоснование подходов многокритериальной оценки на основе теории нечётких множеств 260
5.2 Формирование причинно-следственной диаграммы 262
5.2.1 Обоснование факторов первого и второго порядка 263
5.2.2 Формализация частных критериев на основе функций желательности 268
5.3 Разработка методики многокритериальной оценки эффективности функционирования распределительных сетей 10-0,4 кВ на основе функций желательности 272
5.4. Проверка адекватности модели 275
5.5 Мониторинг надёжности сетей, качества электроэнергии и режимных характеристик 277
6. Разработка методов и технических средств повышения эффективности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей 279
6.1 Влияние реактивной мощности на экономические и технические характеристики сельских распределительных сетей 279
6.1.1 Обоснование необходимости компенсации реактивной мощности в распределительных сетях систем сельского электроснабжения 281
6.1.2 Порядок расчета потребления реактивной мощности и места установки компенсирующих устройств 283
6.1.3 Расчет мощности компенсирующих устройств и выбор места их размещения в системе электроснабжения действующих предприятий агропромышленного комплекса 285
6.1.4 Повышение энергоэффективности сельских линий 10 кВ за счет применения компенсирующих устройств 287
6.1.5 Исторический аспект компенсации реактивной мощности 290
6.1.6 Энергосистема и потребитель. Конфликт и пути решения 292
6.2 Способы улучшения качества электроэнергии 295
6.2.1 Несинусоидальность в системе сельского электроснабжения 295
6.2.2 Влияние вентильного преобразователя на питающую сеть в аспекте электромагнитной совместимости 296
6.2.3 Моделирование влияния искажающих воздействий. Выбор параметров фильтрокомпенсирующих устройств 298
6.3 Обеспечение энергоэффективности за счет доставки потребителям только «полезной» энергии для выполнения их функциональных задач 302
6.3.1 Реконструкция понятия «полезного отпуска» в электрических распределительных сетях 304
6.3.2 Технологии «гибких линий электропередач» (FACTS - flexible alternative current transmission system)
6.4 Определение коммерческих потерь в сетях 0,4 кВ электроснабжения многоквартирного жилого дома 309
6.5 Стратегия развития существующих сельских распределительных сетей 10 - 0,4 кВ с учетом потерь энергии 312
6.6 Принципиальная схема системы сельского электроснабжения, дифференцированная по уровням напряжения 318
6.6.1 Существующие представления системы сельского электроснабжения (системы электроснабжения сельских районов) 318
6.6.2 Иерархическая четырёхуровневая схема электроснабжения сельскохозяйственных потребителей 321
6.6.3 Определение задач на каждом уровне и анализ узких мест 326
6.6.4 Анализ электротравматизма и определение рисков на различных уровнях сельского электроснабжения 329
6.6.5 Применимые методы энергосбережения и повышения энергоэффективности 331
Заключение 334
Библиографический список
