Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

ВОПРОСЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ СЕТЯМИ

Гащенко И.А. 1
1 Воронежский институт высоких технологий
В статье проводится анализ возможностей управления электрическими сетями. При управлении электрическими сетями можно делают привязку по энергетическим объектам к некоторым подразделениям, производящим обслуживание. Если объекты большие, то процессы обслуживания проводится при помощи нескольких территорий. Кроме этого, электрические сети могут быть закреплены при определенных производственных службах для ремонта. В ряде случаев идет разделение закрепления электросетей между территориями и производственными объединениями. Предлагается алгоритм оптимизации структуры электрической сети. Основной объем проектной деятельности, требующей автоматизации, состоит в структурном синтезе конструктивного объединения модулей в единую электрическую систему, которая способна к работе в заданных режимах. В качестве оптмизируемой функции используется функция Лагранжа, которая дает возможность перейти от задачи оптимизации, включающей целевую функцию и ограничения к задаче оптимизации без ограничений.
электрическая сеть
оптимизация
синтез
функция
1. Воронов А.А. Обеспечение системы управления рисками при возникновении угроз информационной безопасности& / А.А. Воронов, И.Я. Львович, Ю.П. Преображенский, В.А. Воронов& // Информация и& безопасность. 2006. Т. 9. № 2. С. 8-11.
2. Горбенко О.Н. О вопросах экономии электроэнергии& / О.Н. Горбенко, А.А. Рожкова& // Вестник Воронежского института высоких технологий. 2014. № 13. С. 34-37.
3. Зяблов Е.Л. Разработка лингвистических средств интеллектуальной поддержки на основе имитационно-семантического моделирования / Е.Л. Зяблов, Ю.П. Преображенский // Вестник Воронежского института высоких технологий. 2009. № 5. С. 024-026.
4. Кайдакова К.В. Об использовании энергосберегающих технологий / К.В. Кайдакова& // Вестник Воронежского института высоких технологий. 2013. № 10. С. 108-111.
5. Кульнева Е.Ю. О характеристиках, влияющих на моделирование радиотехнических устройств& / Е.Ю. Кульнева, И.А. Гащенко& // Современные наукоемкие технологии. 2014. № 5-2. С. 50.
6. Преображенский А.П. Использование многокритериального подхода при анализе системы альтернативных энергетических источников& / А.П. Преображенский // Моделирование, оптимизация и& информационные технологии. 2017. № 2(17). С. 11.
7. Секушина С.А. Характеристики способов проектирования радиоэлектронных устройств& / С.А. Секушина, А.А. Сапрыкин // Вестник Воронежского института высоких технологий. 2014. № 13. С. 96-97.
8. Черников С.Ю. Использование системного анализа при управлении организациями& / С.Ю. Черников, Р.В. Корольков& // Моделирование, оптимизация и& информационные технологии. 2014. № 2 (5). С. 16.
9. Якименко А.И. Применение современных источников энергии& / А.И. Якименко& // Международный студенческий научный вестник. 2016. № 3-2. С. 242.

Когда проводят решение задач, касающихся эксплуатации электрических сетей, то стремятся к тому, чтобы обеспечить бесперебойное снабжение потребителей энергоресурсами [2, 5, 6]. Такие условия могут быть созданы вследствие того, что проводят работы, связанные с эффективной эксплуатацией множества электрических сетей. В организационных структурах систем управления электрическими сетями следует при управлении подразделениями, обеспечить достижение основной эксплуатационной задачи [1, 4, 7]. При определении выбора требуемых структур для того, чтобы управлять электросетями, важно учитывать: величину протяженности сетей, значения текущих параметров электросетей, требующееся множество ремонтных и эксплуатационных работ.

При управлении электрическими сетями можно ориентироваться на то, какая территория, функционал или рассматривать комбинированные способы [3, 8].

В первом из подходов делают привязку по энергетическим объектам к некоторым подразделениям, производящим обслуживание. Если объекты большие, то процессы обслуживания проводится при помощи нескольких территорий. Для второго подхода электрические сети закрепляют при определенных производственных службах для ремонта. Для третьего подхода идет разделение закрепления электросетей между территориями и производственными объединениями.

Ключевыми параметрами в электросетях являются: токи, напряжения, схемы сетей, назначение сетей, потребители энергии.

Среди практически важных задач следует отметить расчет установившихся режимов в электрических сетях. Проведение расчетов установившихся режимов представляет собой основную задачу при решении совокупности различных проблем, которые связаны с осуществлением оценки надежности работы электрических сетей. Оценку характеристик можно осуществлять на основе итерационного подхода. Когда используются нелинейные модели по установившимся режимам, то возникают опасности того, что получатся неправильные начальные условия при их решении, и тогда возникающие результаты могут быть рассмотрены как сомнительные.

Могут быть использованы альтернативные источники энергии, позволяющие расширить возможности управления энергетическими ресурсами.

Электрифицированные сложные системы для первого этапа их разработок определяют необходимость не только в том, чтобы разрабатывались объектно-ориентированные процедуры, связанные с анализом и синтезом проектных решений, но и проводились работы, связанные с их исследованием и выбором с точки зрения совокупности показателей. В этом плане наиболее нацелены на решение этих проблем специализированные САПР. С другой стороны, проектирование может быть основано на применении сконструированных и апробированных на практике модулей (звеньев). Поэтому основной объем проектной деятельности, требующей автоматизации, состоит в структурном синтезе конструктивного объединения модулей в единую систему, которая способна к работе в заданных режимах.

Оптимальным решением может считаться то, которое ведет к наилучшему (максимальному) значению интегральной функции, определяющей эффективность [9]

h = (y2 + z2)/QW, (1)

здесь, y, z – параметры системы после отработки одного цикла моделирования при условии, что их изменение при моделировании начинается в точке, имеющей нулевые координаты, Q – дает количество модулей в системе, W – является количественной оценкой сложности алгоритма, связанного с управлением режимами.

Множество проектных элементов, влияющих на выбор структуры, представим в виде альтернативных переменных, принимающих значение 1 или 0.

Рассмотрим множество проектных элементов и введем альтернативные переменные на основе того, что представляем дискретные числа, которые соответствуют таким элементам, для двоичного исчисления. Введем обозначение числа модулей, которые объединяются в систему,

gash01.wmf

Тогда для двоичного исчисления получаем при N ≤ 16.

n = 1 + x1 + 2x2 + 4x3 + 8x4,

здесь gash02.wmf

При модульной сборке системы полагаем, что процесс сопряжения каждого из новых модулей с ранее подключенными должен проводиться по выбранному направлению и должна поддерживаться стыковка его первых интерфейсов с одним из свободных на любых других элементах системы, которые занимают ближайшее положение. Описание порядка соединения определяется указанием того, какое направление и место крепления очередного из элементов. Значение направление стыковки по n-му модулю ncm может принимать четыре значения (ncm = 1 – север, ncm = 2 – восток, ncm = 3 – юг, ncm = 4 – запад) и представляется через альтернативные переменные

ncm,n = 1 + x5n + 2x6n,

где gash03.wmf gash04.wmf

Номер интерфейса, выбираемого для того, чтобы стыковать n-й модуль для двоичного исчисления определяется так

nпл,n = 1 + x7n + 2x8n + 4x9n,

здесь gash05.wmf gash06.wmf

Поскольку nпл,n = 6, то для соединения используется следующее условие. Если номер интерфейса nпл,n для некоторых значений альтернативных переменных gash07.wmf больше, чем их фактическое значение в заданной стороне конструкции, тогда номером интерфейса будет значение [9]

nпл = mod(nпл/ ),

здесь mod(b/c) – является функцией определения остатка при делении целых чисел b и c.

Затем проанализируем, каким образом определяются альтернативные переменные с тем, чтобы описать параметры в периодическом законе [9]

A1 = A + Bsin(wt + j),

здесь A1 – является новым значением обобщенной координаты, A- является значением по обобщенному параметру (y или z; B – является амплитудой в периодическом колебании обобщенного параметра; необходимо, чтобы значение суммарной величины |A| + |B| не было больше, чем максимально допустимое отклонение обобщенного параметра модуля; j – показывает смещение фазы в периодическом движении. На основе настроек параметров такого закона определяются алгоритмы управления системы, подлежащей синтезу.

Будем полагать, что такие параметры могут быть охарактеризованы дискретными значениями, которые имеют соответствующие численные номера не более, чем 16. Такие номера по первому и второму обобщенному параметру представим на основе двоичного исчисления.

Обозначим вектор оптимизируемых переменных

gash08.wmf

В качестве оптмизируемой функции h(x) мы будем рассматривать функцию Лагранжа, позволяет достичь перехода от задачи оптимизации, включающей целевую функцию (2) и ограничения (3), к задаче оптимизации без ограничений

h(x,l1, l2) = f(x) + l1(ymax-|A1(x) + + B1(x)|) + l2(zmax-|A1(x) + B1(x)|).

здесь l1 ≥ 0, l2 ≥ 0 – являются неопределенными множителями функции Лагранжа.

Поскольку одновременно с проведением поиском оптимальных значений вектора x необходимо определять переменные λ1, λ2, в качестве конкурирующего варианта в оптимизационном моделировании можно указать переход к многокритериальной задаче при последующем определении весовых коэффициентов в глобальной целевой функции.

Таким образом, рассмотренный подход может быть использован для повышения эффективности проектирования электрифицированных систем.


Библиографическая ссылка

Гащенко И.А. ВОПРОСЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ СЕТЯМИ // Международный студенческий научный вестник. – 2017. – № 4-6. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=17576 (дата обращения: 27.11.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074