автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Единая система автоматизации учета и контроля для управления потоками электрической энергии и теплоты в энергосистемах



ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА 7 У (Й/

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. М.И.КАЛИНМНА

На правах рукописи

КАХАНОВИЧ Владимир Семенович

УДК 621.31 1.1.621.317.785; 621.311 .2.681.518.3

ЕДИНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ УЧЕТА И КОНТРОЛЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКАМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И ТЕПЛОТЫ В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ

05.14,02 — Электрические станции (электрическаячасть), сеги» электроэнергетические системы и управление ими; 05.11.04 — Приборы и методы измерения тепловых величии

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Ленинград 1989

Работа выполнена на кафедре "Теоретические основы электротехники" Белорусского ордена Трудового Красного Знамени политехни -чеокого института и бывшем Белорусском филиале Энергетического института им. Г.М.Кржижановского.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,профессор

Груздев И.А.,

доктор технических наук, профессор Жежеленко И.В.,

доктор технических наук, профессор Олейник Е,Н.

Ведущее предприятие - Союзтехэнерго, г. Москва.

Защита состоится " "_ 1989 г. в_ часов

на заседании специализированного совета Д 063.38.01 Ленинградского ордена Ленина политехнического института им. М.И.Калинина, 195251, Ленинград, Политехническая, 29, ауд. &_.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ленинградского политехнического института.

Отшвы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря специализированного совета.

Автореферат разослан " "_1989 г.

Ученый секретарь специализированного совета В.В.Кантан

(С) Ленинградский политехнический институт им,М.И.Калинина,1989.

ОЩЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТА

Актуальность проблемы. В связи с ростом электрических и топ •-ловых-нагрузок, увеличением неравномерности суточных графиков энергопотребления и трудностями d энергетическом балансе возникла необходимость участия промышленных потребителей п регулировании графиков нагрузок энергосистем.

Однако организовать оперативное управление нагрузками промыш-лешшх предприятий за счет выделенных потребителей-регуляторов на основе применявшихся ваттметров и индукционных счетчиков (с периодическим списыванием персоналом их показаний) оказалось ттракти -чески невозможным. Потребовалась разработка качественно новых систем автоматизации учета, контроля и управления на основе сопре -менной микроэлектронной и микропроцессорной техники, одновременно решающих и задачу реализации прогрессивных тарифов на электрическую энергию, энергоносители и теплоту.

Поэтому становятся актуальными исследования и разработка методов и технических средств для автоматизации управления энергопотреблением и создания единой системы учета, управления и контроля потоков электрической энергии, энергоносителей, теплоты и их ка -чества. Первым звеном в цепи многочисленных•мероприятий и техни -иических средств повышения эффективности использования энергети -ческих ресурсов являются достоверный оперативный учет и контроль наработки, распределения и потребления всех видов энергии и энергоносителей.

Решение комплекса вопросов, связанных с автоматизацией учета i контроля потоков электрической энергии, теплоты и энергоносите-гелей в единой системе в масштабах предприятия, объединения и т.д., зредставляет крупную научно-техническую проблему, имеющую важ -roe народнохозяйственное значение. Причем особое значение приоб -зетагот разработки, завершающиеся внедрением в серийное произвольно .

Актуальность проблемы подтверждается таете выполнением работ ю техпическ1М средствам автоматизации учета и контроля электри-геской энергии и теплоты в соответствии о постановлениями: Сово-■а Министров СССР от 21.10.76 г. № 870 (приложение 8, "Разви-■ие науки и техники", т. II, п.98.4) - по системе учета и коитро-я электроэнергии ИИСЭ1-48; Совета Министров СССР от 27.05.71 г.

№ 312 - по теплосчетчику ТС-20; Плана экономического и социального развития СССР от 15.II.79 г. № 1000 - по комплексу техни -ческих средств для системы учета и контроля энергии ИИСЭ2; Госкомитета СССР по науке и технике от 25.03.81 г. .К 75, Проблема 0.01.11,и Программой СЭВ (задание 04.01. И55 СЭВИ) - по комплексу технических средств ШСЭЗ (руководство и непосредственное участие автора на этапе НИР); Госкомитета СССР по науке и технике от 30.10.85 г. $ 555, Программа 0.18.01,- по микропроцессор -ной системе учета и контроля энергии на электростанциях и под -станциях энергосистем.

Цаяыо работы является разработка единой автоматической система учета и контроля для управления потоками электрической энер -гии и тетшоты в энергосистемах, обеспечивающей экономию тошгав -но-энергетических ресурсов при управлении энергопотреблением.Поставленная цель достигается:разработкой и обоснованием принципов комплексной автоматизации учета, контроля и управления потоками энергии, базирующихся на предложенных единой интегральной информационной базе счетчиков-датчиков и универсальном методе аппроксимации сложных функций нескольких переменных; разработкой на их основе автоматизированных информационно-измерительных систем учета и контроля для управления потоками электрической энергии, теплоты, энергоносителей и их качества с внедрением разработок в серийное производство и у потребителей.

Основные положения работы. В диссертации обоснованы, предложены и защищаются:

принципы построения единых систем автоматизации учета и контроля для управления потоками электрической энергии, теплоты и энергоносителей на базе интегральной информации счетчиков-датчиков, а также принципы формирования на их основе иерархических комплексов и единой системы автоматизации учета, контроля и управления энергопотреблением "(ЕСАУКУЭ] в энергетике страны;

методы определения .усредненной мощности потоков энергии и энергоносителей на скользящем промежутке времени;

метод оперативного контроля прохождения максимумов и минимумов нагрузки на электростанциях энергосистемы посредством автоматизированных информационно-измерительных систем учета и контроля энергии,

методика выбора способа управления энергопотреблением,'основанная на моделировании управления на ЭВМ; 2

принципы построения многоканальных устройств контроля качества энергии, реализующих численный метод определения показателей качества;

методы измерения потоков теплоты при переменных параметрах на основе предложенного универсального способа аппроксимации сложных функций нескольких переменных;

принципы построения устройств для измерения потоков теплоты и способы оптимизации их параметров, базирующиеся на предложенных, методах измерения;

классификация комплекса технических средств для автоматизации учета и контроля потоков электрической энергии, теплоты и энергоносителей.

Достоверность научных положений, вынесенных на защиту. Достоверность универсального метода аппроксимации сложных функций нескольких переменных, положенного в основу методов измерения пото -ков теплоты и энергоносителей при переменных параметрах, подтверждается конкретными расчета».«! погрешностей аппроксимации функций, метрологически правильной работой приборов учета теплота и энер -гоносителей. Достоверность других положений и принципов построе -шя систем и устройств учета и контроля энергии и ее качества подтверждается корректным использованием математического аппарата, конкретными расчетами и моделированием на ЭВМ, экспериментальными и эксплуатационными данными разработанных и внедренных техничес -кях средств, выполненных на основе защищаемых положений.

Научная новизна результатов работы.Защищаемая работа является систематизированным изложением теории и практики автоматизации -в единой системе учета и контроля для управления потоками электри -ческой энергии и теплоты в энергосистемах.-

Сформулированы основные принципы построения систем автомата -зации учета и контроля потоков электрической энергии, теплоты и энергоносителей на базе единых интегральных массивов инфорлации, получаемых от счетчиков-датчиков. Эти принципы защищены авторскими свидетельствами как в отдельных способах и устройствах / 1-3, 6, 10-14, 22-24, 27, 28 /, так и при построении информационно-вычислительных устройств в целом / 17, 25, 34, 36-39 /, и получили широкое распространение в современных системах и многоуровневых комплексах / 56, 64, 70-72 /.

При построении цистем автоматизации учета и контроля энергии введен принцип организации определения усредненной мощности пото-

ков электрической энергии или теплоты на скользящем промежутке времени, защищенный авторскими свидетельствами / 37-39 / и предложенный автором на основании его исследований и изобретении в смежной области / 2 /.

Впервые в практике построения измерительных систем автор применил предложенный т независимо от других исследователей универсальный способ аппроксимации сложных функций нескольких перемен -пых в виде произведения функций одной переменной / 5 /. Способ защищен авторскими свидетельствами в приложениях к новым методам и устройствам измерения расхода теплоты и энергоносителей при переменных параметрах с введением-их действительных значений в сигналы:

вторичных дифаанаметров-расходомеров /3, 15, 56 /; первичных дифланометров / I, 4, 15, 56 /; с учетом разности энтальпий /10, 15, 56 /. Ряд новых научно-технических результатов получен при выполнении исследований и разработок под руководством и при непосредст -венном участии автора, а тленно:

способ измерения потоков теплоты, вырабатываемой шш потреб -ляемой энергоустановкой с учетом разности энталыглй на выходе и входе установки / 6 /;

схемы приборов для измерения теплоты потоков жидких и газообразных теплоносителей / II, 14, 23, 28 / и теплоты с учетом раз -ности энтальпий /35, 40, 59 /;

схемы приборов для измерения теплофизических характеристик перегретого пара (энтальпии, плотности, удельного объема), исполь -зующик предложенный метод аппроксимации сложных функций несколь -ких переменных / 13 / и разности температур / 27 /;

схемы приборов для измерения потоков энергоносителей с учетом действительных параметров (жидкостей, паров, газов) л теплоты их потоков / 12, 22 /;

структурная схема многоканального устройства дая учета коли -чества и контроля показателей качества теплоты / 68 /;

структурная схема устройства контроля качества электрической энергии в трехфазных сетях / 62 /;

структурные схемы отдельных блоков / 24, 33, 37-39., 45, 48, 66 / и принципиальные схемы узлов / 60, 67 / систем автоматизации учета, управления и контроля потоков электрической энергии и теплоты;

4

структурные схемы систем автоматизации учета и контроля выработки и потребления энергии и энергоносителей / 26, 34, 36, С>3, 61 /;

структурные схемы устройств управления энергопотреблением в составе систем автоматизации учета, управления и контроля потоков электрической энергии и теплота в энергосистемах / 52, 06,50,64 /.

Црактическая ценность работа. Разработанные теоретические положения и результаты исследования позволили создать ряд приборов учета расхода теплоты и энергоносителей, а также автоматизированные информационно-измерительные систеш учета, управ :ешш и контроля потоков электрической энергии, теплота, энергоносителей и их качества.

Для автоматизации учета и контроля электрической энергии созданы и серийно выпускаются комплексы технических средств дтя ин -формоционно-измерительнызс систем учета, управления и контроля онер гаи типа ИИСЭ. Это позволило на многих предприятиях страна орга -низовать учет и контроль эдектропотребления на качественно новом уровне, по-настоящему внедрить прогрессивные тарифа на электро -энергию, организовать контроль за рациональный использованием энергии, осуществить управление электропотреблением промшнешшх потребителей с целью снижения максимумов и повышения шшпмумов нагрузки энергосистем, что обеспечивает большой народнохозяйственный экономический эффект. Широкие возможности открываются во внедрении разработанных систем'учета электроэнергии на электростанциях, что позволит не только автоматизировать сбор и обработку ин -формации о выработке и распределении электроэнергии на всех урой ~ нях напряжения, но и обеспечить ЭШ АСУ и АСУ ТП достоверной ин -формацией о потоках электроэнергии и организовать действенный контроль за прохождением максимумов и минимумов нагрузки энергосистем.

Выполненные теоретические и экспериментальное исследования по автоматизации учета и контроля потоков теплоты, энергоносителей и их качества имеют паяное практическое значение для организации серийного производства необходимой номенклатуры технических средств. Это обеспечит возможность организовать достоверный учет и контроль за рациональным использованием энергоресурсов, соблюдением норм потребления теплоты и энергоносителей и их качества и получить значительный народнохозяйственный эффокт. С целью создании единой системы учета различных видов энергии разработанные

технические средства отвечают требованиям информационной, конст -руктивной и метрологической совместимости.

Проведещще теоретические и экспериментальные исследования по контролю показателей качества электроэнергии (ПКЭ) и сделанные обобщения имеют практическое значение для совершенствования методов , алгоритмов и технических средств контроля Ш(Э.

Комплексный подход к вопросам автоматизации учета и контроля потоков энергии в единой системе позволяет при минимальном общем количестве технических средств создавать гибкие иерархические структуры, обеспечивающие решение необходимых задач по учету, управлению и контролю электроэнергии, теплоты, энергоносителей и юс качества.

Отдельные теоретичеокие и технические положения настоящей работы имеют практическое применение и в других областях техники.

Реализация -работы. Автор с руководимым им коллективом был инициатором разработки и внедрения в энергетике автоматизированных информационно-измерительных систем учета, управления и контроля энергии, построенных на единой информационной базе счетчиков-датчиков / 20, 70 /. На основе выполненных в 1968-71 гг. исследова -ний и-внедренных опытных образцов устройств учета и контроля электроэнергии Ш-1 к ВШ-2 / 20 / под руководством и при иепооредст -венном участии автора в Белорусском филиале Энергетического института им. Г.М.Кржижановского (БелЭНИН) совместно с Вильнюсским заводом электроизмерительной техники (ВЗЭТ) в 2971-73 гг. разработана и впервые в нашей стране в 1974 г. вюдрена в серийное производство на ВЗЭТ 48-канальная автоматизированная информационно-измери -тельная система учета и контроля электроэнергии ШСЭ1- 48 / 31, 41, 56, 64 /, а в 1976-79 гг. при участии Киевского политехнического института (КПИ), ПО "Позистор", ПО "Светлана" и НПО "Система" разработан и с 1980 г. внедрен в серийное производство на ВЗЭТ микропроцессорный комплекс, оостоящйй из 13 изделий, для 96- и 192-каналышх автоматизированных информационно-измерительных систем учета и контроля энергии ИИСЭ2 / 55, 56, 64 /.

Системы ИИСЭ1-48 и ШСЭ2 прошли Государственные приемочные и контрольные испытания, внесены в Госреестр как измерительные средства и разрешены для коммерческих расчетов за выработанную или потребленную энергию, а также служат техническими средствами для управления электропотреблением. Им присвоены государственные Знаки качества. Системы ШСЭ внесены в Строительные нормы и прави-

ла (ОНиП), в Правила устройства электроустановок (ПУЭ),в Правила пользования электрической и тепловой энергиой, » Правила учета отпуска тепловой энергии.

Всего выпущено 2958 систем ШЮ31-48, большинство йз которых находится на промышленных предприятиях. Системы ИИСЭ1-48 исполь -зутотся также непосредственно на электростанциях (ГКО, ТЭЦ, ГЭС, АЭС) и подстанциях энергосистем,-например, та Конаковской, Кост -ромской, Ладыжинской и Лукомльской ГРЭС установлено по 10 систем, входящих с состав АСУ; на Хабаровской ТЭД-1, Йовокемеровской ТЭЦ, Новосибирской ТЭЦ-2, Павлодарской ТЭЦ-1 - по 5-7 систем, а всего -свыше 160.

Заводом-изготовителем выпущено 949 комплексов ЙИСЭ2, из которых более 50 находится на электростанциях и подстанциях энергосистем, а остальные - на промышленных предприятиях.

По состоянию на 1985 г. в целом по стране внедрено свыше 1300 систем ИИСЭ1-48, ЙИСЭ2, и около 600 находятся в монтаже*.

Фактический подтвержденный годовой экономический эффект от внедрения систем ИКС31-4В только на 33 предприятиях составляет в доле автора 1,19 млн.рублей; общий годовой экономический эффект эт всех внедренных систем - более 50 млн.рублей.

В соответствии с приказом Министра энэргегикй и электрифшш -да СССР от 23.10.80 г. Л 360 для организации контроля за электро-готреблением и нагрузками системы ИЙСЭ Должны быть установлены на зсех электростанциях и подстанциях о количеством отходящих линий 5 и более.

Система ЖСЭ внедрены в учебный процесс в ряде учебных заведе-гаД страны.

Из разработанных под руководством й при непосредственном учао-■ии автора приборов учета теплоты, энергоносителей и электроэнергии можно отметить следующие:

а) внедренные в серийное производство / 56 /:

теплосчетчик ТС-20 для измерения потребляемой или вырабатыва-мой -теплоты в закрытых водяных системах теплоснабжения (выпускад-я с 1979 г. Таллиннским ПО "Прошрибор", прошел Государственные риемочяые и контрольные испытания, метрологически аттестован Гостандартом и внесен в Госреостр как измерительное средство;масс

См.приказ Минэнерго СССР от 31.03.86 г. й 180 "О развитии работ по автоматизации учета, контроля и управления потреблением и сбытом энергии в составе ОАСУ-Энергшг.

точности 2,5; в настоящее время выпускается модификация'дня расходомера переменного перепада давления);

оптронный импульсный датчик для телеметрической передачи ин -формации электронных счетчиков электроэнергии, теплосчетчиков, счетчиков энергоносителей и др. (ВЗЭТ с 1979 г.);

6} внедренные в разное время в эксплуатацию, но не выпускав -та серийно /15, 56 /:

тепломер электрический потока пара ТЭП-1 и измеритель энтальпии пара НЭЦ-1 (класоы точности 1,6 и 1,5.Алма-Атинская ГРЭС,1968-1969 гг.);

тепломеры электрические потока пара ТЭП-2, тепломеры потока воды ТЭВ-Г, тепломеры разностные для измерения выработки теплоты парогенераторами ТЭР-1, ТЭР-2, ТЭР-ЗМ, ТЭР-5С, тепломеры сжигае -мого газа ТЭГ-1, ТЭГ-2 (классы точности 1,6 и 2,0, Минская ТЭЦ-2, 1969-71 гг.);

тепломеры вырабатываемой парогенераторами теплоты ТЭР-4М,тепломеры потока воды ТЗВ-2, тепломеры потока пара' ТЭП-4, тепломеры сжигаемого газа ТЭГ-5 (классы точности 1,5; 1,6 и 2,0, Ленинградская ТЭЦ-7, 1969-70 гг.); .

тепломеры электрические разностные ТЭВ-4 для измерешш выра -батываембй теплоты бойлершми установками и тепломеры пара ТЭП-4, ТЭД-4М (класс точности 1,6, Павлодарские ТЗЦ-1, ТЭЦ-2, 1974 г.);

тепломеры электрические ТЭВ-6 и ТЭВС-2 для измерения теплоты, вырабатываемой парогенераторами атомных реакторов ВВЭР (класс точности 1,0, Нововоронежская АЭС, 1971-75 гг. / 21, 56 /);

тепломер прямой сетевой воды ТЭВ-1-$Ц, теплосчетчики разностные для закрытых тепловых сетей ТС-22(Ч), ТС-20Д (ТС-30) (класс точности 1,6, Московский трест "Теплоэнергия", 1975-79 гг., фабрика "Комсомолка", г. Минск, 1977 г.);

устройства для определения наибольшей получасовой совмещенной мощности потребителей в часы максимума нагрузки энергосистемы ЕЛ-I, ВМ-2 (комбинат "Еелорускалнй", г.Солигорок, 1970-71 гг./20 /);

частотно-импульсное устройство намерения электроэнергии для определения КПД парогазовых установок (Невинношсская ГРХ.1974 г. / 24 /);

электронные счетчики амперквадратчасов (счетчики потерь) Ф440К (Белглавэнерго, г. Минск,. 1979 г. / 51 /);

единая информационно-измерительная система учета электроэнергии и холодной воды на базе системы Ю1СЭ1-48 (Автозавод им.Ленин-8

ского комсомола, г. Москва, 1977 г., предприятие п/я А-7730,г, Стерлитамак, 1980 г.);

систама оперативного учета выработки и потерь электроэнергии (Южно-Уральская ГРЭС, Челябинская ТЭЦ-2, 1900 г.);

измерительный блок устройства для определения параметров ка -чества-электрической энергии (ПО "Новополоцкнефтьоргсинтез", г.Но-вополоцк, 1987 г. / 69, 75 /);

многоканальное микропроцессорное устройство учета энергоносителей и теплоты Е443 (Минский автозавод, 1987 г. / 83 /, передается в серийное производство).

Ряд идей и задач, предложенных автором, послужил предметом исследований для аспирантов. Отдельные материалы вопли в норматиз -яыо документы (ОСТ / 63 /, методические указания, инструкции).

За выполненные разработки и внедрения автор награжден золотой, оерэбряной и бронзовой медалями ЦЩК СССР, а БелЭНШ удостоен дипломов I, П и Ш степеней.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсувдались в-1966-1989 гг.: на 19 всесоюзных научно-технических 'конференциях и семинарах (Москва, Ленинград, Таллинн,Челябинск, Гродно, Киев, Ташкент, Казань, Чернигов), на 8 республиканских научно-технических совещаниях (Минск, Киев, Алма-Ата, Со-лигорск), на подсекцта по электроснабжению промпредприятий секция по промышленной энергетика научного совета "Энергетика и электрификация" Госкомитета СМ СССР по науке к технике (Москва), па оек-ции энерготики и автоматизации научно-технического совета Минчер-мета СССР Всесоюзной секции промышленной энергетики Центрального правления НТО чорной металлургии при участия Комитета по промни -ленной энергетике ВСНТО (Москва), на научно-технических конференциях Белорусского политехнического института совместно о работниками промыпшенности (Минск), на технических советах и совещаниях разработчиков (Минск, Вильнюс» Ленинград).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 133 работы, а том числе 3 монографии, 4 брошюру 43 авторских свидетельства, один ОСТ и 82 статьи и тезисы докладов, из которых 33 - в цент -ралышх яуряалахн.

Объем и структура роботы. Диссертационная работа изложена на 250 страницах машинописного текста, иллюстрируется 70 рисунками

к В автореферате приведена часть работ.

а

на 59 страницах, состоит из введения, семи глав, заключения,списка литературы из 372 наименований и приложений - алгоритмов,программ, схем, материалов внедрения и экономической эффективности разработок .

Первая глава содержит анализ состояния проблемы, постановку задач исследования и обоснование единой, информационной базы счетчи -ков-датчиков; вторая - вопросы выбора методов опродоления совме -щенной усредненной мощности и управления энергопотреблением;третья-исследования методов и средств контроля качества энергии; чет -вертая - методы оптимизации при измерениях потоков теплоты и энергоносителей в энергосистемах при переменных параметрах; пятая -определение расходов теплоты и энергоносителей устройствами аналоговой вычислительной техники, а шестая - устройствами микропроцессорной техники; седьмая глава посвящена техническим средствам автоматизации в единой системе учета и контроля для управления потоками энергии и их экономической эффективности..

I. СОСТОЯНИЕ) ПРОШЕШ И. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

До середины.семидесятых годов учет и контроль выработки и потребления электроэнергии,в основном, определялись по показаниям индукционных счетчикор, периодически списываемым дежурным персона -лом. Оперативное управление в энергосистемах осуществлялось на базе ваттметров-преобразователей.

С ростом энергопотребления, увеличением неравномерности суточных графиков электропотреблендя, ростом нелинейных и резкодеремен-ных нагрузок потребовались качественно новые методы г технические средства автоматизации учета,'-управления и контроля в энергосис -темах, так как существующие метода и оредства этих функций выполнять не могли. Заново возникли или усложнились такие задачи (ко -торым поовящена настоящая работа),как:

автоматизация коммерческого учета выработки и потребления электрической энергии, теплоты и энергоносителей;

оперативный контроль заданных режимов выработки, распределения и потребления электроэнергии, теплоты и энергоносителей;

управление электрическими и тепловыми нагрузками промпредпри-ятий и энергоснабжением в целом;

непрерывный или периодический контроль показателей качества электрической энергии и теплоты и поддержание их на требуемых уровнях. 10

Различным аспектам указанных задач посвящены работы ряда советских и зарубежных ученых.

До начала семидесятых годов автоматизация учета и контроля электроэнергии при наличии нескольких каналов учета выполнялась на базе двух отдельных систем: одной - для измерения суммарной мощности с выделением максимума по-тучасовой нагрузки и другой - для определения суммарной потребляемой энергии. Это усложняло систему измерений в целом и, главное, не обеспечивало необходимой точности измерения совмещенной получасовой нагрузки промышленных потребителей для реализации прогрессивных тарифов / 20, 70 /.

• Требовался переход на качественно новую технику автоматизации учета и контроля электропотребления, обеспечивающую необходимую точность и возможность энергодиспетчеру предприятия не только знать в любое время показатели энергопотребления (расхода энергии и получасовой или часовой совмещенный максимум нагрузки), но и иметь достаточную информацию для управления энергопотреблением за счет выделенных нагрузок потребителей-регуляторов. Требования к таким автоматическим устройствам учета, контроля и управления повышаются ввиду необходимости прохождения шли метрологической аттестации Госстандартом и внесения в Государственный реестр как измерительных средств. Только в этом случае по ним могут производиться денежные расчеты за выработанную и потребленную энергию.

Повышение точности измерений при одновременном упрощении всей системы учета, контроля и управления в целом можно было получить, используя единую информационную базу для определения, как усредненного совмещенного максимума нагрузки, так и расходов энергии за расчетные промежутки времени. В качестве технических средств единой информации могла служить счетчики-датчики электрической энергии, теплоты и энергоносителей / 15, 20, 56 /. Задача повышения точности измерения мощности при использовании интегральной информации счетчиков-датчиков рассматривалась в работах автора еще в концо пяти -десятых - начале шестидесятых годов. .

Автор с руководимым'им коллективом бнл инициатором разработки и внедрения в энергетике страны автоматизированных информационно-измерительных систем учета, контроля и управления энергопотреблением, построенных на единой интегральной инфорлациониой базе счетчиков-датчиков. Нервно такие система для учета и контроля электроэнергии разработаны в 1968-71 гг. / 20. 29 /. В после пущем прак-

тичзски вое разработки систем учета, контроля и управления в различных организациях выполнялись на единой информационной базе счетчиков-датчиков (БелЭ1КН, ВЗЭТ, КШ, ЛенПЭО НСШЗМ, ШШАчер-мет, ШИ и др, / 46, 47, 70, 86 /), ■

Исследования показали целесообразность автоматизации в единой системе учета, контроля и управления потокам электрической энергии, теплоты, энергоносителей и их качества. В этом случае обеспечиваются минимальные затраты, наименьшее количество аппаратуры и эксплуатационные.удобства / 43, 66, 70 /.

Автор имеет приоритетные работы в области методов и приборов измерения теплоты с учетом всех изменяющихся параметров / 1-19, 56 /; начато практическое внедрение приборов в серийное производство / 56, 70 / и комплексное решение вопросов контроля качеотва теплоты / 44, 56, С8 /.

Несмотря на то, что по вопросам контроля и управления качеством электроэнергии опубликовано большое количество работ и нала -жен серийный выпуск отдельных приборов и информационно-измерительной системы "Качество" (разработки Мариупольского металлургического института и ПО "Укрчерметавтоматика", Института электродинамики АН УССР и ПО "Электроизмеритель", Рижского опытного завода "Энергетика" и др.), практическое внедрение ГОСТа 13109-87 на качество электроэнергии только начинается.

2. ОБОСНОВАНИЕ ЕДИНОЙ ШШШАЦЖЩОЙ БАЗЫ И .ПРЙНЦЦШ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ УЧЕТА И КОНТРОЛЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКАМИ ЭНЕРГИИ. Ф0Ш1Р0ВАНИЕ ИЕРАРХИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ И ШИНОЙ СИСТЕМЫ (ЕСАУКУЭ)

Выбор единой информационной базы систем автоматизации учета, контроля и управления потоками электрической энергии и теплоты .основывается на анализе выполняемых■этими системами функций и погрешностей иопользуомых в энергосистемах различных типов измерительных приборов. Например,.'для измерения потоков электрической мощности и энергии в энергосистемах применяются измерительные преобразователи модности, ваттметры и электрические счетчики индукционного и электронного.типов. .

Основными функциями (о точки зрения рассматриваемого'вопроса) выполняемыми системами автоматизации, являются / 20, 31, 42, 50, 70, 71 /:

измерение расходов энергии (электрической активной и реактив-

ной), теплоты и энергоносителей с помощью счэгчикоэ-датчиков или специальных: одно- и многоканальных микропроцессорных устройств, вычисляющих расходы энергии по параметрам энергоносителей (напряжению, току, давлению, температура, скорости потока, перепада давлений);

определение нарастающим, итогом аа расчетный период (или часть этого периода) и хранение е памяти расходов энергии и энергоносителей по каждому каналу учета и группам каналов учета;

определение расходов энергии и энергоносителой нарастаэдим итогом по зонам суток (часы максимума нагрузки энергосистемы, полупиковых нагрузок,- чаоы ночного провала нагрузок, смен таи дру -гих зон, которые должны задаваться в переменной части программы);

определение расходов энергии и энергоносителей по выделенным группам каналов за несколько минут (I, 3, 6, 15, 30), за текущие участки этих промежутков и предыдущие промежутки;

вычисление по заданным группам каналов учета совмещенных получасовых электрических мощноотой (потоков теплоты, энергоносителей), определение и хранение их максимальных и минимальных значений за расчетный промежуток времени, в том числе раздельно в часы утренних и вечерних максимумов нагрузок энергосистемы;

вычисление по заданным группам каналов учета средней реактивной мощности в часы максимума активных нагрузок, а также в часы ночной зоны за расчетный промежуток времени;.

сравнение результатов измерений и расчгтов с заданными значениями (например, для определения превышения заявленных мощностей или лимитов мощности, перерасходов энергии за определенные промежутки времени и др.);

преобразование и запись на самоппщущях приборах по заданным группам, каналов у jera усредненной за определенное время совмещенной мощности (электрической, потоков теплоты, энергоносителей);

обеспечение информацией для управления нагрузкой (диспетчерского или автоматического);

передача информация на различные уровни для образования иерархических комплексов и формирования ЕСАУКУЭ / 56, 66, 70, 71, 76, 78 /.

Анализ перечисленных функций показывает, что для их реализации требуется измерение расходов энергии W (Дм) (электрической, теплоты, расхода энергоносителя) за определенные промежутки времени и измерения мощности потоков энергии идя энергоносителей.

Причем измеряемая мощность Рср- может быть усредненной

за тот или иной промежуток времени Т в зависимости от выполняв -мой функции.

Исследования также показывают, что при использовании единой интегральной информационной базы счетчиков-датчиков обеспечивается как повышение точности измерения усредненных мощностей потоков энергии, raie и упрощение конструкции систем автоматизации учета, контроля и управления в целом. Увеличение точности измерения ус -редненных мощностей следует из различия в принципах нормирования погрешностей для счетчиков и ваттметров / 70, 78 /. Как следует из рис. I, например, при 20 %-iwii нагрузке и при одинаковых классах точности приборов имеем пятикратное увеличение точности определения усредненной мощности с помощью счетчиков-датчиков по отношению к ваттметрам или измерительным преобразователям мощности. Здесь не учитывались погрешности измерения выходного сигнала преобразователя мощности (еще увеличивающие полученную кратность) и измерительных трансформаторов тока и напряжения, поскольку они одинаковы для обоих методов измерения.'""Естественно, что при увеличении нагрузки разница в точности измерения мощности по двум методам измерения будет сглаживаться, однако надо иметь в виду, что на практике часто действительный ток нагрузки меньше номинального тока измерительного трансформатора тока / 20, 70 /.

Обоснование единой интегральной информационной базы счетчиков-датчиков предопределяет удобство использования число-импульсного кода при построении систем автоматизации учета, контроля и управления потоками энергии. Структурные схемы построения таких систем представлены на рис. 2 / 20, 56, 64 /. Структура рис. 2 а предусматривает прямые каналы (линии) связи ЛС от счетчиков-датчиков 1,2,

N до информационно-вычислительного устройства ИВУ системы. Для последующей обработки и регистрации информации предусмотрены выходы на АСУ, устройство регистрации УР, устройство диспетчера УД, автоматический регулятор АР, устройство передачи информации на высшие иерархические уровни / 56 /. В структуре рис. 2 б дополни -тельно используются телеметрическая уплотненная передача информа -ции счетчиков-датчиков посредством передатчика П и приемника Пр, а также транслятор Р для увеличения расстояния передачи информации. По структуре .рис. 2в предусматриваются предварительное накопление информации счетчиков-датчиков на регистрах Рг и ее считывание по командам ИВУ.

У *

J I 1

Ь5

О

Рис.

V I.

0,5

К обоснованию единой информационной базы счетчиков -датч; ш о в

Р Р "Р1

£,/( -относительная погрешность и Р Р класс точности ваттметра;

г Кк -относителыше лог

Кс

Ценности и классы точности индукционного и электронного счетчиков;

Р Р -предел измерения ваттметра и действительная мощность, Вт;

I I -номинальный и действительный н токи измерительного трансформатора тока, А

В Ш--Ш.

(—и ■ \лс

'ЛУШИ а

щи

%

лс

лс

\УР\*\ иШ

ГЮ-ПЙГ

-у /1

1 >

£ I

г

X X

О 0,5 1 1,5 1 2,5 Л,Ч а '

[Ж>СЙ

Рис.2, Структурные схемы систем учета," управления и контроля энергии:

а -с прямыми каналами связи:

(Г -с уплотненной передачей информации;

$ -с предварительный накоплением информации

Рис.3. Определение текущей усредненной нагрузки:

а -примерный график нагрузки Потребителя;

5 -структурная схема определения текущей усредненной нагрузки

б

Яроведешшй анализ метрологических характеристик систем автоматизации учета, контроля и управления потоками энергии, построенных да данным структурным схемам, показал их соответствие соврэ -мошшм. требованиям / 64 /.

В структурах рис. 2 а,б могло предположить, что датчиками I, являются измерительшз трансформаторы тока к напря -жения или датчики параметров энергоносителей. В этом случае в ИВУ" систем расчетным путем определяются электрические мощности, рас -ходы активной и реактивной энергии, теплоты и энергоносителей, а также показатели качества энергии и все остальные параметры (функции), отмеченные выше. Однако такое построение систем учета и контроля энергий требует создания заново всего комплекса первичных приборов учета энергии. Несмотря на это, такой путь построения единой системы также должен развиваться и в будущем может оказаться наиболее перспективным / 64 /. Отдельные первичные технические средства уже разработаны-.

Использование систем учета энергии совместно с серийными и вновь разрабатываемыми средствами передачи информации / 76 / и вычислительными машинами позволяет строить различные структуры иерархических комплексов / 56 / и формировать единую систему автоматизированного учета, контроля и управления энергопотреблением (ЕСАУКУЭ) для потребителей, производственных объединений, районов электрических сетей, предприятий электросетей, объединенных энергосистем, в том числе республики и экономического района, отраслей народного хозяйства и страны в целом / 78 /.

Анализ принципов построения систем .автоматизации учета и контроля даи управления потоками энергии позволил предокт'ть классификацию их технических средств по функционально^ назначению, технологическим признакам и техническим характеристикам, что облегчает возможность наметить пути их дальнейшего совершенствования.

3. мзтсаш ШРДЦШШШ УСВДГОТНСЙ мощности и контроль прохоэдшш шштв и минимумов

НАГРУЗКИ ЭНЕЙ'ОО'ЛСТВЛЫ

Традиционным методом определения усредненной мощноеги, исполь-зуемш в разлачных устройства:-:, например, для тарифных расчетов за электроэнергию, является метод, реализующий вычисление РСр за фиксированные промежутки времени Т / 20, 31, 32, 64, 79 /, т.е.

Л-г

Здесь пТ - количество кглпулъсов ценой с, число-импульсного кода счетчкка-датчиха за вречия усреднения Т ; j - номер интервала усреднения, j — int (t/T).

Данному методу щисущз такие недостатки, как дискретность измерения, т.е. получение значений усредненной мощности.только в моменты окончания промежутков временя усреднения Г ; невозмож -нооть непрерывного контроля динамики изменения усредненной мощности; затруднения диспетчерского или автоматического управления нагрузкой по измеренным значениям РСр ; возможность значительного превышения действительного значения текущей усредненной мощности над значениями, получениями за фиксированные промежутки уоредне -1шя Г, напршёр за 0,5 часа при тарифных расчетах за заявленную мощность нагрузки.

Автором предложен метод определения текущей совмещенной усредненной мощности потоков электрической-энергии или теплота на "скользящем" промежутке времени / 37, 39, 79 /, свободный от указанных недостатков. Этот метод описывается уравнением (для N каналов учета энергии)

ср у.

' ' Ы г -т

В данном методе промежуток времени усреднения Г не является фиксированным, а как бы "скользит" вдоль графика зависимости Р**1(Ь).

Структурная схема устройства, реализующего указанный метод измерения текущей совмещенной усредненной мощности Рср (но "скользящем" промежутке времени Т ), показана на рис. 3 / 37, 39, 64 /. Здесь импульсы от счетчиков-датчиков I,..., N через синхронизатор С (осуществляющий временное разделение совпадающих во времени импульсов) поступают па суммирующий вход реверсивного счетчика ГС, а через блок задержки БЗ (или регистр сдвига) - на вычитающий вход ГС. Время задеретси делается равным требуемому времени усреднения Т, например 0,5 часа-для тарифных расчетов за энергию.Блок Ртах выделяет максимальное значение из текущих РСр .

Метод измерения, приближающийся к предыдущему метолу определения текущего значения РСр , можот бить реализован следугацш об -разом / 38 /. Промежуток времени усреднения Т разбивается на ряд

17

участков (шагов) А£, например = Т/т , где т = 10+30. Расход энергии за каждый (I,..,, т ) промежуток &t запоминается и суммируется ва время 7 , Затем из последней суммы вычитается энергия ва первый промежуток л£ и прибавляется энергия за ( /77 +1)-й и так далее на каждом , т.б. дискретно на

каздом шаге реализуется значение Рс„ в соответствии о выражением

1 N Ш

Лр-тХ! ъмм, (з)

-где 1пг(Т/лЫ,

Естественно, что данный метод измерения РСр только в какой-то мере приближается к непрерывному (в зависимости от значения . т ), однако он вполне удовлетворяет практическим требованиям, легко реализуется с применением микропроцессорных средств, а при использовании регистров сдвига требует, меньшей разрядности пос -ледних / 38 / и перспективен.

Для промышленных потребителей контроль прохождения максимумов нагрузки осуществляется путем измерения с помощью систем учета и контроля анергии совмещенной получаоовой мощности Р30 , выделения ее'максимального значения Р30тм и сравлеяля последнего с заявленной мощностью Р3 или лимитом мощности ^ в соответствии с Правилами пользования электрической и тепловой энергией. При Р30тп >Р3(Рл) на потребителя накладываются штрафы. Дополнительно контролируется заданный расход или. лимит энергии И^ за часы максимальных нагрузок энергосистемы, за расчетный период и его отрезки (смену, сутки, неделю).

Для генерирующих источников "контроль прохождения максимумов нагрузки энергосистемы целесообразно осуществлять посредством единой системы учета и контроля энергии путем измерения совмещенной получасовой мощности нетто генераторов Р30 , выделения ее минимального значения Рзот1п и .сравнения последнего с заданной диспетчером для данного источника мощностью . Рт-1и . В часы мини -мальных нагрузок энергосистемы для генерирующих источников должна также измеряться совмещенная получасовая мощность Р}0 , выделяться ее максимальное значение Р30тах и сравниваться с заданной диспетчером на часы минимума нагрузок мощностью Ртм ./ 55, 70-72/. ^РШнП<Рт1п и Р,ошагРтах на персонал источника энергии

должны накладываться штрафные санкции.

Аналогичным образом производится контроль мощности на всех ступенях напряжения генерирующих источников. Дополнительно может контролироваться договорный ( ^ ) или лимитный ( % ) расход или выработка энергии по аналогии, как это делается для потребителей.

4. ВЫБОР МЕТОДА УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСРЕДНЕННОЙ МОЩНОСТИ

Выбор метода управления энергопотреблением удобно производить путем предварительного моделирования процесса управления на ЭВМ. Лучшим следует считать тйкой метод управления, который удовлетворяет следующим критериям: обеспечение для большого числа управляемых потребителей случайного во времени характера распределения, возможных непродолжительных выбросов нагрузки, ах-минимальное абсолютное значение, а также непревышение и более полное использование потребителем заявленной мощности или выделенных ему лимитов мощности и энергии / 56, 64, 80, 82 /.

Для сопоставления наиболее часто используемых методов управления энергопотреблением по указанным критериям рассмотрены модели управления для реально изменяющихся нагрузок при определении усредненной мощности как на фиксированных интервалах усреднения, так и на скользящем интервале Т. При этом учтены случайный характер колебаний нагрузок и возможность дискретного изменения управляемой мощности.

Использованы как наиболее приемлемые результаты имитационного моделирования для стохастической модели вида

Р($ - РСЮ ~ РагЮ, (4)

где Ра) - действительная нагрузка потребителя, Д®/с; I -зуммарная нагрузка без учета управления (случайная функция);

Р0ТШ - величина отключенной нагрузки, описываемая кусочно-постоянной Функцией, пршшмагацей значения 0, л РаГ> 2лР0Г, ЗаР0Г, . . . (аР/}Г - дискретность изменения нагрузки).

Значение Рвт($) связано с управляющим воздействием лР(£) регулятора соотношением

где t^ - момент управления; AP(tL) „ изменений нагрузки в i -й момент управления.

При моделировании процесс ¡энергопотребления во времени Pc(t) можно представить в заде суша математического ожидания Pc(t) и стационарного случайного процесса g(t) , характеризующего кратковременные колебания, нагрузки,

Pc(t)~Pc(t)+-£(t). _ ^ (6)

Функция Pc(t) задается декретным радом Pc(f), Рс(h), РС(Щ,. • • (с шагом h ), а в промежутках мшду точками Dth,2h, . . . аппроксимирована квадратичным сплайном

Pc(t) = Pc(i/>) +a1(t~ih)+nl(t-lh)(-t-ih-h)-> (7)

где t-ihe[o,h [; nf -j~РС (ih+h) - PQ (Lhjj/h;

[cY^ +2f>) ~ грс (ih + h) + po (ih ->] /2h*•

Для формирования использовались дискретный белый шум

и формирующий фильтр

Sk^VZK + O-«)1!*'■ м

где Ri - случайная величина, разномерно распределенная в интервале (О, I ); б - среднеквадратическое отклонение;' а - постоянная фильтра; j? , £ - соответственно входной и выходной сигналы фильтра.

Значение управляющего воздействия лР(Ь) (Дк/с) определяется / 56, 64, 80 /:

при управлении по методу мгновенной нормы (цель управления -поддержание нагрузки потребителя на уровне Р3 )

AP(t)^P3-PA(t) = P3~^fP(t)dt; (10)

"t-z

при управлении по методу идеальной нормы / 36, 58 / (цель управления та яэ, что и по (10) с максимальным использованием заявленной мощности)

Р.Т-ХРШМ , г л РШ = Р. - Я М = --~ / (И)

при управлении с прогнозом (цель та жэ, что и по (II))

АРЮ=Рд-Й„р(Я-, (12)

при управлении по методу "движущегося окна" (цель та же,что и по (II))

At

/г t-t-лъ \

Р,т- I P(t)dt+s P (t)dt)

(13)

Здесь Рэ t РД(Ь) , Pg , РПрШ - соответственно'заявленная (или лимитна-!), действительная, воженная и прогнозная мощности;

Т0 , Т , At - вреда усреднения действительной мощности, время от начата получасового промежутка до момента определения возможной мощности, интервал управления.

При моделировании процесса управления энергопотреблением /30, 82 / значения Рсп на фиксированном и на скользящем интервалах усреднения Т вычислялись по (I), (2) при подстановке вместо РЩ значений по (6)-(9), аналогично это делалось для выражений (10)-(13).

Приняв в качестве цели управления стабилизацию получасового значения потребляемой мощности РСр в часы максимальных нагрузок энергосистемы на уровне заявленной (Р3 ) или лимитной ( ^ ) модности,запйшем

1 Jr

уг J P{t)dt — const (14)

Jf-т

или

ft.

"=r f P(t)dt - const. (15)

/

t-T

Метод управления по идеальной норме на основе фиксированных получасовых интервалов (14) (рас. 4 а) обладает следующими недостатками: допускаются пики превышения 2 (рис. 4) фактической нагрузки над заявленной (лимитной) мощностью Ц ; знамения фактической нагрузки Рер как на фиксированных (кривая Ь), так и на. скользящем (кривая 4)' получасовых интервалах Т имзпт значительные колебания в процессе управления; неполное использование заявлен-

Рис. 4 Моделирование управления нагрузкой и определения РСр:

а -управление по идеальной норме; б -с прогнозом; в -комбинированный метод "движущегося окна"; I -исходная нерегулируемая нагрузка P(t) ; 2 -пик нагрузки в начальный период управления; 3 -фактическая нагрузка с учетом управления; 4 -Рср на получасовом скользящем интервале; 5 -РСр на фиксированных интервалах; Р3~заявленнад /лимитная/мощность

ной (лимитной) мощности и анергии во время управления; периода -ческие колебания фактической нагрузки (кривая 3) при управлении.

При том же исходном графике нагрузки метод управления с прогнозом мощности (рис. 4 б) обеспечивает несколько лучшие результаты по сравнению о рис. 4 а. Значения скользящего среднего на рис. 4 а,б (кривые 4) определялись только для сопоставлений.

Хорошую стабилизацию Рср обеспечивает управление по методу "движущегося окна" (15) с прогнозом энергии / 80 /. Однако здесь, как и по рис. 4 а,б, допускаются значительные периодические колебания фактической нагрузки Pc(t) (кривые 3), что объясняется самим принципом управления по (14), (15).

Продифференцировав (15) по t, получим уравнение

P(t) = P(t-T), (16) соторому соответствует характеристический квазиполином

H(S) = 1- ехр (- sT), (I?)

мевдий корни

S = о +JZJCH/T, /Г - О, ±1,... (18)

Таким образом, условия (14), (15) не гарантируют сглаживания рафика нагрузки в процессе управления и допускают наличие любых зриодических пиков произвольной формы с периодом, дольнократным гтерваду времени усреднения Т / 82 /.

При управлении нагрузкой при фиксированных интервалах Т (14) »зможныв пики большого числа потреоитвлей суммируются и могут ютавить значительную величину и осложнить работу энергосистемы.

Для устранения пиков регулируемой мощности и получения сгла -иного.графика нагрузки предложен комбинированный метод управле-я / 80, 82 /, предусматривающий управление по методу "движущего-окна".

В этом методе дополнительно предполагается, что на участке С, годящемся внутри интервала усреднения Т, потребляемая энергия нет изменяться по линейному закону, т.е. вводится допущение о ^тоянстве мощности. Поэтому цель управления может быть записана зиде t

J P(t)dt + (Т-Т)P(t) = const. (19)

t-r

Продифференцировав (19) по t , получим дифференциально-разностное уравнение

(20)

(21)

S . Пологим ( а" ) и мни -

(22)

из первого уравнения системы {¿¿1 следует, что квазиполином (21) не имеет корней, лежащих в правой полуплоскости. Действи -тельно, если or > 0, то (Т~£)а -t- f > / . В То же время е~а cos eût <• / . Поэтому a о. При а = о получим систему

cos Тсо « 1 sinTu)r= ~(Т-Т)

которая имеет единственное решение со = 0.

Таким.образом, характеристический квазиполином (2Î) имеет две группы корней - корни, лежащие в левой половине комплексной плоскости, и корень S =0. Это означает, что управление по .данному методу (19.) не приводит к появлению периодических колебаний, а функция P(t) с течением времени стремится к постоянному значению.

Однако данный'метод не позволяет устранить пика мощности при первом превышении нагрузки уровня Р или Рл (пик 2 на рис. 4 а,б). Чтобы избежать также к первого пика нагрузки, данный метод (19) используется в сочетании с управлением' по мощности. Подученный таким образом комбинированный метод, сочетающий управ -лениэ по мощности при подходе к области превышения Р3 (Рл) и управление по методу "движущегося окна" с прогнозом энергии (или с прогнозом мощности в другом варианте этого метода), обеспечивает хорошую стабилизацию скользящего. среднего на уровне Р3 или

24

(Т-^^йГ + РМ-РУ-П,

характеристический квазиполином которого будет 2(3) - (Т-Т)5 + 1 ~ехр(-Тй).

Исследуем спектр квазиполинома (21) с корнями ,5' = а/-/о> , тогда после разделения действительной мой ( си ) частей имеем

-<хт "Л

(Т~Т)а + 1 = е созг'со \

(T~T)œ = -e~aVscnvœ

^ (рис. 4 з) и достаточно полное использование выделенных лимитов мощности и энергии.

Дпя сопоставления результатов моделирование процесса управления во всех примерах рис. 4 проводилось для одного и того же по -ходного графхка нагрузки. Минимальная мощность отключаемой (включаемой) нагрузки при управлении составляла 1,0 % от Р3 .

Из сказанного следует, что для обеспечения качественного уп -равления нагрузкой следует использовать комбинированный метод в сочетании с определением РСр на скользящем интервала усреднения Т. Метод определения РСр на фиксированных интервалах Т эффективно может применяться только в тах случаях, когда широко не используется диспетчерское или автоматическое управление энергопотреблением.

5. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ШЮГОКАНМЪШХ УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЭНЕРГИИ

Наиболее универсальным и перспективным способом определения, показателей качества энергии в составе единой системы учета и контроля является численный способ, основанный на определении показателей по /V дискретным замерам мгновенных значений напряжений и токов з пределах периода основной частоты для электроэнергии или по дискретным замерам давления и температуры (а в отдельных случаях-и по другим параметрам) .для теплоты и'энергоносителей / 44, 56, 57, 64, 71, 72 /.

Для многоканальных устройств контроля показателей качества электроэнергии (ПКЭ) по ГОСТу 13109-87 актуальны увеличение количества каналов контроля, повышение быстродействия и точности, снижение их стоимости. Этим требованиям удовлетворяют устройства, построенные по'предложенной структуре / 49, 62, 69 / о использованием микропроцессорного вычислителя (рис. 5). В состав устройства входят: преобразователи токовых сигналов трансформаторов тока ТТ б напряжение ПТН, входные делители напряжения ДН, переключатели П1, П2, ПЗ, (формирователь тестовых сигналов 4ТС,'углножи -тель частоты УЧ, блок аналоговых запоминающих устройств АнЗУ.многоканальный преобразователь напряжения в код МПНК, блок усреднения кодов СМ, блок управления БУ, блок памяти. ЗУ, вычислитель ВУ, блок контроля частоты БКЧ, блок контроля фазовых сдвигов ВКФС, блок вывода информации ЕВИ.

Особенностями предложенной структуры являются: увеличение быстродействия за счет использования МПНК параллельного действия

с реализацией асинхронного опроса всех каналов за один цикл раз -вертки, уменьшение случайной составляющей погрешности за счет мно-гогократного измерения входных величин в каждой точке, использование фазовой коррекции от ЕК$С при выполнении численного гармони -ческого анализа. Данная структура позволяет обойтись без коммутатора входных аналоговых величин, что увеличивает точность АЦП и всего устройства. Кроме этого, дополнительно к ПКЭ по ГОСТу 1310987 выполняется гармонический анализ токов, вычисляются параметры основного потока мощности и мощностей искажения, обусловленных несинусоидальностью напряжений и токов и несимметрией нагрузки, что дает возможность локализовать источники искажения / 64,65,69/.

Исследсвания показали, что погрешности всех ПКЭ по ГОСТу 13109-87, кроме отклонения частоты, могут быть определены через погрешности вычисления действующего значения напряжения (ДЗН) и амэтйтуды первой гармоники / 75, 77 /. Методические погрешности, в основном, определяются реализацией метода численного интегрирова -ния и номером высшей определяемой гармоники Кт при заданном на периоде числе дискрет N . Например, при трапециевидной форме кривой напряжения (тока) и N = 36 методическая относительная пог -реишость вычисления.ДЗН в зависимости от номера К определяемой гарлоники выражается кривой, показанной .на рис. 6 б / 75 /. При.

методическая погрешность отсутствует, что является следствием теоремы Котельникова. При появляется методи-

ческая погрешность вычисления ДЗН, циклично зависящая от номера высшей гармоники при /V - сапъЬ. Причина такого характера изменения методической погрешности - эффект искажения: гармоник приня -той сеткой измерений, етторый является следствием периодичности функции вида ¿"-'^'"ТГ/ от N в дискретном преобразовании Зэурье.

На рис. 6 а показана зависимость относительной погрешности вычисления ДЗН от ос при /V = 36, а на рис. 7 - зависимость коэффи -циента несинусоидальности от ос ,

Из инструментальных погрешностей наибольшее влияние на точ -ность определения ПКЭ оказывают погрешности многоканального пре -образователя и умножителя частоты.

.При усреднении измерений за 10 периодов приведенная погрешность вычисления действующего значения напряжения (тока) и амплитуда первой'гармоники составляет не более 0,23 %, а в решиле без усреднения - 0,55 %. Это позволяет подучить точность определения ПКЭ

'етЩП/ щ

от ТИ,пы -----

Щ,

V

чпнк см — ЗУ — екч

— —1

■атТНЛм

у -----

nW.il,м

2?! П

6У

АнЗУ

ВУ

екФв

вви

на ИИСЗ

ФТС

УЧ

Рис.5.Структурная схема устройства контроля показателей качества электрической энергии в трехфазных сетях

§и,

%

о,г а -0,2 -0,4

-ом

Г4!

\ \1 1 / \7 /

V V V \1.

/

У а

у

20 10

\

N V

N

' О ю 20 30 40 50 ВО 70 80а,град

10 го 30 «7 50 6О 70 60 огу

град

8и, %

о,г 0,1

/ .......>

5

Рис.7.Зависимость коэффициента несинусоидальности Кно от ос для трапециевидной формы кривой напряжения или тока

71

О Ш 36 У/

Рис.6.Зависимость относительной погрешности вычисления ДЗН для трапециевидного напряжения от: а- угла а, соответствующего началам оснований трапециевидной кривой напряжения при N = 36; б- гармонического состава исследуемого напряжения при а => 30

К

'ж

г-

д >

1-100%

(без учета погрешностей измерительных трансформаторов напряжения и тока) порядка 0,2 % при /V = 36. Погрешность измерения отклонения частот не превышает 0,1 %.

Дал контроля параметров качества "энергоносителей и теплоты может использоваться устройство по блок-схеме рис. 5, в котором отсутствуют блоки БКЧ, 1-ЖС, УЧ. Аналоговые токовые сигналы датчиков через преобразователь-ток-напряжение подаются непосредот -пенно на Ш1БК. Значительное быстродействие устройства обеспечивает одновременное вычислите расходов энергоносителей и теплоты / 68 /.

6. метода ИЗМЕРЕНИЯ И ПРПШЩПЫ ПОСТРОЕНА УСТРОЙСТВ ДНЯ С11ГдаЕ1-ШЯ ПОТОКОВ ТЕПЛОТЫ В ЭНЕИ'ОСИСТЕШ

Основным методом измерения расходов энергоносителей, на котором базируется определение выработки и потребления теплоты в энергосистемах, является метод переменного перепада давления (ППД). Для устранения присущих ему недостатков предложенные способы и методики предусматривают измерение теплоты и расходов энергоносителей с учетом всех переменных параметров (давления р , температуры £ , коэффициента расхода сс , коэффициента на расширение измеряемой среды £, плотности среды р , энтальпии Ь и др. ).

Способы к методика базируются на предложенном универсальном методэ аппроксимации сложных функций нескольких переменных / 15, 35 /

, (24)

Здесь под функцией Г можно иметь в виду значения расхода энергоносителя £ , теплоты ^ , плотности р , энтальпии Ь , коэффициентов ос и £ , а в качестве переменных X , у , г- -соответственно параметр) энергоносителя р , t и перепад давления в сужающем устройстве Ар / 3, 13, 15, 56 /. В зависимости от вида функций (г) аппроксимация по ( 24) монет,

быть произведена о любой желаемой точностью.

Функции ^(х), , в свою очередь, могут быть анпрокси -

мированы более простыми.выражениями /5, 25 / в завискмости от требуемой точности моделирования исходной функции и возможности реализации аппроксимирующих выражений в разрабатываемом аналого-

вом приборе или микропроцессорном устройстве.

Указанное представление сложных Функций положено в основу создания ряда вычислительных приборов для определения расходов теп -лоты и энергоносителей как аналогового действия / 15, 56 /, так и микропроцессорных цифровых устройств / 72, 80-85 /.

Для повышения точности сужающих устройств и соответственно измерения расхода теплоты и энергоносителей разработали методики выбора опт;Е4алыюго предельного перепада давления &р / 8, 15, 16, 19, 56, 74 / и-оптимального относительного отверстия т стандартных и специальных сужающих устройств / 15, т8, 56, 73,81/. Выбор оптимального значения т основывается на минимизации суммарной погрешности коэффициента расхода ос с учетом всох составляющих / 73 /. На рис. 8 показаны изменения а в процентах ( 8а ,%) от среднего значения аСр при изменении чисел Рейнольдса (Не ) от Не ¿п до Ю® для стандартных диафрагм с угловым отбором лр. Наибольшие изменения , достигающие +4 %, получаются при т = = 0,6. Принимая во внимание, что для расходомеров переменного перепада давления диапазон измерения расхода, а следовательно, и изменение Не составляет 3:1, при расчете расходомера необходимо стремиться к тому, чтобы действительные Не соответствовали горизонтальному участку на рис. 8 конкретного выбранного значения т . Если действительные числа Не получаются вблизи граничных значе -ний, т.е. слева на графиках рис. 8, то требуотоя учет действительных переменных значений сС . Для стандартных диафрагм с фганц* -вым отбором лр характер зависимостей аналогичен показанному на рис. 8, только максимальное изменение составляет ¿0,95 % при" /77 = 0,6 и 77—50 т. Большее постоянство а при изменении Яе обеспечивается при меньших значениях т .

В общем случае при отсутствии ограничений оптимальной величиной т можно считать такое его значение, которое обеспечивает минимальную погрешность коэффициента расхода 6а . На рис. 10 приведены кривые суммарного значения (^--/(т). Кривая I на рис.10 а относится к износоустойчива« диафрагмам. ,Пдя диафрагм с угловим и фланцевым отбором лр (рис. 10 а) оптимальные значения т определяются кривой 2, а практически из-за пологого характера при -вых составляют область гп , ограниченную кривой 3. Для стан -дартных сопел и сопел Вентури область оптимальных значений т ограничивается прямой I (рко. 10 б). Аналогичные кри-

а г ¥ ь

ю . 11 1ч и 1з га

а о,1 о,1 о} о,ч лр/р

Рис.8.Изменения 4*каэффицие- Рис..9.Номограмма для выбора отно-нта расхода ос в процентах шения предельного перепада давления от среднего значения в ойла-„ к давлении измеряемой среды лР,,/Р сти чисел Рейнольдса стандартных диафрагм и определения

для стандартных диафрагм погрешности д. множителя е

стак

.1

№

А 101

¿г 100

V >л о?ё* V </,< т

РисЛ0.Суммарные среднвквадратичесйие .погрешности коэффициента расхода еа в зависимости от т с учетом погрешностей : от шероховатости трубопроводов и допустимых отклонении а, к В от расчетных значений: а- для стандартных диафрагм; б- для стандартных сопел и сопел Вентурм 30

Ч/9т»Щ%

Рис,II.Предельные отнрси-тельные погрешности о измерения расхода газа и их составляющие с в зависимости от относительного расхода при использовании износоустойчивых диафрагм

вые построены да стандартных труб Вентури. Обобщенный диапазон оптималышх значений т для диафрагм, сопел и сопел Вентури составляет от 0,05 до 0,4, Суммарная погрешность коэффициента расхода для труб Вентури практически не зависит от значения т . Как следует из рис. 10, наименьшей погрешностью коэффициента расхода 6а при т ^ 0,45 обладают износоустойчивые диафрагмы, которые рекомендуется использовать для увеличения точности измерения расходов теплоты и энергоносителей.

Одной из мер повышения точности измерения теплоты и расходов пара и газа является выбор оптимального предельного перепала давления на сужающих устройствах / 15, 74 /. Такой выбор,в основном, связан с погрешностью &£ поправочного множителя на расширение измеряемой среды £ . Среднеквадратическая погрешность о^ состоит из двух составляющих: &е - среднеквадратической относи -тельной погрешности определения среднего значения еср , соответствующего среднему расходу, и - погрешности, обусловленной отклонением действительного значения £ от ЕСр .

Составляющая фактически является систематической погрешностью, подробно исследована в / 15 / и может быть автоматически учтена при измерении теплоты и расхода пара'или газа /3, 7, 15, 16 /. Максимальное значение этой-погрешности выразится /15,74/

4 (25)

гпи х ед + £п

где £п,£д - значения £ , соответствующие предельному перепапу давления в сужамцем устройстве лрп • и 9 % от арп .

Подставив в (25) значения £п и £д .получим для диафрагм /74/

£ = --я-:-- %) (26)

£тах -„„„Р „ -0,012

&рп((в,66 + 15,93 т2)

где - давление и показатель адиабаты изменяемой среды.

1ля удобства практического пользования на основе (26) построены

юмограмми (рис. 9), по которым можно определять значение ^етах

ю заданному ¿Рп/Р или выбрать оптимальное значение йрп/р Р

фенебрежимо малой погрешностью- Номограммы построены

гля стандартных диаграмм и сопел, сопел Вентури и труб Вентури

хля больших и малых значений арп/р СЛР/Р) /15, 74 /. Для

фактических целей можно также пользоваться более простыми (но

менее точными) формулами / 74 /: для стандартных диафрагм

<? ~ ±20,2.9(1+(27) етах г*

' для стандартных сопел, сопел Вонтури и труб Вентури .

~±(Ь5,0б 1-55,85 (28)

с-тах Рм

Если при расчете сужающего устройства не удается обеспечить оптимального перепада давления &рп и пренебречь погрешностью 8е невозможно, то в устройствах измерения расхода должны учитываться действительные значения & / 15, 56, 74/. В сочетании с выбором оптимального значения т это обеспечивает уменьшение в несколько раз общей погрешности измерения теплоты и энергоносителей. Для примера на рис. II показаны зависимости предельных пог -решностей в измерении расхода газа 8 (или теплота сжигаемого газа - при умножении на удельную теплоту сгорания) и составляющих

С в функции от относительного расхода при использовании износоустойчивых диафрагм / 81 /. Сплошные линии 8,6, соответствуют использованию дифланометра-расходомера и манометра абсолютного давления классов точности 0,6 при постоянных значениях давления и температуры или при автоматическом учете этих параметров (влияние класса точности термометра существенно меньше).Штрих-пунктирная линия показывает зависимость предельной относительной погрешности 8 измерения расхода при дополнительном автоматическом учете действительных значений Е . Использование измерительных преобразователей давления и перепада давлений "Сапфир-22"клас-сов точности 0,25 (ила 0,5) приводит к значительному уменьшению предельной погрешности при расходах выше среднего (штриховые линии 8, б, б1р ).

Допустимые погрешности измерений расхода перегретого пэра при контроле работы теплоэнергетического оборудования приведены в / 63 /, где также даны рекомендации по выбору классов точности применяемых приборов и учету коэффициента £ .

С учетом представления сложных функций расхода теплоты По (24) и дополнительных аппроксимаций по / 5, 15, 25 / предложены схемы аналоговых и микропроцессорных приборов учета теплоты и энергоносителей. Рассмотрим конкретные примеры.

номинальная функция преобразования тепломеров ТЭВ-6 для па-

рогенераторов атомного реактора ЕВЭР имеет вид (без учета потечь теплоты в первичном контуре) /21, 56 /

1 т, 3 8

где X - степень сухости пара; п - количество парогенераторов;

постоянные коэффициенты; К„ - градуировочный коэффициент п -го тепломера; &р - перепад давления на сужающем устройстве; - температура воды.

Для нормального режима Ново-Воронежской АЭС (давление пара рп = 2,2-3,2 МПа, X = 1,0-0,98, ^ = 130-190 °С, давление вот рд = 3,6 МПа) выражение (29) принимает вид

Я = £ кп 0,399)"^^ с/? Дм, (29 а)

где /?£ - текущее значение сопротивления термометра сопротивле -ния 21-й градуировки. Методическая погрешность выражения (29 а) не превышает + 0,06 % и практически не увеличивает результирую -щую ошибку, которая возникает вследствие принятых допущений (от неучета изменения давления воды в диапазоне 2,8-3,8 МПа - не более 0,1 % и от неучета изменения давления (температуры) пара -не более 0,15 %). Основная погрешность тепломера ТЭВ-6 - не бо -лее ±1,0 %.

Для теплосчетчика ТС-20 ( и его последующей модификации ТС-35) основная погрешность нормируется для рабочих пределов изменения температуры воды в прямом трубопроводе = 70-!г0 °С, в обратном - ^р = 30-70 °С и для разности температур лt = 30100 °С. Предел допускаемой основной погрешности теплосчетчика в измерении интегрального количества п мгновенного расхода теплоты + 2,5 %. Предел допускаемой основной погрешности непосредст -венно вычислительного прибора теплосчетчика по аналоговому и счетному выходам +1,5/5.

Номинальная функция преобразования теплосчетчика ТС-30 /56 /' 1ри использовании терлометров сопротианения /^¿„р > ^¿вбр градуировки и пределах колебания параметров, равных tnp = 70150 °С; ^ = 30-70 °С; и = 30-100 °С,запишется

где к ■■ градировочный коэффициент; I - ток датчика, пропорциональный /¿/Г , мА. Методическая погрешность выражения (30) в указанном диапазоне изменения параметров составляет не более 0,3$.

Для микропроцессорных счетчиков теплоты и энергоносителей,например, Е443, Е443М / 83 /, применяются более сложные аппроксимирующие выражении, обеспечивающие методическую погрешность менее 0,1%.

7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФШТИВНОСТЬ СИСШ АВТОМАТИЗАЦИИ УЧЕТА И КОНТРОЛЯ ПОТОКОВ-ЭНЕРГИИ

При управлении энергопотреблением на промышленных предприятиях с использованием систем ИИСЭ экономический эффект получается в результате действия следующих факторов / 30, 54, 64 /:

а) уменьшения капитальных вложений и эксплуатационных расхо -дов в энергосистеме при снижении мощности электростанций или специальных пиковых агрегатов за счет регулирования графика и снижения пиков нагрузки потребителями;

б) повышения срока службы и надежности работы основного обо -рудования электростанций и экономии топлива вследствие уменьшения числа пусков и остановок в результате выравнивания графика наг -руэки;

в) снижения потерь электроэнергии в электрических сетях зй счет уменьшения токов нагрузки при снижении потребной мощности в часы максимальных нагрузок энергосистемы;

г) сокращения численности персонала служб отдела энергетики промышленных предприятий за счет автоматизированного сбора информации о расходах энергии и энергоносителей, а также повышения точности обработки этой информации по сравнению с ручной; уменьшения оплата за .потребленную энергию за счет снижения заявленного мак -симума нагрузки.

Конкретные цифры экономического эффекта и объемы внедрения приведены в раздело "Реализация работы".

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании теоретических и экспериментальных исследований получены следующие основные результаты.

I. Разработаны принципы создания единых систем автоматизации учета и контроля для управления потоками электрической энергии, энергоносителей и теплоты на основе единой интегральной информа-

ции счетчиков-датчиков, а также принципы формировании на ;гх основе иерархических комплексов и единой системы автоматизации учета, контроля и управления энергопотреблением (ЕОАУКУЭ) в энерготике страна.

2. Предложен метод непрерывного определения усредненной мо;ц -ности ( РСр ) потоков энергии и энергоносителей, заключаются в интегрировании энергии на скользящем промежутке времени и обеспечивающий ряд существенных преимуществ по отношения к принятому методу определения на фиксированных интервалах времени. Прове-денноз математическое моделирование методов определения РСр показало целесообразность использования предложенного метода в разрабатываемых автоматизированных системах учета, контроля и управления потоками энергии. При этом точность определения максималь -ного значения при одном и том кз времени усреднения может увеличиться в 2 раза и более в зависимости от характера изменения графика нагрузки. Разработано несколько вариантов реализации предложенного метода определения РСр .

3. Обоснован метод оперативного контроля на электростанциях прохождения максимумов нагрузки энергосистемы посредством автоматизированных информационно-измерительных систем учета и контроля энергии, заключающийся в контроле в часы максимума нагрузки ,"/сродненного минимума генерируемой мощности, а в часы минимума нагрузки энергосистемы - усредненного максимума генерируемой мощности.

4. Предложена методика выбора способа управления энергопотреблением, основанная на моделировании процесса управления на ЭВМ с учетом случайного характера реального графика нагрузки потребителей. Приемлемым следует считать такой метод управления, который обеспечивает для большого числа управляемых потребителей случай -ный во времени характер распределения возможных непродолжительных выбросов нагрузки, их минимальное абсолютное значение, а также непревышение и наиболее полное использование потребителем заявленной мощности или выделенных ему лимитов мощности и энергии. Предпочтительные результаты в управлении нагрузкой обеспечивает предложенный комбинированный метод, сочетающий управление по мощности при подходе к области превышения заявленной Р3 (или лимитной Рл ) мощности с управлением по методу "движущегося окна" с прогнозом энергии (или с прогнозом мощности в другом варианте этого метода)

при определении Рср на скользящем интервале усреднения Т. Метод определения РСр на фиксированных интервалах усреднения Т может эффективно использоваться при относительно небольшом охвате потребителей диспетчерским или автоматическим управлением потребляемой мощности в часы максимальных нагрузок энергосистемы.

5. Разработаны принципы построения многоканальных устройств контроля качества электрической энергии, теплоты и энергоносите -лей, основанные на одновременном (параллельном) преобразовании аналоговой информации по всем входным каналам в цифровой код и реализующие численный метод определения показателей качества энергии.

6. Разработаны методы измерения потоков теплоты и энергоносителей при переменных параметрах, основанные на предложенном уни -взрсальном способе аппроксимации сложных функций нескольких переменных, представляемых как произведение функций одной переменной.

7. Предложены принципы построения автоматических устройств аналогового и дискретного действий для измерения теплоты и расходов потоков жидких и газообразных энергоносителей применительно к электростанциям, котельным, тепловым сетям и промышленным предприятиям, базирующихся на разработанных'"методах измерения.

8. Разработаны методы оптимизации параметров сужающих уст -ройств и выбора предельного перепада давления дафланометров, ис -пользуемых для определения потоков теплоты, основанные на минимизации общей погрешности измерения.

9. Выполнена классификация комплекса технических средств (КТО) для автоматизации учета и контроля потоков электрической-энергии, теплоты, энергоносителей и их качества по их функциональным осо -бенностям,технологическим признакам и техническим характеристикам.

10. Оценены, метрологические характеристики разработанных тех -нических средств учета, и контроля потоков электрической энергии, теплоты и энергоносителей.

11. Разработаны структурные и функциональные схемы и отдельные алгоритмы функционирования КТО на полупроводниковой и микро -процессорной технике:

первая в стране серийная метрологически аттестованная 48-каналь-иая автоматизированная информационно-измерительная система учета и контроля электроэнергии ИИСЭ1-48 (разработана совместно с СКТБ ВЗЭТ);

первая серийная микропроцессорная 96- и 192-канальнгя серийная

автоматизированная информационно-измерительная система учета и контроля энергии ИКС32 (разработана совместно с СКТБ ВЗЭТ, КИИ, ПО "Позистор", ПО "Светлана", НПО "Система");

комплекс автоматических аналоговых приборов да измерения вырабатываемой или потребляемой теплоты в закрытых и открытых системах теплоснабжения, теплота, вырабатываемой бойлерными установками и парогенераторами ТЗС и АЭС, теплоты потоков пара, сжигаемого газа и др.;

комплекс приборов для определения потерь энергии в электри -ческих сетях, для вычисления параметров качества электрической энергии (разработан совместно с НИИ);

многоканальное микропроцессорное устройство учета теплоты и энергоносителей (разработано совместно с СКТБ ВЗЭТ и ППЗ).

12. Результаты теоретических исследований и практические раа-работки в виде серийных систем учета и контроля энергии внедрены в производство с подтвервденним экономическим эффектом только по 33 предприятиям в доле автора в суше 1,19 млн.руб. в год. Общий годовой экономический эффект составляет более 50 млн.руб.

13. В итоге работ, выполненных авторам и под его руководством, создано и успешно развивается научно-техническое направление по автоматизации в единой системе учета, контроля и управления потоками электрической энергии, теплоты, энергоносителей и их качества. В настоящее время по данному направлению работают многие подразделения институтов, заводов, проектных и других организаций.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. A.c. 160343 СССР. Способ измерения расхода тепла, приносимого потоком нагретой среды / В.С.Каханович //Бюл.изобр.-1964.-№3.

2. A.c. I649I3 СССР. Способ определения относительного при -роста расхода движущего фактора (тепла, пара,вода) энергоустановок /B.C. Каханович // Бал. изобр. - 1964. - ^ 1?.

3. A.c. I6S83I СССР. Способ коррекции расхода контролируемой среды по коэффициенту расширения /В.С.Каханович // Еюл.изобр. -1965. -Ä7.

4. Каханович B.C. Измерение расхода вещества и тепла с автоматическим введением коррекций...// Автоматическое управление энергоустановками и системами.- Мн.: Наука и техника, IS66.-C.161-176.

5. Каханович B.C. Способ моделирования сложных функций при малых вариациях переменных // Гйпшслителъная техника. - Мн.: На-

37

yica и техника, 1965. - С. 59-64.

6. А.о. 185094 СССР. Способ измерения расхода тепла /В.О.Ка -хановяч, В.А.Аяищокко // Бюл. кзобр. - 1966. - №■ 16.

7. Каханович B.C. Автоматическая компенсация погрешности расходомеров от изменения коэффициента расширения измеряемой среди // Измерительная техника. - 1967.-№ 7. - С. 41-44.

8. Каханович B.C. Учет изменения множителя е и выбор пре -дельного перепада давления в расходомерах переменного перепада /Методы и приборы .для измерения расходов и количеств жидкости,газа и пара // Тр. П нэучно-техн.конф. - М.: ЦНИИТЭИпрйборостроения.-

С. 27-31.

9. Комплексная автоматизация электростанций и энергосистем -ближайшая задача энергетики Д.Г.ЖимерйН, Э.Б.Ахундов, B.C.Ер,ia -ков, В.С.Каханович, Г.И.Хутский // Электрические станции..- I968.-И 8. - С. 29-34.

10. A.c. 219263 СССР. Тепломер / В.С.Каханович // Бюл. изобр.-1968. - Я 18.

11. A.c. 260225 СССР. Устройство для измерения количества тепла, переносимого потока! пара / В.С.Каханович, Р.А.Калько // Бюл. изобр. - 1970. - № 3.

J2. A.c. 263193 СССР. Расходомер / В.С.Каханович, Р.А.Калько // Бюл. изобр. - 1970. -07,

13. A.c. 263222 СССР. Устройство для измерения теплофизических характеристик перегретого водяного пара / В.С.Каханович, Р.А.Каль-йо // Бюл. изобр. - 1970. 7.

14. A.c. 272614 СССР. Устройство для измерения тепла потока Жидкого теплоносителя / В.С1Каханович, И.Н.Мороз, Р.А.Калько

// Бюл. изобр. - 1970. - № 19.

15. Каханович B.C. Измерение расхода вещества и тепла при переменных параметрах. - М.: Энергия, 1970. - 168 с.

16. Каханович B.C. Компенсация погрешности расходомеров от изменения коэффициента расширения среды //Новая измерительная аппаратура для энергооборудования / Тр. ЦКТИ.-1970. - Вып. 99. - С.22-25.

17. Каханович B.C., Левкович В.В. Информационно-вычислительное устройство для определения технико-экономических показателей работы энергоустановок// Комплексная автоматизация электростанций / Материалы к республиканскому научно-техническому совещанию. -Мн.: БелНТОЭП, 1956. - С. 54-67.

18. Каханович B.C., Калько P.A. Выбор оптимального модуля су-

¡сающего устройства и повышенно точности измерения расходов // Измерительная техника, - I97I.-W 5. - С. 38-40.

19. Каханович B.C., Калько P.A. Выбор оптимального предельного перепада давления на сужающих устройствах расходомеров пара и ?аза // Приборы и системы управления. - 1971. - J 7.- С. 18-21.

20. Устройства для тарифных расчетов предприятий за электроэнергию / В.С.Каханович, И.Н.Мороз, А.А.Москаленко и др. // Про -шшленная. энергетика. - 1972.- К 5.- С. 25-28.

21. Некоторые вопросы'автоматизации обработки информации на 1ЭС /В.С.Ермаков, В.С.Каханович, Р.А.Калько, Е.К.Заливако // Атом-!ая энергия. - Т.ЗЗ.-'Вш. 4. - 1972. - Октябрь. - С. 847-849.

22. A.c. 342058 ССОР. Расходомер / В.С.Каханович, Р.А.Калько, ¡.К.Заливако // Бюл. изобр. - 1972. - J6 19.

23. A.c. 347597 СССР. Тепломер перегретого пара / В.С.Кахано-зич, Р.А.Калько, И.И.Остроух и др. // Бюл. изобр.- 1972. - JS 24.

24. A.c. 348895 СССР. Устройство для измерения среднего значе-иш к п" д паро-газовой установки / Е.А.Шорников, И.А.Михайлов, иД.Анищенко, В.С.Каханович // Бюл. изобр.- 1972. - )s 25.

25. Каханович B.C., Калько P.A. Приближение функций в области ?еплотехнических измерений // Научные и прикладные проблемы энергетики / Респ.межввд. сб.: .Теплотехника. -Мн.: Бшл.шк., 1974. -5ып. I. - С. 57-62.

26. A.c. 427285 СССР. Электронное устройство для тарифных рас-ютов предприятий за электроэнергию / В.С.Каханович, А.А.Москален-;о, В. Ф. Антонович, С.Я.Лайванд // Бюл. изобр. - 1974. - Ji 17.

27. A.c. 454491 СССР. Устройство для измерения разности темпе-)атур /В.С.Каханович, А.М.Апарович, P.A.Калько //'Бюл. изобр. -:974. - № 47.

28. A.c. 455250 СССР. Устройство для измерения тепла потока шдкости / В.С.Каханович,.Р.А.Калько, Е.К.Заливако // Бюл. изобр.-

1974. - № 48.

29. Типовые ячейки-блоки на интегральных элементах серии "JIo-■ика" для цифровых вычислительных устройств / В.С.Каханович, Г.Т. !улаков, А.А.Москаленко, А.Д.Анищенко // Приборы и системы управ-:ения. - 1975. - Ji I. - С. 50-52. .

30. Каханович B.C., Шидловская М.Н. Экономическая эффективность шедрения автоматизированных систем учета энергии //Промышленная нергетика. - 1975. - № 2. - С.37-39.

ЗТ. Автоматизированная информационно-измерительная система

учета и контроля электроэнергии ШСЭ1-48 / В.С.Каханович, В.Ф.Антонович, Л.И.Евтгосов и др. // Промышленная энергетика. - 1975. -№. 4. - С. 31-33.

32. Автоматизированная информационно-измерительная система учета и контроля электроэнергии ИИСЭ1-48 / В.С.Каханович, В.Ф.Антонович. Л.А.Шаметько и др. //Инструктивные материалы но проектированию электротехнических промышленных установок. - ГНИ Тяжпром-олекгронроект. - М.: Энергия. - 1975. - 7. - С. 37-49.

33. A.c. 472345 СССР. Устройство для ввода масштабных коэффициентов /' В.Ф.Антоневич, В.С.Каханович, Л.А.Шаметько // Бюл.изобр

1975. - № 20. .

34. A.c. 473100 СССР. Устройство для учета и контроля электроэнергии / В.Ф.Антонович, В.С.Каханович //Бюл. изобр.- 1975. - Je 21.

35.A.c. 4985IQ СССР. Теплосчетчик / В.С.Каханович, Р.А.Калько, А.М.Апарович и др. // Бюл. изобр. - 1976. - № I.

36. A.c. 506842 СССР. Устройство для диспетчерского контроля нагрузки предприятия / В.С.Каханович, В.Ф.Антоневич // Еюл.изобр.-

1976. - № 10.

37. A.c. 5I5J.30 СССР. Устройство для определения электричес -кой нагрузки предприятия / В.Ф.Антоневич, В.С.Каханович // Бкш. изобр. - 1976. - Д 19.

38. A.c. 521525 СССР. Автоматическое устройство доя определения текущей совмещенной электрической нагрузки предприятия / В.Ф. Антоиевич, В.С.Каханович // Бюл. изобр. - 1976. - № 26.

39. A.c. 525026 СССР. Устройство для определения совмещенной электрической нагрузки предприятия / В.С.Каханович, В.Ф.Антоневич // Еюл. изобр. - 1976. - № 30.

40. A.c. 523464 СССР. Теплосчетчик •/В.С.Каханович, Р.А.Калько, А.М.Апарович, К).М.Ситников // Бюл. изобр. - 1976. - № 34.

41. Автоматизированная информационно-измерительная система учота и контроля электроэнергии ИИСЭ1-48 / В.С.Каханович, В.Ф.Антоневич, А.И.Евтихов и др. // Техническая информация. - 3-е изд., доп. - Вильнюс, 1976. - 36 с.

42. Каханович B.C. Автоматизированы1!:! контроль- за режимом потребления энергоресурсов - ватный фактор их экономии // Экономия энергореоурсов и оптимизация режимов энергопотребления на пред -приятиях цветной металлургии: Тез. докл. УП Воесоюз.совещ.энергетиков цветной металлургии. - Центр. правл.Н'ГОцветмет. - Ml, 1977.-

С. 23-25. 40

43. Каханович B.C., Ткаченко B.K., Ткшмвич П.II. Авгомагиэи-рованиая система контроля показателей качества электроэнергии // Автоматические и автоматизированные системы управления в энергетике. -1,1.: ЭПШ, 1577. - Вып. 60. - С. 160-164.

44. Каханович B.C., Бондарь H.i. Автоматизированный контроль качества тедловой энергии // Там же. - С. III-IIS.

45. А.с.549890 СССР. Коммутатор / В.Ф.Литоневяч, А.И.Евтихов,

B.С.Каханович, А.И.Сабаляускас // Бюл.изобр.- IS77. - JS 9.

46. Каханович B.C. Состояние и развитие технических средств учета и контроля потребления электроэнергии и соблюдения лимитов

// Рациональное использование электроэнергии: Материалы семинара.-М.: МДНТП, 1978. - С. 70-75.

47. Каханович B.C. Проектирование технических средств учета и контроля электроэнергии и анализа графиков нагрузок // Проектирование и эксплуатация систем электроснабжения: Материалы конференции. - М.: МДНТП, 1978. - С. 165-168.

48. A.c. 634263 СССР. Устройство для ввода информации от дискретных датчиков / А.Д.Ашпденко, В С.Каханович // Еюл. изобр. -1978. - 43.

49. Каханович B.C., Ткаченко В.Е., Тюшкевич H.H. Некоторые проблемы измерения и учета электрической энергии (участие в дискуссии) // Промышленная энергетика. - 1979.-J6 I. - С. 53-54.

50. Каханович B.C., Красько A.C. О некоторых технических требованиях к информационно-измерительным системам учета и контроля электрической энергии // Промышленная энергетика. - 1979.-Ji 5. -

C. 27-29.

51. Каханович B.C., Тюшкевич Н.И., Ткаченко В.Е. Электронный счетчик потерь электрической энергии // Промышленная энергетика

1979.-Jf 8. - С. 34-35.

52. A.c. 657426 СССР. Устройство для автоматического регулирования нагрузки промпредприятия / В.Ф.Антоневич, Г.Э.Кучинский, В.С.Каханович // Бюл. изобр. - 1979. - № 14.

53. A.c. 659955 СССР. Устройство для автоматического контроля потребления энергии / В.Ф.Антоневич, А.Д.Алищенко, В.С.Каханович, А.И.Сабаляускас // Бюл.изобр. - 1979. - № 16.

54. Каханович B.C., Телицын С.С., Порохнявый В.II. Экономическая эффективность внедрения автоматизированных систем учета электроэнергии /',/ Промышленная энергетика. - 1980-Л 2. - С. 5-7.

55. Комплекс средств ИИСЭ2 для информационно-измерительной системы учета и контроля энергии / В.С.Каханович, В.Ф.Антоневич, А.В.Праховник и др. //Техническая информация. - Изд. 1-е. - Вильнюс, 1980. - 63 с.

56. Учет и контроль расхода энергоносителей и тепловой энергии (Методы и приборы) / В.С.Каханович, Р.А.Калько, А.М.Аларович и др. - М.: Энергия, 1980. - 232 с.

57. Алгоритмы вычислительного метода определения показателей качества электроэнергии / В.С.Каханович, В.Е.Ткаченко, Н.И.Тюшке-вич, А.С.Вершинин // Системы управления в энергетике. - М.: ЭНИН,

1980. - С. 13-18.

58. А.с.754313 СССР. Устройство для диспетчерского контроля нагрузки предприятия / В.Ф.Антоневич, Д.Г.Горелик, В.С.Каханович и др. // Бюл. изобр. - 1980. - № 29.

59. A.c. 767570 СССР. Устройство для измерения количества тепла / Р.А.Калько, В.С.Каханович, Е.К.Заливако // Бюл.изобр.- 1980.-

Jé 36.

60. A.c. 786002 СССР. Оптоэлектронный переключатель./ В.С.Каханович, А.В.Полунин // Бюл. изобр. - 1980. - В 45.

61. A.c. 808942 СССР. Устройство, для контроля выработки и потребления энергии / В.Ф.Антоневич, В.С.Каханович, В.К.Коялио, A.C. Сабаляускас // Бюл. изобр. - 1981. - № 8.

62. A.c. 838593 СССР. Устройство для контроля показателей качества электрической энергии в трехфазных сетях / В.С.Каханович, Н.И.Тюшкевич, В.Е.Ткаченко, А.С.Вершинин // Вол.изобр.- 1981.-й 2:

63. ОСТ 108.006.05-81. Допускаемые погрешности измерений расхода перегретого пара при контроле работы теплоэнергетического оборудования ./ Е.А.Шорников, В.В.Пазухйн, В.С.Бритько, В.С.Каханович и др. - Введен с 01.01.83. .

64. Зыкин Ф.А., Каханович B.C. Измерение и учет электрической энергии. - М.: Энергоиздат, 1982. - 104 с.

65. Вершинин A.C., Тюшкевич Н.И., Каханович В.О. Технические характеристики измерительного блока автоматизированного контроля показателей качества электроэнергии в энергосистемах // Автоматизированные системы управления на электростанциях, в электрических и тепловых сетях. - М.: ЭНИН, 1982. - С. II6-II9.

66. A.c. 960898 СССР. Устройство для сбора, кодирования,передачи и приема информации с исправлением ошибок / А.Д.Аниценко,

Г.Э.Кучинский, В.К.Коялис, В.С.Каханович // Бмл.изобр.-1982.-№35.

67. A.c. 1003346 СССР. Электронный ключ / С.Н.Маркевич, B.C. Каханович // Бал . изобр. - 1983. - Й 9.

68. A.c. II0447I СССР. Многоканальное устройство контроля параметров качества тепловой энергии / В.С.Каханович, А.С.Вершинин, Н.Ф.Бондарь,И.И.Искренкова // Бш. изобр. - 1984. - й 27.

69. Каханович B.C., Вершинин A.C.'Контроль и поддержание ка -чества электроэнергии - вачшый фактор экономии тспяивно-энсргети-ческих ресурсов // Энергетика... (Изв.высш.учебн.заведений). -1984.- № П. - С. 7-10.

70. Каханович B.C. Состояние и основные направления развития автоматизации учета и контроля выработки и потребления энергии и энергосистемах // Энергетика... (Изв.высш.учебн. заведений). -1984. - № 12. - С. 11-20.

71. Каханович B.C. Совершенствование систем учета и контроля электрической и тепловой энергии в энергосистемах //Промышленная энергетика. - 1985. - # 7. - С. 13-16.

72. К вопросу автоматизации учета расходов энергоносителей и теплоты в энергосистемах / В.С.Каханович, А.В.Куцыло и др. //Энергетика... (Изв.высш.учебн.заведений).- 19Я5. - & в. - С. 20-25.

73. Каханович B.C. Повышение точности измерения расходов энергоносителей путем оптимизации относительной площади сужающего устройства // Энергетика... (Изв.высш.учебн.заведений).- 1985. № 9.-

С. 78-81.

74. Каханович B.C. Выбор оптимального предельного перепада давления сужающих устройств расходомеров // Энергетика ...(Изв. высш.учебн.заведения). - 1985. - №. 10. - С. 74-80.

75. Каханович B.C., Вершинин A.C. Оценка погрешности численного метода определения показателей качества электрической энергия // Энергетика... (Изв. выс.ш .учебн. заведений). - IS85.-Js II.-С. 22-26.

76. Веников В.А., Щербина Ю.В., Каханович B.C. Информационное обеспечение энергосистем на основе микропроцессорной техники // Энергетика... (Изв.высш.учебн.заведений).- 1985.-Л 12. - С.10-12.

77. Каханович B.C., Вершинин A.C. Влияние погрешностей дискре-■изации на точность определения показателей качества электроэнер-■ии численным методом // Энергетика...(Изв.высш.учебн.заведений).-

1986. - № 4.- С. 15-17.

78. Каханович B.C. Форлирование единой системы автоматизиро-

■щ

ванного учета, контроля и управления энергопотребле!щем(ЕСАУКУЭ) //'Энергетика... (Изв.высш.учебн.заведений). - 1986. - J5 5.-C.I2--19.

79. Каханович B.C. Сравнение методов определения совмещенной усредненной мощности потоков энергии // Энергетика... (Изв.высш. учебн.заведений). - 1986. - И 9. - С. 17-22.

80. Каханович B.C. Сравнение методов управления энергопотреблением // Энергетика... (Изв.высш.учебн.заведений). - 1986. -

Ü 10. - С. 18-23.

81. Повышение точности и метрологической надежности при измерении расходов энергоносителей с использованием износоустойчивых диафрагм / В.С.Каханович, А.В.Куцыло и др. // Энергетика... (Изв. высш.учебн.заведений). - 1986. - № II. - С. 82-86.

82. Каханович B.C. Моделирование процессов управления электропотреблением и определения усредненной мощности //Энергетика ... (Изв.высш.учебн.заведений). - 1986. ~ )й 12. - С. 23-29.

83. Микропроцессорная локальная система учета и контроля расходов энергоносителей и теплоты / В.С.Каханович, А.В.Куцыло.Ю.А. Куварзин и др.//Энергетика...(Изв.высш.учебн.заведений). - 1987.-№ II. - С. 32-36.

84. К вопросу учета энергоносителей и теплоты в разрабатываемых микропроцессорных системах учета и контроля энергии /В.С.Каханович, А.В.Куцило, Ю.А.Куварзин и др. // Энергетика... (Изв. высш.учебн.заведений). - IS87. - JS 12. - С. 28-32.

85. Применение микропроцессорных устройств для автоматизации учета и контроля расхода энергоносителей и теплоты на промышленных предприятия);: / В.С.Каханович, А.В.Куцыло, Ю.А.Куварзин, И.А. Леусенко // Применение микропроцессоров и ЭВМ для экономии энергоресурсов в промышленности и биту / Материалы краткосрочного семинара. - Л.: ЛДИТП, 1988. - С. 54-60.

86. Каханович B.C., Мелешин В.Г., Куркуль A.B. О повышении надежности функционирования систем учета энергии // Энергетика.. (Изв.выси.учебн.заведений). - 1988.-.» 12. - С. 25-27.

КАХАНОВИЧ Владимир Семенович

ЕДИНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ УЧЕТА И КОНТРОЛЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКАМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И ТЕПЛОТЫ В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ

05.14.02 - Электрические станция (электрическая часть), сети, электроэнергетические системы и управление ими;

05.11.04 - Приборы и методы намерения тепловых величин

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Редактор Т.А.Палилова

Подписано в печать 14.07.89. AT 08872.

Формат 60x84 I/I6. Бумага т. № 2. Офс.печать.

Усл.печ.л. 2,6, Уч.-изд.л. 2.0. Тир.100. Зак.1514 .Бесплатно.___

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт. Отпечатано на ротапринте ЕЛИ. 220027, Минск, Ленинский пр., 65.