АННОТАЦИЯ 2
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ХАРАКТЕРИСТИКИ НАГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ
1.1 Основные понятия 8
1.2 Экспериментальные методы получения параметров нагрузки 9
1.2.1 Активный эксперимент 9
1.2.2 Пассивный эксперимент 11
Выводы по разделу 1 14
2 МЕТОДИКА ИДЕНТИФИКАЦИИ МОДЕЛЕЙ НАГРУЗКИ
2.1 Характер зависимости Р(И) 15
2.2 Описание алгоритма 16
2.2.1 Фильтрация исходных данных 17
2.2.2 Выделение интервалов стационарности нагрузки и вычисление
параметров модели 18
2.2.3 Отсев плохо обусловленных моделей 19
2.2.4 Объединение СХН 20
2.2.5 Оценка и анализ СХН 21
Выводы по разделу 2 23
3 ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАТЕРИСТИК НАГРУЗКИ
3.1 Первичная оценка данных 24
3.2 Фильтрация исходных данных 31
Выводы по разделу 3: 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 43
Актуальность темы. Отсутствие в настоящее время учета подлинных характеристик электрических нагрузок при моделировании и исследовании режимов энергосистем, подталкивает отечественных и зарубежных ученых на поиски решения этих задач, так как последний раз данные об электрических нагрузках обновлялись более двадцати лет назад. [1]. Однако в процессе решения, приходится сталкиваться с методическими вопросами, кроме уже известных организационных и технических трудностей проведения эксперимента. Одними из таких вопросов являются: оценка точности получаемых статических характеристик, цель составления плана эксперимента, не забывая про необходимую точность, а также разработку технологии анализа данных, полученных экспериментальным методом.
К экспериментальным данным, используемым для получения статических характеристик нагрузки по напряжению, относятся множество значений напряжения, активной мощности, реактивной мощности, измеренные для одних и тех же моментов времени. В ходе активного и пассивного экспериментов можно получить нужные данные. При активном эксперименте определение характеристик нагрузки по напряжению происходит при принудительном изменении в широком диапазоне напряжения. При этом измеряются активная и реактивная мощности всей нагрузки узла. При пассивном эксперименте напряжение изменяется за счет изменений в системе.
На величину мощностей P и Q, в обоих случаях, оказывают воздействие реакция нагрузки на колебания питающего напряжения и произвольные изменения мощности нагрузки. Для более лучших результатов эксперимента необходимо при анализе акцентировать внимание на первой составляющей и освобождаться от второй соответственно.
В конечном итоге данная задача не имеет определенного решения, ведь отсутствует необходимая информация об обеих составляющих. Однако существуют индивидуальные решения, ключевыми направлениями которых являются: проведение эксперимента при условии минимизации случайных колебаний мощности нагрузки [1], ввод допущений, упрощающих решение задачи, сбор дополнительной информации, например, вероятностных характеристик исследуемой нагрузки, применение специальных средств обработки сигналов, таких как фильтрация, регрессионный и кластерный анализ.
Расчетная математическая модель электроэнергетической системы - это основной инструмент, используемый в электроэнергетике при оперативно- диспетчерском управлении [2]. Данная модель решает многие ключевые задачи, которые включают в себя расчет установившихся режимов и статической устойчивости, определение максимально-допустимых и аварийно-допустимых перетоков активной мощности в контролируемых сечениях, формирование главных материалов для диспетчерских центров, разработка требований к логике действия и настройке устройств противоаварийной и режимной автоматики. Работа электрооборудования будет надежной и устойчивой только в том случае, если расчеты электрических режимов будут максимально точны.
Главным фактором, влияющим на точность расчетной математической модели, является способ задания электрической нагрузки. Электрические нагрузки задаются одним из следующих способов: постоянным по модулю и фазе током, постоянная по модулю активная и реактивная мощность, постоянные сопротивление или проводимость, а также с помощью статических характеристик активной и реактивной мощности по напряжению [3].
Цель работы - Определение статической характеристики нагрузки металлургического завода.
Задачи исследования - Анализ данных, снятых с помощью пассивного эксперимента, для выявления истинной статической характеристики нагрузки.
Объект исследования - Система электроснабжения металлургического завода ПАО ЧМК.
Предмет исследования - Статическая характеристика нагрузок дуговой сталеплавильной печи.
Новизна выпускной квалификационной работы заключается в идентификации данных, снятых ДСП в процессе работы, что дает качественно определить СХН для дальнейшего расчета электрических режимов.
Практическая значимость. Работа может представлять интерес для организаций, проектирующих, а также эксплуатирующих электроустановки, в том числе ДСП.
В выпускной квалификационной работе проведено исследование статических характеристик нагрузки металлургического предприятия напряжением 35 кВ.
Учет статических характеристик нагрузки необходим для повышения адекватности расчетных моделей электроэнергетических систем в целом. Экспериментальные исследования являются единственным способом их достоверного определения. Измеряемая мощность зависит как от реакции объекта на изменение питающего напряжения, так и от случайного процесса изменения нагрузки.
По результатам анализа технической литературы по теме исследования было принято решение произвести определить и проанализировать статические характеристики нагрузки на основе экспериментальных данных. Был остановлен выбор только на статических характеристиках нагрузки, полученных в результате пассивного эксперимента, из-за отсутствия возможности вмешательства в нормальную работу сети для снятия данных активным эксперимент.
Были изучены методы анализа и обработки статических характеристик нагрузки по напряжению, которые включают в себя фильтрацию данных, выделение интервалов стационарной нагрузки и вычисление параметров модели, после чего был произведен отсев плохо обусловленных моделей, которые вносят погрешность в результаты анализа.
Изученный метод анализа математической модели был применен к статической характеристике, полученной по результатам пассивного эксперимента. Пассивный эксперимент позволяет с достаточной точностью идентифицировать СХН, так как измерения проводят без вмешательства в нормальных режим электроснабжения и можно накопить большое количество данных, но, при возможности, необходимо уточнять полученные характеристики с данными, полученными с помощью активного эксперимента.
Проведя фильтрацию данных, исключили пары измерений, наиболее отдаленные от линии тренда так, чтобы коэффициент множественной корреляции R2 стал равен допустимому значения (больше 0.8), в результате получили истинную расчетную статическую характеристику нагрузки , которую можно использовать для дальнейшего расчета режимов энергосистемы.
