Анотація до роботи:

Гай О.В. Оптимізація кількості і місць розміщення секціонуючих пристроїв в розподільних мережах сільських регіонів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – електротехнічні комплекси та системи. – Національний аграрний університет, Київ, 2008.

Дисертація присвячена проблемі підвищення надійності електропостачання споживачів в сільських регіонах.

В дисертації розроблено науково-методичний апарат оптимізації, виконано системний аналіз та виділено основні чинники, що лежать в основі оптимізації кількості і місць розміщення секціонуючих комутаційних апаратів в розподільних мережах сільських регіонів; удосконалено та розроблено математичні моделі визначення оптимальної кількості і місць розміщення секціонуючих комутаційних апаратів при детермінованому та невизначеному типу вихідних даних; розроблено програму автоматизованого пошуку оптимальної кількості і місць розміщення секціонуючих КА.

Результати дисертаційної роботи використано в цільовій програмі і координаційному плані Міністерства аграрної політики України за темою «Розробка методів і технічних засобів підвищення надійності і ефективності сільських електричних мереж» (номер державної реєстрації 0101U001711).

У дисертації здійснено теоретичне обґрунтування і вирішення наукової задачі – підвищення ефективності і надійності електропостачання споживачів сільських регіонів за рахунок удосконалення структури і складу системи секціонування розподільних мереж на основі розробки і використання науково-методичного апарату оптимізації кількості і місць установки секціонуючих пристроїв у процесі їх вдосконалення і подальшого розвитку.

1. Огляд існуючих теоретичних підходів та певних технічних рішень до визначення місць і схеми розміщення секціонуючих апаратів в розподільних мережах сільських регіонів показав відсутність рекомендацій із застосування методів при недетермінованому типі вихідних даних; завданню питомих параметрів для всієї мережі в цілому; відсутність врахування додаткових засобів підвищення надійності (дистанційних вимірників, покажчиків пошкодженої ділянки, лінійних роз’єднувачів, засобів автоматичного введення резерву).

2. Ґрунтуючись на статистичних методах обробки інформації, побудовано найхарактерніші схеми розподільних мереж для центральних регіонів України. Базуючись на системному аналізі, виділено чинники (питома річна тривалість відключень розподільних мереж (), питомий збиток від перерв електропостачання (), активна споживана потужність електроустановок споживачів ()), що впливають на надійність електропостачання, та показано, що основною причиною аварійних відключень у розподільних мережах сільських регіонів є пошкодження елементів повітряних ліній електропередачі.

3. Показана техніко-економічна доцільність застосування в якості секціонуючих комутаційних апаратів вакуумних реклоузерів.

4. Розкрито підхід і отримано математичні моделі для визначення оптимальної кількості і місць розміщення секціонуючих КА в розподільних мережах сільських регіонів. Вирішення задачі оптимізації кількості та місць розміщення секціонуючих КА запропоновано з використанням лінійного програмування з булевими змінними. Проведено математичне обґрунтування оптимальних місць розміщення секціонуючих комутаційних апаратів в межах ділянки магістралі мережі, обмеженої двома відгалуженнями залежно від наявності раніше встановлених засобів підвищення надійності. Обґрунтована доцільність розміщення не більше трьох секціонуючих КА в схемі розподільної мережі.

5. Запропоновано математичну модель і показано приклад визначення техніко-економічної ефективності розміщення секціонуючих КА для мереж зі встановленими засобами підвищення надійності. Вказано на можливість оптимізації за двома критеріями – сумарному збитку від недовідпуску електричної енергії для мережі в цілому та часу тривалості перерв в електропостачанні конкретного споживача, що має вищий рівень значущості, який зумовлюється договором між постачальником електричної енергії та споживачем.

6. Проведена оцінка ступеня впливу різних чинників на ефективність секціонування показала, що основним параметром, який задає невизначеність, є активна споживана потужність електроустановок споживачів. Математично обґрунтовано величину середнього питомого збитку для споживачів сільських регіонів центральної зони України, яка становить y=3,67 грн/(кВт^.год), і показано необхідність індивідуального завдання питомого збитку для різних споживачів у сільському господарстві, який становить від 1,04 до 25,67 грн/(кВт^.год). На базі методів статистичної обробки інформації, характерної для центральних регіонів України, встановлено, що питома тривалість аварійних відключень становить год та кількість відмов – 1/(100^.рік^.км).

7. Обґрунтовано доцільність використання теорії нечітких множин при оптимізації кількості і місць розміщення секціонуючих КА в разі відсутності детермінованої інформації щодо параметрів розподільних мереж. Побудовано математичну модель пошуку рішення при невизначеному типі вихідної інформації, що базується на теорії нечітких відносин.

8. Обчислювальними експериментами встановлено, що результати моделювання при різних типах вихідної інформації однакові.

9. Показано, що завдяки зменшенню питомої річної тривалості відключень розподільних мереж, рівень надійності електропостачання підвищується при установці секціонуючого КА. Залежно від присутності АВР в схемі розподільної мережі розрізняють два можливих варіанти: за наявності АВР – питома річна тривалість відключення розподільних мереж зменшується при розміщенні одного КА на 50%; двох КА – 60-70%; трьох КА – 75-85%; в схемах без АВР – питома річна тривалість відключення розподільних мереж зменшується при розміщенні одного КА на 20%; двох КА – 23-27%; трьох КА – 30-35%.

10. Розроблена автоматизована система пошуку оптимальної кількості і місць розміщення секціонуючих КА дає можливість вирішувати задачу підвищення надійності розподільних мереж сільських регіонів при детермінованому і невизначеному типі вихідної інформації.

Публікації автора:

За результатами проведених у дисертаційній роботі досліджень автором опубліковано 7 друкованих праць у фахових виданнях ВАК України та отримано один деклараційний патент:

1. Буйный Р.А., Гай А.В., Сорокин А.Ю., Тисленко В.В. Новые подходы к учету надежности электроснабжения потребителей в рыночных условиях // Техническая электродинамика. Тематический выпуск “Проблемы современной электротехники”. – 2002. – №5. – С.85-88.

Здобувач приймав участь у модифікації імітаційної моделі відновлення працездатності лінії 10 кВ.

2. Козирський В.В., Гай О.В. Аналіз впливу відхилень вихідних даних на вибір оптимальної кількості секціонуючих пристроїв у розподільчих мережах // Електрифікація та автоматизація сільського господарства. – 2003. — №3. – С. 10-18.

Здобувачем проведено аналіз впливу відхилень вихідних показників на оптимальну кількість пристроїв автоматичного секціонування розподільних електричних мереж.

3. Козирський В.В., Гай О.В. Вибір оптимальної кількості секціонуючих пристроїв для розподільних мереж напругою 10 кВ // Електрифікація та автоматизація сільського господарства. – 2004. — №2. –
С. 12-20.

Здобувачем проведено пошук оптимальної схеми розміщення і числа комутаційних апаратів за умови детермінованого характеру вихідних даних.

4. Козырский В.В., Кузьменко Б.В., Гай А.В. Подход к определению мест размещения секционных коммутационных аппаратов // Електрифікація та автоматизація сільського господарства. – 2005. — №1. – С. 32-44.

Здобувачем модифіковано підхід до визначення кількості і місць установки секціонуючих комутаційних апаратів при детермінованому типі вихідних даних. Проведено пошук кількості та місць розміщення секціонуючих комутаційних апаратів для найбільш характерних розподільних мереж центральних регіонів України з використанням імітаційного моделювання та лінійного програмування з булевими змінними.

5. Козырский В.В., Кузьменко Б.В., Гай А.В. Математическая модель размещения коммутационных аппаратов в условиях рыночных отношений между электроснабжающей компанией и потребителем // Електрифікація та автоматизація сільського господарства. – 2005. — №3. – С. 40-52.

Здобувачем запропоновано методику визначення оптимальної кількості та місць розміщення секціонуючих апаратів у розподільних мережах сільських регіонів в умовах ринкових відносин між споживачем та електропостачальною компанією.

6. Гай А.В. Ущерб как фактор экономической оценки эффективности внедрения средств повышения надежности // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка. – 2005. – №37, Т.2. – С. 89-96.

Здобувачем проведено аналіз факторів, які впливають на величину збитку внаслідок перерв в електропостачанні. Обґрунтовано граничну оцінку економічної ефективності впровадження засобів підвищення надійності за умови ринкових відносин в енергетиці. Здобувачем написана особисто.

7. Гай О.В. Визначення оптимальної кількості і місць розміщення секціонуючих комутаційних апаратів в умовах невизначеності вихідної інформації // Вісник Чернігівського державного технологічного університету. Збірник – Чернігів: ЧДТУ, 2006. – № 26. – С. 244-253.

Здобувачем запропоновано математичні моделі і метод розв’язання задачі оптимізації кількості і місць розміщення секціонуючих комутаційних апаратів з використанням теорії нечітких множин в умовах невизначеності вихідної інформації. Описано можливості і принцип використання програми автоматизованої системи пошуку кількості і місць розміщення секціонуючих комутаційних апаратів. Здобувачем написана особисто.

8. Контактна система комутаційного апарата. А.с. № 67471А, Україна. МКІ Н01Н31/00/О.В. Гай, В.В. Козирський, В.А. Марчинський, О.П. Трохимець. – № 2003109001; Заявлено 06.10.2003; Опубл. 15.06.2004, Бюл. №6, 2004 р.

Здобувачем проведена розробка конструкції.