автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Многокритериальная оптимизация параметров городских распределительных электрических сетей при неопределенности исходной информации

Р Г 6 ОД И0СК0ВСКШ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

/ о Ч\м 'ППС1

! о На правах рукописи

ЩАРУФ СШЯЯ

июг01£иггериалы1ля оптимизация параметров .городских

распвд2я5п№шх электрических сетей при неопределенности исходной ююориации

Специальность

05.14.02 -Электрические станции {метрическая честь) , сети , электроэнергетические систош и упрошгашю ими.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соиехвнио ученой степени кяндвдата технических наук

Москва, 1993

Работа выполнена на кафодро " электроэнергетические системы " Московского впоргетичоского института.

Jlaymffl руководитель

Официальные оппоненты

Ведущая организация:

доктор тетничесзаа наук, профессор А.А.ГЛАЗУНОВ

доктор технических наук, профессор Т.Б. Лацинская кандидат технических наук, с.н.с. A.A. Федосеев

Проектный институт " ГКПРОКашНэнерго"

Защита состоится мая___1993 года в 14 чесов .

на заседании специализированного Совета К 053Лв.17 в Московском энергетическом институте по адресу: Москва» Красноказарменная 17, ауд . Г-201

Отзьго, заверенная печатью, просим высылать по адресу: 105835 ГСП, Москва Е-250, Красноказарменная ул., дом 14, Ученый Совет МЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан "_____"_____________ 1993 года.

Ученый секретарь специализированного совета К 053.16.17

Ю .А. Барабанов

Электроэнергетическая система Сирийской Арабской Республики (САР) з настоящее время характеризуется интенсивным развитием, связанным с болыаими темпами роста электропотрэбления , а также максимума нагрузки потребителей. В особенности это касается систем электроснабжения городов (ЭСГ), поскольку основными потребителями электроэнергии п САР являкггся промьтленность и коммунально-бытовой И'УБ) сектор, расположенные на городских территориях. Учитывая, что более 7Q* суммарной нагрузки приходится на К^Б сектор, возникает значительная проблема развития городских электрических сетей а условиях роста электрической нагрузки. При этом отмечается, что параметры электрических сетей в городах имеют значительный разброс из-за постоянных влияний случайных факторов условий их развитая, их сооружения по условиям различных фирм, а также кз-за отсутствия в САР методических рекомендаций по обоснованному выбору параметров электрических сетей и по проектарювашт новых систем ЭСГ.

Дополнительно необхоико отметить, что все исследования оптимального построения городе:dk распределительных электросетей (ГЭС), ЕЬЕолпенныз в странах СНГ и кия сснозызапгся на: а ^терминированном гадании всей исходной ииЗормацдец б(применении критерия приведенных затрат. Тскко решения, но уцтдшщие перспективную неопределенность кеходясЯ кзгГормзции, а такзо конкретные влияния оснсв-тя частая кр'гтерков в настоящее время не могут считаться доста-ТОЧКЪ?ГЛ.

ШЬ^ДБОТУ: 1

1.Разработка обоснованной методики многокритериальной оптимизации параметров РЭС систем ЭСГ САР. с учетом неопределенности исходной информации, а также более полного учета влияний ряда частных тех-южо-экономичеекза факторов.

2.Выбор и рекомендации по применению оптимальных параметров РХ 0.4-20 кВ для характерных технических условий городов Сирии.

жго® щм^щщ,

Для решения поставленных задач в дасертационной работе использованы следупщад методы:

топологическое эквивзлентирование систем fx городов с учетом технических ограничения оптимизируемых параметров;

нормализация неоднородных по размерностям состпалягедах многокритериального оценочного функционала;

теория применения платежных матриц;

теории принятия решений и теории игр. нлушля- швюнл_рлоота:

1.Иа основе положений теории системных исследований и теорий принятия решений применительно к задачам оптимизации развитая РЭС систем ЭСГ разработана методика и конкретная форма многоцелевой оценки и выбора параметров сетей 0.4-20 кВ, в условиях перспективной неопределенное™ исходной информации.

2.Разработана методика формирования частных критериев функционала технико-экономической оценки параметров городских РЭС, а таете методика определения и выбора коэффициентов приоритетное™ каждого из частных 1фитериев.

3.Осуществлен анализ результатов оптимизации изучаемых параметров на основе аддитивной формы многоцелевого функционала.

4.Выполнен сопоставительный анализ выбора оптимальных параметров рассматриваемых электросетей при детерминированном и неопределенном задании электрических нагрузок хилых районов городов; показаны преимущественные обдаста применения методики с учетом влияния факторов неопределенное™.

5.Выполнен оригинальный конкретный анализ оптимальной стратегии развитая параметров РЭС систем ЭСГ при учете неопределенное™ исходной информации ( применительно к условиям САР ). ГОАктачкжля цшость

1.Ha основе разработанной методики технико-экономического анализа городских РЭС сформированы конкретные математические выражения и количественные характеристики применения данной методики в реальных условиях систем электроснабжения жшых районов городов;

2.Проанализировано влияние неопределенное™ различных характеристик исходной информации на выбор оптимальных параметров рассматриваемых РЭС; выявлено решающее влияние неопределенное™ задания расчетных электрических нагрузок потребителей электроэнергии.

3.11а основе анализа с учетом реальных топологических и технико-экономических условий электроснабжения городов Сирии разработана и рекомендована стратегия оптимального развитая РЭС жилых районов городов САР. Данная стратегия характеризуется:

- повсеместным применением номинальных напряжений 0.4-20 кВ при петлевых схемах данных сетей;

- применение ТП 20/0.4 кВ : 1x400 кВЛ при <?=2 МВА/км2 .

1х530кВА при 0=6-10 МВА/КМ2;

- применением ограниченного количества сечений хил кабелей (алюминий J^Omk2 При sTO=I*400, F=95-I20MM2 при STO» 1*630 КВА . АЯОБАШЯ РАБОТЫ^

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на заседании секши "Электроснабжение городов" МНГОЭ 2=11.1993 г,

гагашкАшк

По теме диссертации опубликован препринт в издательстве МЭИ.

Диссертационная работа изложена на 95 страницах машинописного текста, иллюстрируется 34 рисунками, 29 таблицами, состоит из 4 глав, введения, заклшения, б приложения и списка литературы из 83 наименования.

В_первой_ршвв приводится общая характеристика алектрознерта-ки САР, в составе которой Функционирует систены ЗСГ.

В САР количество потребляемой электроэнергии интенсивно растет, что характеризуется потреблением в 1965 году 332 клн.кВтчт , а в 1986 г. 5647,2 vum кВт.ч. (прирост 861 х ЗА 10 лет).Татае рас-тэт удельное злектропотребление на одного человека: в 1965 году -84 , а к 1985 произоало увеличение до 550 кВт.Ч'(год чел).

Электрические сети электроэнергетической системы САР сформированы с использованием номинальных напряжений 230 и 66 кВт, напряжение распределительных сетей - 20 кВ.

Электросети САР разных ступеней напряжений связаны между собой подстанциями (ПС) 23(У66 и 66^20 кВ. В основном установленные мощности трансформаторов ПС 23CV66 кВ .составляют.3-2x70, 2x50 мВА и зависят от размера города и величины его нагрузки.

В системах электроснабжения городов Сирии основньми номиналь-ньии напряжениями являются 66 , 20 и 0.4 кВ. Электрические сети напряжением 66 кВ образуют замкнутые линии вокруг территории городов и сооружаются в виде воздушных линий на стальных опорах с алюминиевыми проводами. Понижащие подстанции 66^20 кВ являются его источниками питания городов. Характерные установленные модности их трансформаторов следующие: 2 х 10,2 х 20 МВА.

Распределительные сети 20 кВ обычно строятся по петлевым схемам, которые разомкнуты в нормальном режиме. Они сооружаются как кабельньми линиями с пластмассовой изоляхлтей с сеченном жил 95-IH5 ми2,так и воздушнъми линиями с проводами АС - IZCVZOmm2.

Городские трансформаторные подстзнзэти 21V0.4 кВ с*гн> ряеполз-гаются на территории города, как правило, в центре оасдуткипомог'о

- б -

района. Номинальная мощность трансформаторов таких подстанций зависит от нагрузки района и находится в продело от 50 до 1000 kBAj наиболее часто встречается мощность ТП в городах от 200 до 630 кВА, о за городом от 50 кВЛ и вьше. В ТП 2CV0.4 кВ устанавливается один и реже два трансформатора.

Во.второй.глазе_ дан обзор методов оптимизационного анализа РЭО городов, примененных в выполнены! до сего времени исследованиях,, Приводится их краткая критическая оценка.

При данных оптимизационных исследованиях, в качестве критерия отпимальности решения используется минимум приведенных затрат. Данный критерий глубоко разработан в теоретическом вспоите и широко применяется в практике проектирования.

При определении оптимальных параметров городских РХ применялись методы: сравнение вариантов, аналитический, математического программирования и критериального анализа. Перечисленные методы облаот как достоинствами» так и определенными недостатками:

1>используется один критерий оптамизации-приведенные затрата;

ZДоставляющие приведенных затрат учитываются без анализа их взаимной приоритетности!

3>иеходаая информация принимается и применяется в детерминированном виде,не учитывается ее возможная перспективная размытость.

Вследствие этого, результаты таких оптимизационных исследований характеризуется значительны«! областях« технико-экономической устойчивости. Такие вывода относятся к определению номинальных напряжений сетей, мощностей ТП Ю(В)-20/0.4 кВ оптимальных сечений кил кабелей и проводов воздушных лилий,числа линий НН,отходящих от одной ТП и др.

Основу моделирования ряда количественных характеристик РХ составляют их идеализированные топологические модели. Топологическая модель системы ЭСГ или ее зон, районов и т.п. представляет собой схематическое изображение расположения ИП электроснабжения, основных узлов и участков электрических линий , нанесенных на модель территории города.

При данном моделировании должны соблюдаться условия: I-равенство суммарных электрических нагрузок реального и идеализированной топологической модели района;

fp«í> " гр«р> " ^n'Vrap ' <Ii

где s , PWI- полная и активная соотпвлявдая наибольшей суммарной

нлгрузки ИП района: ''я<ип) • " п: в*рхност.:ле пло:нсстк пел-

•ной и активной составляющей нагрузок района, приведенные к шинам данного 101.

2 - совпадете суммарной протертости распределительных линий ре-о.тьпоЯ и вдеалиэироввшсЗ моделей электроснабжения районов

ьрлсц> 3 ьрлср> 1 <2>

'3 - совпадение наиоальяих дшш единичных распределительных линия ьрл.нбси>а ирл.нбсРг <ю

В ^третьей _гдаво представлена разработка методики многокритериальной-оптимизации параметров городских РЭС при неопределенности исходной количественной информации.

Сложность и многоцелевой характер хозяйства у функционирования современных городов предъявляют ряд требований к их планировке, архитектуре и технической эстетике , что отражеется на конструкциях алектросетевых сооружений , их обьемах, размещении» требовагшях к отсутсвию вредных экологических воздействий.

Общие требования, которьм должен удовлетворять набор критериев при решеюш любой проблемы выбора, заключается в следущем: а)система критериев должна количественно оценивать все поставленные цели, т.е. быть полной ; б) система критериев должна обеспечивать принятие единственного решения; з) система критериев должно не содержать дублирующих оценок одних я тех же влияниях факторов; г)она должна включать по пост-юзаюста минимальное число критериев, отража-щих лишь важнейшие аспекты решаемой задачи.

Выполнение поставленных требований в излагаемом исследовании обеспечиваэтся соответстаугщим составом многокритериального функционала и совладением технических требований выполнения РЭС. Многокритериальный функционал формируется в следующем составе следупдах частных критериев: капиталовложений на сооружение РЭС среднего (СН) низшего (НН) напряжения и на сооружение ТП 2(Уоакв <К, тьв.Слэ; потеря олактроанергин в исследуешх сетях сдэ,кВтч^год>; показатель надежности электроснабжения, хоторьм является недоотпуск электроэнергии от перерывов электроснабжения потребителей при аварийных отключениях элементов электросетей 0,4-20 кВ <лу. кВт)-тол>.

В качестве дополнительных критериев, специфических для территорий городов, должны учитываться отчуждения площадок под сетопью сооружения «подстанции, распределительные пункты» и премрцные раскопки трасс для прокладки и ремонт® кабельных линий. Поэтому в составе многокритериальной оценки я дтшем исследовании вводятся кат,! ■ честаенные показатели необходим! ям кчлич«стоа траигф.рматпрны» кг-

станция в рассматриваема районах с n , шт > и критерии нарушения территории города <ь,км>. связанные с прокладкой кабельных линий.

Представление частные критерии отличаются единицами измерения н порядком величины,что приводит к необходимости операции свертывания частных критериев в скалярную функции,приведения Их к одному масштабу, т.е.выполнения свертывания часта критериев вида:

п «■

ФА - С Т.е.. , <4>

Л I«« 1 1

где г, - нормированные частные критерии (в данной работе по естественному способу)» «J- коэффициенты важности частных критериев.

Для учета степени важности целей критериев или показателей в функции <4> целесообразно использовать подход Свата путем формирования матрида важности <А).

При построении (А) возможно предоставление различных меню, составляема заранее, в зависимости от конкретных условий решаемой задачи. Важность целей, сравнивается попарно для двух показателей а и л здесь предлагается следующее меню:

1-» - намного хуже, чем j, при этом ai j - оз ,

2-1 - хуже, чем J, при атом j ■ 0.5*,

3-1 и j ровны, при атсм al j »'i ,

4-1 лучше J, при ЭТОМ «j J » а

После формирования (А) вычисляется его собственный вектор <£>, соответствующий максимальному собственному числу <х>,которое является корнем следующего уравнения

|А - ХВ| > 0 , <5э

где Е - тождественный оператор.

Собственный вектор матрицы определяется:

AÍ « xf . <6J

Нормированные элемента вектора «х> является степенями важности числовых значений целей; нормирование выполняется произвольны« образом. В данной работе нормирование выполняется следущим образом:

X » СХ - х / Е я <7з

Построение исследуемой технико-экономической модели электроснабжения города в данной роботе производится с учетом топологической модели рис. I.

При построении и составлении технико-экономической модели РЭС жилья районов городов принималось:!-часть города, района питающегося от одного ИП имеет форму квадрата или прямоугольника; 2-ИП спод-станция 66/20 хВ> расположено в центре района; 3-узлы нагрузки рас

СИ а виде ТП 2ХУ0.4 кВ равномерно размещены по площади района ;4-узлы нагрузки РЗС НН, в виде вводных,распредустройста в задания, равномерно распределены вокруг ТП. •

Для представленной топологической модели района электроснабжения города, получегы следупгиэ математические модели частил критериев:

1. капнталовлокекиЯ:

ь " к«н + «та + клнн - -оКо.лсн ^ "та'3 + «^то"23 + ^то^'то Чн + аЗко,то + а45та + «б^ш^то +

где: сто- плотность нагрузки на шинах ТП, ИВт/мг,

2. потерь электроэнергии: , _ , _п к

а5Е = дЭлсн + лЭто + АЭлнн " в15то т гсн "та + % +

+ в3 Зта + я4 т + ^та т + Vto г™ т • t9>

p-lp-l

нн нн

3. иедоотоуска электроанергии

wh - "лен + wto + "лнн - ci STO "то т» *

* са Зто тн. * х,н 5то <10>

4. длинны трасс кабельных линий:

- L „„ + L » d. si®-23 crZ^'.5 + dL S_ «С* , ell)

ТЛЕ трен тр нн 1 TO ТО а ТО ТО б. количества ТП:

» »»sli ci2>

то I то то

По данным критериям получены следующие зависимости представленные на рис. 2-6.

На основе функционала (4) и конкретных моделей частных критериев (8)-(12) формируется оптимизационная математическая модель ГЭС, вкличащая комплексный функционал типа

•a- °k h * °г + "з *н + aH LTTO + а5 "то« °-е- (13) a таете модели ограничений (14)-(18).

При этом учитывались следующие ограничения налогае»» на оптимизируя»» параметры:

1) по длительному допустимому току:

в сети НН '$5"»™ доп.= АогрЛ 1; tU>

в сети СН = *огр.З FcA595'- 1 <1Б>

2) по допустимой потере напряжения (Ьх)

в сета нн: ли™, ✓ au™, . Aorp>2 s^ ^ s , <ш>

в сета сн ^Cv ' л1,догГ V-rp.4 ^ Гсн "та® 51 <17>

Рис Л. Топологическая модель петчевой распределительной сети 10-20/0,4 кВ.

K.mc.c.fflp.

xic

МО

зоо

200

100 50

,Ряс.2. Зависимость притерли .сяя-

sf-HKHx с квпитало-плояениями, от плотности нагрузок пр»" ¡разная иочиостях ТП.

5|3 б,S 7,5 S,IS 3,7 9.3 f Gï/КГ

Э 10 аВТ.Ч/Г.

ТОО

600

too

ШООО

1Рие.З. Злт.исиклстй

трозяер.'г.)/ cv »iOCTK »rsryy;.-.-« йрч

6,3 6,9 7,5 0,Ii e,7

ff^ Uir/Ki*

dVv

4000 3000 MOO

1000 (»00

го.кЗт.ч/'г

X12Û Ï62Û.

Ряг.1. if.tn?'c?'MocT« критерия мгяоотпускг» г>лектро5к<?ргря от пяотаогтя нпгруягси при раэних мощностях Tí!.

6,3 9,9 7,5 а,15 8,7 О.Э;

'¿,кя ' i m

Í70 IDO 130

mssa

Pwc.5. Зависимости ярятория нвругеиия

TCppMTCpVM горсяп с? плотности нпгруз-яи при рялннх мга-5ÎCCT.-7.4 ТП.

S,3 6,0 . 7,5 0,15 3,7 1,3

A'sü

tu

г*»

гм

t'j> I

ТОО j-

i

-'.г Ii !

"Л i.

1X203 ьГ

Рис.С. Гл)г:«гй>«г-стм

S р И Т Г р « Л "ОЛИЧГСТЯ '1

ТП л р-*?он~ or гтот-woc.'î* Р;:гр>л:(и рри гпэг-''.t ?г~:мостя:: ТП.

0,3 .7,5

4,15 0,7 =5,2

тп

3) по допустимому току короткого замыкания на шинах 20 кВ ИП

'кз^кз.доп - Аогр.б гсн - 1 « <10>

В четвертой _главе_ представлена разработка методики учета неопределенности исходной информации при оптимизации параметров исследуемых электросетей.

Неопределенность исходной информации характеризуется наличием некоторых границ» в пределах которых находятся предполагаемые возможные величины конкретной информации. Такая ситуация характерна для величин прогнозируемых на перспективу.

В данной работе к неопределенности информации относятся плотность электрической нагрузки, стоимость электрооборудования, число часов максимума электрической нагрузки и параметры потока отказа кабельных линий СН и НН.

Фактором, определяющим нагрузку города является плотность электрической нагрузки сат> МВт'км2:». Предполагая,что на срок работы проектируемой электросети района города минимальный прирост плотности нагрузки, в перспективе может составить до 5х„ а максимальный не более 55х.Таким образом принимается ömit>'aJ'C6c'mÄM- а ».зз

Относительно неопределенности информации о стоимостях электрооборудования, числа часов максимума электронагрузок и параметров потока отказов кабельных линий СН и НН - следует отметить следующее. Стоимость кабельной продукции может иметь неодинаковую цену различных компаний их поставляющих. При этом цена на кабели может изменятся в значительных пределах. В работе было принято, что Kp.a.o.j,^"

Кп-х''к,9в9-,0! КР-э-°-Л1„- •WW1'03' Km«' «min- К1969" максимальное и минимальное предполагаема значения стоимости оборудования и его стоимость в 1969 г., С.л.

Число часов максимума нагрузки, связанные с изменениями состава и -режимов работы коммунально-бытовых алектроприемников принималось в пределах:

т - ,'10i K"min т - '"¿Sl'w 1'03"

Значения параметров потока отказов кабельных линий является

следствием совокупности воздействий многих факторов: качества изготовления кабеля; качества производства монтажных работ, качестве эксплуатации и др.

В таблице i приводится сравнительная характеристика данных о повреждаемости кабельных линий по данньм литературы и городской электросети одного из крупных городзв России.

Таблица !

Сравнительная характеристика повреждения кабелей, I''год.км

Наименование Справочная литература Реальная город, эл. сеть

Кабели до 1000В Кабели 10 кВ 0,15 0,045 0,207 0,205

На основе изложенного можно принимать диапазон неопределенности данного показания:

На рис.7-8 представлено влияние неопределенности электронагрузки и стоимостных показателей кабельных линий СН, НН и ТП на значение многокритериального функционала (13).

Учет неопределенной величины параметров потока отказов линий и числа чесов максимума нагрузки несущественно и не привело к изменении того или иного решения.

На рис. 9 и 10 представлены результаты оценок параметров линий СН И НН на основе многокритериального оценочного функционала (13) с учетом изложенных факторов неопределенността исходных данных.

Для задачи выбора параметров технических систем применяется метод теории статистических решений и в частности принцип Байеса, согласно которому огпгмальноо решение соответствует максимальному < минимальному > значению оценочного функционала, взвешенному по вероятностям состояния среды ВСР,р°> - min BCP, р > - min < Г р ф > (19)

V *>k« f> ' J

где 8<P, p°> - математическое ожидание многокритериального оценочного функционал ®ik, *>k - рассматриваемая стратегия , принадлежащая множеству k - j,2,...m>i - оптимальная стратегия^ - ве-

роятности распределения исходной информации «значений электрических нагрузок в заданном диапазоне), j » i,...n.

При неизвестном распределении вероятностей среды и возможности получения его за счет дополнительной информации применяется принцип Бернулли-Лапласа. Принцип Бернулли-Лапласа основан на понятии недостаточного основания, в соответствии с которъм априорные вероятности Pj состояний среды можно предполагать равньм. При этом точном? пк-н ки вероятностей состояния среды определяется в виде: Ij-i'-n. >1.2.п. Оптимальное решение выбирается по принципу Баеса, т.е.

Рис.9. Оптииллыше сечения яил кабельных л'/нСН при разные «оцностях источника питания.

Фа,о.в

в-И6ЭО гГЛ

Л V ' ■ \

Л \ 1X400 \/

1»\ \ гооо

А х /

сл

I

25 50 95

150 185 ри ^

Рис.10. Выбор оптимальных сечений хм кабельных лгний НН при разных мощностях ТП.

г»

В<Р, К>") - „min ВСР. *>!_> - min «✓!>> с ф.. <20)

к р к »>ke р j-l jlc

В табл. 2 и 3 представлена матрица значений многокритериального оценочного функционала для определенных стратегий мощности трансформаторных подстанций при плотности электрической нагрузки приведенный к шинам ТП сто « 2 МВт'км2 с соответствующими значениями ее прироста в,, I - 1, 2,...6 к 2001 году.

При применении принципа Байеса оптимальной стратегией является р2, т.е. sTO= I х 400 кВА.

Принятие решений по принципу Бернулли-Лашшса для иных значений цлотности нагрузок <ат « 6 , 10 ИВт/'км2), выполнены аналогичны. Оптимальным является соответственно мощность ТП sTO -Ix 630 кВА.

При определении оптимальных значений сечений хил кабельных линий распределительных■сетей СН с учетом влияния неопределенности электронагрузки представлены в таблицах 4 и 5.Неопределенность электрических нагрузок практически не влияет на выбор оптимальных значений сечений хкд> это относится и к кабельным линиям РЭС НН, как видно из рис. 9 и 10.

По принципу гарантированного результата оотимальньм является решение, приводящие к наилучшему из наихудаих значений оценочного функционала. Так критерий Вельда заключается в выборе такого решения, который удовлетворяет условию:

«к " ®jk '

Таблица 5.

Матрица оценок функционала по принципу Бернулли-Лапласа

Стратегии о - 2 Мвт/км2 sra ' 2x20 р imjb сн*

25 35 50 70 95 120 150 185 240

I " 0.75 0.65 0.55 0.47 0.455 0.455 0.423 0.46 0.52

Выбор решения по критерию Вальда ориентирован на наиболее неблагоприятные условия, в данной задаче это- наиболее высокие темпы роста нагрузки, т.е. е-1,55 и оптимальное 5ТО= 1*630 кВА <табл.2>. Поэтому выбор по критерию Вальда является крайне одностронним «пессимистическим, или "консервативные'> решением.

Принцип гарантированного результата предполагает возможность выбора решений и с помощью критерия Сэдвиджа, где используется оценка риска и оптимальны* решением является решение, которое удовлетво-

Таблица 2.

Оценочная матрица функционала стратегии ТП при 2,МВт/км"

Стратегии Темпы прироста электрических нагрузок

кВА 3=1.05 9=1.15 3,-1.25 3,-1.35 3,-1.45 3&=1.55

0.35 0.47 0.55 0.60 0.60 0.60

^„=1x400 0.23 0=24 0.25 0.27 0.50 0.52

<^тп=1хб30 0.34 0.31 0.23 0.27 0.26 0.25

£,4,-1x1000 0.34 0.60 0.54 0.45 0.42 0.42

Таблица 3.

Матрица оценок функционала по принципу Бернулли-Лабласа

ЗТРАТЗГИИ «Рх У>3 1/4

0.53 •0.27 0.29 0.51

Таблица 4.

Влияние неопределенности плотности электрических нагрузок па выбор сечения кабелей СН,при 2',Ют/км22x20 ММ

Темпы прироста электрических яагрузок Стратегии ,

25 35 50 70 95 120 150 185 240

1.05 0.75 0.65 0.52 0.47 0.43 0.43 0.41 0.47 0.52

ЬГ 1Л5 0.75 0.65 0.52 0.47 0.45 0.45 0.41 0.47 0.52

9Л" х«25 0.75 0.65 0.56 0.47 0.45 0.45 0.42 0.47 0.52

Ьч- 1-35 0.75 0.65 0.56 0.47 0.46 0.46 0.43 0.46 0.52

Э3" 1.45 0.75 0.66 0.57 0.47 0.47 0.47 0.43 0.46 о.ге

э,- 1.55 0.75 0.66 0.57 0.47 0.47 0.47 0.43 0.14 0.52

ряет условию

О? с rain „ш«*Л г,, , <ZZ>

К Ркч р 0J« О Jk * ^^

где rJk - 4>Jk - ßj i pj - min <5Jk .

В данной задаче оптимальное sTO= I х 630 ícBA (табл.6).Те1шм образом, матрица рисков crJk> дает более наглядную картину неопределенной ситуации, чем платежная матрица.

Таблица 6

Матрица рисков

Стратегия <м С2 е3 «4 «3 '6

"I 0,15 0,23 0,30 0,33 0,34 0,35

р2 0 0 0 0 0,04 0,07

0,11 0,07 0,03 0 0 . 0'

■ 0,42 0,36 0,20 0,18 0,16 0,17

Вывода_со деюсертатаоззтой работе

1. Анализ развития эяеэтрознергэтаческой систеш САР показал, что непрерывный и интенсивный пр-.грост энергопотребления и максимальных' (до 9-51 кратных вз 10 лет) кагругок, значительная часть которого приходится на сястг»ы ЭСГ страны . Последнее обуславливает значительное развитие аяоктршоских сотая городов страны.

2.Анализ пршадапсв исполнения городских РОС 0.4 - 20 кВ в САР показывает й)отсутстю:е специагазирозоннъа исслоований к рекомендаций в данной области; б)примэнлемыв номинальные мощности трансформаторов ТП 2СУ0.4 кВ и сечения жил кабелей характериэуеютсл зшз-читедьньм разбросом (50 - 1000 кВА, 35-150 мч2». Вследствие этого воэ!мкаот необходимость специальных исследований оптимальных параметров стратегии развитая РЗС 20 к 0.4 кВ.

3.Обзор научно-технической литературы показал , что все предыдущие оптимизационные мотору в рассматриваемой области опираются на единственный критерия приведенных мтрет при детерминированном аа-дании всей исходной мфорнзцш. Однако при оценке различных вариантов развития систем»! электроснабжения, помимо прямя затрат на ее создания, необходимо учитывать степень достазогаш аадлизкру&'-юЯ системой полного обьекта целей ее создания и функционирования отражении езе полезность. Таким образом, параметры систем ХГ целесообразно пыбирать на многокритериальной основе, включающей ряд обцш, чп'.-тных и дополнительных критериев, учитывапдих градостроительные и ркслагичоскио требования.

4.0птим:!3опиотп1ый анализ стратегий развития систем ХГ, всегда откосится к тому или иному перспективному периоду. Поэтов в таких задачах необходимо учитывать динамику и неопределенность, исходной технической, технико-экономической и иной информации ( и пределах воомоззш значений расчета сроков). Помимо указанного , з задачах оптамкзацяи систем ЗСГ кряйю актуален уют многокритериального (многоцелевого) характера тохнико-экономического анализа , в котором долли учитываться как частные электроэнергетические критерии, так и специфзпескио градостроительные , ¡экологические и т.п. критерии.

5. Ito основа системного метода анализа ОСГ'и положений теории принятия реиений рззработшт методика июгекриторкалъней (многоцелевой ) оптимизации параметров и стратега! развития РЭС городов , включающая: метод и состав многокритериального оценочного функционала, сформированного на основе свертки неоднородных частил оценочных критериев; когшротаыЯ состав частных критериев обьектсшно отражаиэтх спещфку РЭС в сложной скстомэ города (капиталовложения, потери и недоотауск электроэнергии а других фшетороз на дату трасс кабелыгых лгашй, требования экологии к сетесъм сооружениям ) ; спе-циалъный метод анализа и выбора коэффициентов приоритетности частных критериев в составе комплексного многокритериального функционала -, использование одной га методик статических резе;п*Д ( принцип Байеса и принцип Бернулли-Лашаса ) для выбора конкретных решений.

6.Специальный анализ влияний на оптимизируемо параметры РЭС городов неопределенности задания расчета электрических нагрузок, стоимостей ТП и кабельных линий СН и НН, продолжительности использования максимума нагрузок и параметроЬ потоков отказов ос!ювпого электрооборудования и др. - показал, что существенное влгапте оказывает только первый га указа!шых факторов ( в настоящей работе - в виде поверхностной плотности электрических нагрузок жилых районов городов).

7.Выполнение оптимизационного исследования на основе фу!ткшо-нала, содержащего в свернутом виде натуралыые формулировки частных критериев, а также при учете неопределенности исходной га формации, позволило существенно уменьшить области равноэкономич-ности параметров городских РЭС 0.4-20 кВ, то есть сделать более определенным выбор их оптимальных значений - сравнительно с предшествупцими изучениями на основе приведенных затрат и при детерминированном задании информации.

8.В результате разработанной многокритериальной методики оптимизации в условиях неопределенности исходной информации получено ., что оптимальная стратегия развития параметров ТП и РЭС Ю-2ХУ0Л кВ юкых районов городов состоит в широком применении трансформаторов мощностью 400 - 630 кВЛ и кабельньа линий с сечением хил 95-J20 мм2 для сетей 0,4 кВ и 120-150 мм2 для сетей 10 - 20 кВ. При этом наи- ; более влиятельны-! фактором неопределенности на выбор конечного ре-\ тения является величина электрической нагрузки потребителей. ОГЕГБШ{дВАШЫЕ_ PABOItt

Основные материалы диссертации опубликованы в следущоЯ работе: Нурматов P.M., Иаруф С. Разработке методики многокритериальной оптимизации параметров городских распрэлителыых електрических сотой 0.4-10-20 кВ. Препринт. М.:Изд-во 1Ш.1993.Я 11-23

Тело»УН, Кр»нытирчеиии, 13.