Введение
1 Анализ проблем управления и развития систем электроснабжения с активными промышленными потребителями 23
1.1 Основные особенности современных систем электроснабжения и их перспективные структурные преобразования 23
1.2 Тенденции, принципы и технологии перспективных централизованных и децентрализованных систем управления электроснабжением . 37
1.3 Задачи, принципы и методы разработки систем управления электроснабжением с активными промышленными потребителями . 47
1.3.1 Задачи работы 47
1.3.2 Объект и субъект управления 49
1.3.3 Управляющие воздействия 51
1.3.4 Цели управления . 53
1.3.5 Методическое и законодательное обеспечение принятия решений 56
1.4 Подход к принятию решений при автоматическом управлении системами электроснабжения с активными потребителями при использовании стандарта МЭК 61850 58
1.5 Выводы по главе . 62
2 Применение статистических методов распознавания режимов электрической сети в интеллектуальной релейной защите и автоматике систем электроснабжения 64
2.1 Вводная часть 64
2.2 Основные понятия статистических методов распознавания 66
2.3 Принципы распознавания режимов электрической сети . 69
2.3.1 Критерий Байеса . 70
2.3.2 Критерий Неймана-Пирсона 74
2.3.3 Критерий Вальда 75
2.4 Применение многопараметрического пространства при распознавании режимов 79
2.4.1 Применение многопараметрического пространства измерений для увеличения чувствительности защиты . 79
2.4.2 Применение многопараметрического пространства для увеличения надежности устройства защиты 83
2.5 Определение уставок автоматики и релейной защиты, основанных на статистических критериях распознавания 84
2.6 Получение статистики по характерным режимам на имитационных моделях электросети с заданными параметрами для обучения защиты 98
2.6.1 Определение законов распределения для допустимых режимов с помощью имитирования случайного графика нагрузки с заданными параметрами 98
2.6.2 Особенности выбора закона распределения допустимого режима для защит, основанных на статистическом подходе 106
2.6.3 Определение законов распределения для аварийных режимов 109
2.7 Многогипотезные задачи распознавания режимов 110
2.8 Пример расчета различных вариантов защиты, основанной на статистических принципах, и оценка их эффективности 118
2.9 Выводы по главе 126
3 Построение системы интеллектуальной релейной защиты и автоматики сети электроснабжения 129
3.1 Вводная часть 129
3.2 Обеспечение селективности срабатывания многопараметрических защит, основанных на статистических принципах 130
3.3 Применение статистических принципов релейной защиты в сетях с многосторонним питанием 136
3.4 Разработка формальных методов согласования совокупности всех защит электросети, основанных на традиционных или статистическом принципах 138
3.4.1 Формализованное матричное представление совокупности защит сети и их зон 138
3.4.2 Автоматический расчет уставок и обеспечение селективности децентрализованных многопараметрических защит формальным графоаналитическим способом 144
3.4.3 Автоматический расчет уставок децентрализованных многопараметрических защит для обеспечения селективности с защитами традиционного типа 147
3.4.4 Автоматическая проверка селективности защит произвольного типа и контроль эффективности работы защит сети 148
3.5 Дифференциально-логический принцип защиты сети 148
3.5.1 Дифференциально-логический принцип распознавания режимов 148
3.5.2 Пример распознавания режима участка сети с помощью дифференциального принципа и статистических методов 156
3.5.3 Дифференциально-логический метод для распознавания отказа измерительного преобразователя тока 162
3.5.4 Распознавание отказа выключателя 165
3.6 Децентрализованная и централизованная автоматика ввода резерва 166
3.6.1 Статистические методы распознавания режимов для децентрализованной автоматики ввода резерва . 166
3.6.2 Принципы централизованной автоматики ввода резерва 170
3.7 Оценка эффективности распознавания режимов релейной защитой . 172
3.7.1 Оценка общей эффективности функционирования релейной защиты 172
3.7.2 Традиционная оценка чувствительности защиты 174
3.7.3 Оценка эффективности распознавания режимов защитой с помощью объектной характеристики 175
3.7.4 Оценка эффективности распознавания режимов защитой с помощью вероятностных критериев 175
3.7.5 Интегральный критерий для оценки эффективности распознавания режимов защитой по количеству информации (энтропии) 181
3.8 Пример расчета вариантов системы защит участка электрической сети электроснабжения и их эффективности 187
3.9 Стандартизация функций защиты и автоматики, их логических узлов и величин по МЭК61850 197
3.10 Выводы по главе 200
4 Применение агрегативного моделирования и эквивалентирования производственных систем активных потребителей для оценки последствий регулирования и отказов электроснабжения 203
4.1 Вводная часть 203
4.2 Анализ существующих методов оценки последствий отказов электроснабжения потребителей 204
4.2.1 Макромоделирование систем потребителей . 205
4.2.2 Агрегативное моделирование систем потребителей . 209
4.3 Математическая агрегативная модель производственных систем . 213
4.4 Задачи агрегативного моделирования и их решение 221
4.5 Применение метода агрегативного моделирования. Классификация агрегативных моделей 225
4.6 Определение эквивалентов потребителей электроэнергии по последствиям отказов электроснабжения 227
4.6.1 Эквиваленты потребителей электроэнергии по последствиям отказов электроснабжения . 227
4.6.2 Понятие отказа точки питания 229
4.6.3 Учитываемые параметры отказа точки питания 231
4.6.4 Пример получения эквивалента потребителя по последствиям отказов 232
4.7 Выводы по главе . 236
5 Разработка подходов и методов управления системами электроснабжения с «активными потребителями» 238
5.1 Вводная часть 238
5.2 Принципы формирования класса активных потребителей . 239
5.2.1 Проблема активных потребителей 239
5.2.2 Обзор текущего уровня исследования проблемы активных потребителей 246
5.2.3 Предлагаемый подход к выявлению класса «аварийно-активных потребителей» 248
5.3 Поиск управляющих воздействий на аварийно-активных потребителей при частичных отключениях с заблаговременным уведомлением . 250
5.4 Поиск управляющих воздействий для оптимизации нормального режима электропотребления активных потребителей . 258
5.5 Архитектура централизованной автоматической системы управления режимом систем электроснабжения с использованием производственных резервов активных потребителей 267
5.6 Разработка схемы реализации концепции «аварийно-активный потребитель» в части надежности электроснабжения 271
5.6.1 Разработка схемы взаимодействия субъектов электроэнергетики по надежности 271
5.6.2 Пример расчета эффективности схемы договорных отношений по обеспечению надежности электроснабжения 281
5.6.3 Алгоритм практической реализации схемы взаимодействия субъектов электроэнергетики по надежности 284
5.7 Выводы по главе . 294
6 Метод определения рациональных вариантов управления нагрузкой аварийно-активных потребителей для ликвидации аварийной ситуации в энергосистеме 297
6.1 Вводная часть 297
6.2 Разработка базовых критериев эффективности управляющего воздействия на потребителей 299
6.3 Схема отбора рациональных вариантов отключения нагрузки 302
6.4 Разработка рабочих критериев эффективности управляющего воздействия на потребителей 308
6.5 Алгоритм реализации разработанного метода . 312
6.6 Определение эффективности предложенного метода и затрат на его реализацию 319
6.7 Пример реализации метода и расчет фактической эффективности 321
6.8 Распределение величины отключаемой мощности между аварийно-активными потребителями при групповом отключении 332
6.9 Применение статистического подхода для адаптации автоматики отключения нагрузки, графиков отключений к фактической нагрузке отключаемых фидеров . 338
6.10 Выводы по главе 344
7 Разработка интеллектуальных электронных устройств для автоматической системы управления электроснабжением с активными промышленными потребителями и перспективных алгоритмов их работы 346
7.1 Вводные замечания 346
7.2 Разработка аппаратной части интеллектуальных электронных устройств 346
7.2.1 Назначение и область применения интеллектуальных электронных устройств 346
7.2.2 Условия эксплуатации интеллектуальных электронных устройств 347
7.2.3 Внешний вид и технические характеристики интеллектуальных электронных устройств 348
7.3 Разработка программной части интеллектуальных электронных устройств 356
7.3.1 Характеристики программного обеспечения интеллектуальных электронных устройств 356
7.3.2 Программное приложение «Редактор схем» 357
7.3.3 Моделирование работы интеллектуальных электронных устройств 359
7.4 Проверка функционирования интеллектуальных электронных устройств 360
7.4.1 Проверка срабатывания образца интеллектуального электронного устройства автоматики электроснабжения по данным моделирования 360
7.4.2 Проверка срабатывания образца интеллектуального электронного устройства автоматики электроснабжения по данным реальных осциллограмм аварийных отключений в сети 366
7.4.3 Преимущества разработанных интеллектуальных электронных устройств автоматики электроснабжения 371
7.5 Разработка перспективной системы автоматизированного управления электроснабжением с активными промышленными потребителями по критериям надёжности . 372
7.8 Выводы по главе . 376
Основные результаты диссертационной работы . 378
Статьи автора, опубликованные в рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК 382
Другие основные работы автора по теме диссертации 384
Библиографический список 390
Приложение 1. Акты внедрения 419
Приложение 2. Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ и патенты 429
Приложение 3. Применение схемы реализации концепции «активный потребитель» в части надежности электроснабжения в условиях рыночной электроэнергетики 434
Приложение 4. Разработка системы показателей надежности электроснабжения . 447
Приложение 5. Комплекс методов повышения надежности электроснабжения активных потребителей при автоматизированном управлении системами электроснабжения 462
Приложение 6. Список основных базовых показателей надежности 469
Приложение 7. Формы для сбора и обработки первичной информации для оценки уровня надежности 489
Приложение 8. Пример формы для оценки уровня надежности . 496
