автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Мониторинг системы электроснабжения мегаполиса на основе объектно-ориентированной графовой модели

На правах рукрписи

□ ОЗОБЗ"?2Э

ДМИТРИЕВ СТЕПАН АЛЕКСАНДРОВИЧ О О

МОНИТОРИНГ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МЕГАПОЛИСА НА ОСНОВЕ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ ГРАФОВОЙ МОДЕЛИ

Специальность 05.14.02 - Электростанции и электроэнергетические

системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2007

003053729

Работа выполнена на кафедре «Автоматизированные электрические системы» ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Бартоломей Петр Иванович

Научный консультант:

кандидат технических наук, доцент Кокин Сергей Евгеньевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Манусов Вадим Зиновьевич (г. Новосибирск)

кандидат технических наук, доцент Липаткин Владимир Анатольевич

(г. Екатеринбург)

Ведущая организация:

ОАО «Екатеринбургская электросетевая компания»

Защита состоится 21 февраля 2007 г. в 14 часов 15 минут на заседании диссертационного совета Д 212.285.03 при ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ», г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, ауд. Э-406.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять на имя ученого секретаря диссертационного совета Д 212.285.03 по адресу: ул. Мира, 19, УГТУ-УПИ, 620002, г. Екатеринбург (факс (343) 359-16-15, dsa@daes.ustu.ru).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГТУ-УПИ.

Автореферат разослан 20 января 2007 г.

Ученый секретарь __—■

диссертационного совета Д 212.285.03 д/^/ ПаздеринА.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Назначением систем электроснабжения городов является обеспечение электроэнергией всех технологических процессов коммунально-бытовых, промышленных, транспортных и других потребителей, расположенных на их территориях. Деятельность современного электроснабжающего городского предприятия базируется на информационных системах, с помощью которых осуществляется решение следующих задач: оперативное и диспетчерское управление системами электроснабжения; выполнение оценки перспективного развития сетей и систем (определение резерва мощности, рассмотрение заявок на подключение новых потребителей или изменение установленной мощности подключенных, обслуживание и ремонт электрооборудования); все виды анализа процессов функционирования предприятия (ведение договоров, управление человеческими, финансовыми и материальными ресурсами и т.д.)- Данные системы предназначены для поддержания качественного и гарантированного электроснабжения потребителей.

Наиболее острыми проблемами в настоящее время являются задачи оценки технического состояния электрооборудования и мониторинга сети передачи и распределения электроэнергии. Это обусловлено, во-первых, текущим высоким уровнем износа сетей и оборудования по продолжительности срока службы, во-вторых, отсутствием простых и однозначных критериев оценки окончания срока службы для различных видов электрооборудования и, в-третьих, наметившимися тенденциями к росту нагрузок электропотребления. В таких условиях с учетом длительности инвестиционного цикла в электроэнергетике привлекательность предприятий отрасли практически снизилась до нуля. При существующем положении энергетике грозит снижение надежности, безопасности и эффективности.

Для успешного решения задач обеспечения качественного электроснабжения необходим инструментарий комплексного мониторинга городских электрических сетей и оценки технического состояния электрооборудования. Как в отечественной, так и в зарубежной практике имеются лишь несистематизированные попытки разрешить отдельные аспекты данных задач. В связи с этим появляется необходимость создания адекватной модели электрической сети (ЭС), на основе которой возможна реализация эффективных методов анализа технического состояния. Фактически речь идет о создании инструментария, основанного на имитационной модели сети электроснабжения.

Кроме того, текущая ситуация в городских распределительных сетях характеризуется отсутствием достоверной информации (данных контроля и учета электроэнергии, режимных показателей сети и т.д.), необходимой для анализа состояния электрооборудования, поэтому правильная оценка технического состояния электрооборудования затруднительна.

Поставленные задачи могут быть однозначно решены при рассмотрении объек-

та исследования (электрооборудования) в комплексной взаимосвязи с функционирующей системой передачи и распределения электроэнергии. Необходима разработка информационного обеспечения, оперирующего данными телеметрических измерений, системных замеров, расчетных характеристик нагрузки и режимов работы оборудования электроэнергетической системы.

Целью работы является разработка концепции автоматизированного мониторинга параметров системы электроснабжения мегаполиса. Система должна обеспечить следующее: во-первых, повышение точности, достоверности и оперативности оценки текущего состояния электрооборудования и режима его работы; во-вторых, проведение анализа распределения электроэнергии в целях минимизации потерь и формирования рекомендаций по определению режимов работы оборудования сети; в-третьих, выполнение оценки влияния вероятных отказов электрооборудования на работу системы распределения электроэнергии; в-четвертых, выявление «узких мест» электрической сети на стадии рассмотрения заявок на подключение новых потребителей и вывода силового оборудования в ремонт. Решение данного блока задач предназначено для определения путей повышения надежности питания потребителей электроэнергии.

Положения, выносимые на защиту

- Системный подход к решению задач мониторинга параметров систем электроснабжения мегаполисов.

- Принципы формирования топологической, объектной и нормативно-справочной информации для решения задач автоматизированного мониторинга.

Структура хранения комплексной информации об электрической сети на основе графового объектно-ориентированного подхода.

- Алгоритмы мониторинга и технология системы моделирования режимов, базирующиеся на объектно-ориентированном принципе.

Методы анализа режимов городских распределительных сетей на основе графа.

- Методы оценки технического состояния элекрооборудования, построенные на разработанной информационной струтуре сети электроснабжения мегаполисов, применяемые для решения задач.

Объектом исследования являются системы передачи, распределения и потребления электроэнергии на примере города Екатеринбурга. На базе разработанной графовой объектно-ориентированной структуры задания электрической сети рассматриваются следующие вопросы: мониторинг топологии, режимы работы ЭС, нагрузочные характеристики электрооборудования и сети в целом. Работоспособность оборудования сети (техническое состояние) определяется процессами передачи и распределения электроэнергии и рассматривается в комплексной взаимосвязи.

Мониторинг производится на основе графа сети с использованием специально разработанных и адаптированных алгоритмов топологического анализа. Оценка пото-кораспределения выполняется с применением статистических данных загрузки обо-

4

рудования и нагрузочных характеристик потребителей по заданным схемам электроэнергетической системы (ЭЭС).

Научная новизна работы определяется следующими результатами исследований:

1. Сформулирована концепция гибкой универсальной технологии информационного обеспечения для решения задач качественного электроснабжения потребителей.

2. Разработана объектно-ориентированная структура хранения информации о сети, используемая для построения многоуровневого топологического пространства на основе графа.

3. Предложены принципы доступа к данным объектов электрической сети и динамического формирования их внутренних структур.

4. Произведена адаптация разработанной системы мониторинга к методам анализа режимов ЭЭС и проверки технического состояния электрооборудования (оценка нагрузочной способности трансформаторов, определение суммарных расчетных нагрузок потребителей, проверка кабелей на допустимость работы по термической стойкости и нагрузочной способности и т.д.).

5. Разработан инструментарий визуального ввода топологической и нормативно-справочной информации о структуре электрической сети и ее составных элементов.

6. Предложен комплексный многоуровневый подход к задаче мониторинга работоспособности электрооборудования в системе передачи и распределения электроэнергии.

Практическая ценность работы. Разработанные алгоритмы и программы представляют интерес как для эксплуатационных организаций при анализе текущего состояния распределительных сетей и оценке перспективы развития, так и для проектных организаций при решении вопросов развития районов электрических сетей, реконструкций подстанций и т.д.

Реализация в промышленности, проектной практике, учебном процессе и внедрение результатов заключается в следующем. За последние четыре года выполнен ряд проектов при непосредственном участии автора. Реализована и внедрена в информационную среду Екатеринбургской элекгросетевой компании (ЕЭСК) система оценки состояния и технически обоснованных режимов загрузки силовых трансформаторов, находящихся на балансе предприятия. Программа разработана для службы перспективного развития. Система используется для определения резерва мощности и термического износа изоляции силовых трансформаторов на основе данных телеметрии. Специальная версия программы применяется на кафедре «Автоматизированные электрические системы» УГТУ-УПИ студентами всех форм обучения для курсового и дипломного проектирования при моделировании режимов работы силовых трансформаторов.

На базе модуля оценивания технического состояния электрооборудования сетей 0,4-10 кВ был проведен мониторинг сети 0,4 кВ трех подстанций (ПС) ЕЭСК,

обеспечивающей электроснабжение мегаполиса, и выработаны рекомендации по реконструкции и развитию. Программный комплекс (ПК) Most позволяет автоматизировать расчеты оценки технического состояния электрооборудования и, как следствие, снизить затраты на диагностику и проектирование подстанций и электрических систем в целом.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, а также практических выводов и программных продуктов базируются на корректном применении математических методов топологии, теории графов и подтверждаются адекватным поведением моделей по сравнению с процессами в реальных электроэнергетических объектах.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались: на научно-практической конференции «Энергоснабжающие техника и технологии», Екатеринбург, 2003; научно-практической конференции «Проблемы и достижения в промышленной энергетике», Екатеринбург, 2003; научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт», Тобольск, 2004; И Всероссийской научно-технической конференции «Энергосистема: управление, качество», Екатеринбург, 2004; региональном семинаре ОДУ Урала и кафедры «Автоматизированные электрические системы», Екатеринбург, 2005; 8-й региональной научно-практической конференции «Энергосберегающая техника и технологии», Екатеринбург, 2005; научно-практических конференциях с международным участием «Энергетика и электротехника», Екатеринбург, 2005 - 2006.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 17 работ (в том числе 6 работ в реферируемых изданиях ВАК). В ГОУ ВПО УГТУ-УПИ зарегистрирован программный продукт - «Оценка состояния и технически обоснованных режимов загрузки силовых трансформаторов».

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит введение, четыре главы, заключение, список литературы, список условных сокращений, глоссарий и приложения. Объем работы составляет 150 страниц основного текста, 38 рисунков, 18 таблиц. Библиография включает 65 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведена краткая характеристика системы электроснабжения мегаполисов. На основе существующих проблем, связанных с диагностикой технического состояния электрооборудования, сформулированы принципы настоящей работы.

В первой главе «Информационное обеспечение задач мониторинга и проектирования электроэнергетических систем» представлена характеристика текущей ситуации в распределительных сетях. Рассмотрены используемые инструменты мониторинга технического состояния электрооборудования. Выполнен анализ достоверности методов оценки работоспособности электрооборудования, применяемых в на-

стоящее время. Кроме того, приведены описание существующих информационных комплексов (ИК), установленных в ЕЭСК, и их проверка на наличие и доступность информации для автоматизированного применения в системе мониторинга.

Крупные города, имеющие современные и рационально выполненные ЭС, характеризуются комбинацией различных классов напряжения от 0,4 до 500 кВ. Все виды ЭС, составляющие систему электроснабжения мегаполиса, определяются набором доступных данных и оцениваются методами диагностики технического состояния.

Зачастую для формирования вывода о состоянии фрагмента ЭС (сети передачи и распределения электроэнергии) требуется комплексное рассмотрение подсистемы, которая может оказаться шире рассматриваемого фрагмента.

Рассмотрение ИК показало, что доступной информации, как правило, недостаточно для автоматизированного использования в системе мониторинга. Кроме того, в ИК данные об электрооборудовании обычно не систематизированы. Поэтому для выполнения процедур оценки работоспособности элементов ЭС необходимо рассматривать их с точки зрения топологической связности.

Сложность анализа технического состояния заключается в необходимости рассмотрения элементов электрической сети как части объединенных подсистем, функционирующих по определенным законам и принципам. Под подсистемой понимается элемент или группа элементов электрической сети: трансформаторы, силовые выключатели, шины, разъединители, трансформаторные ПС (как консолидированные объекты ЭС) и т.д. Необходимость такого разделения единой сети на подсистемы (уровни) объясняется, во-первых, трудностью обработки разнородной информации, во-вторых, спецификой структуры исходных данных для расчета сетей различных классов напряжения. Поскольку все элементы электрической сети функционируют в рамках единой системы, изменение режима работы какого-либо элемента может существенным образом повлиять на режим работы другого элемента и/или всей энергосистемы в целом. Степень такого влияния может быть выявлена с помощью комплексного мониторинга всех связанных подсистем.

Во второй главе рассматриваются аспекты оптимального хранения и поиска данных электрической сети. Сформулированы принципы построения системы. Моделирование процессов передачи и распределения электроэнергии требует анализа и систематизации исходной информации, данных о структуре сети, параметров электрооборудования, учета, электропотребления и т.д. Информация, необходимая для функционирования системы, была разделена по степени постоянства и направлению движения на три класса: справочная, условно-постоянная и временная. Вся постоянная и условно-постоянная информация (наименования объектов, схемы, методики учета, постоянные расчетные показатели и т.д.) неизменна в течение длительного периода времени. Вместе с тем от достоверности этой информации в значительной мере зависит работоспособность системы. Такие данные концентрируются в массивах нормативно-справочной информации, к организации хранения, коррекции и исполь-

7

зования которых предъявляются особые требования.

На основе проведенного анализа известных работ по теории хранения и доступа к информации, а также задач, возникающих при моделировании процессов передачи и распределения электроэнергии, осуществлен выбор и обоснование структур хранения информации для всех классов и подклассов объектов ЭЭС. Кроме того, сформулированы принципы построения системы хранения информации о структуре электрической сети на основе графовой объектно-ориентированной модели.

Необходимо отметить, что схемы ЭС, как правило, характеризуются определенным уровнем детализации (по классам напряжения, по предметной принадлежности и по некоторым другим принципам). Фактически система передачи и распределения электроэнергии представляет собой универсум, включающий в себя множество ПС и ЭЭС. Причем каждый элемент данных множеств является совокупностью элементарных объектов, объединенных в единую электрическую сеть. Таким образом, множество всех уровней, образующих определенную энергосистему, включает множество ЭЭС и множество ПС и может быть выражено множеством

U={es,..... esa, gps„ gps,, gpsr], (1)

где es e ES - множество систем ЭЭС; gps e GPS - множество ПС. Следовательно, вся система передачи и распределения электроэнергии может быть представлена как универсальное множество U = ES<j GPS.

Для применения теории графов к решению произвольных электроэнергетических задач необходимо принять соглашение, что именно считать вершинами, а что - связями. Кроме того, для большинства практических задач хотя и необходимо, но недостаточно иметь информацию только о структуре графа, требуется информация об объектах, образующих данную систему. Подразумевается, что каждый объект ЭС отображается связью или множеством связей на графе сети. Это означает, что подграфы ПС и ЭЭС могут быть описаны выражениями

GPS = (У,Е, Obj) и ES = (У, Е, Obj), (2)

где элементарный объект obj: е Obj представлен как пара Obj = (Class, Param); Class - множество классов элементарных объектов (марка, тип электрооборудования и т.д.); Рагат - множество параметров, характеризующих как состояние объекта, так и манеру его поведения в различных ситуациях.

Введение параметра Obj позволяет задать произвольные характеристики ветвей графа ЭС и представить систему передачи электроэнергии как структурную организацию объектов. В свою очередь, объект является отображением имеющегося электрооборудования и более сложных элементов, таких как ПС.

В основе дальнейших исследований приняты следующие принципы и условия построения системы хранения и поиска информации:

- многоуровневость - рассмотрение схемы сети с точки зрения многослойного «-мерного пространства;

гибкость - возможность преобразования представления графа сети в любую форму;

универсальность - возможность хранения произвольного набора характеристик; - компактность - необходимый и достаточный объем хранимой информации без дублирования исходных данных.

Организация комплексного мониторинга сети потребовала создания структуры, способной трансформироваться в зависимости от поставленной задачи. Каждая задача мониторинга базируется на определенном составе элементов - от элементарных до консолидированных объектов ЭС. При анализе нагрузочной способности трансформаторов рассматривается подсистема, ограниченная схемой ПС. Если же рассматривается задача потокораспределения мощности между ПС сети на уровне связей между ними, то нет необходимости детально рассматривать внутреннюю структуру ПС. В таком случае в качестве элементов исследуемой сети выступают «ПС» как единые объекты ЭЭС.

Необходимость «сжатия» схемы ПС обусловлена избыточностью исходной информации для ряда решаемых задач. Консолидация схемы соединения ПС в единый объект (или группу объектов) приводит к существенному снижению объема обрабатываемой информации (в 10 - 1000 раз), что положительным образом сказывается на времени ее обработки. Кроме того, данное преобразование не приводит к упрощению и примитивизму исходных данных, а является необходимым и достаточным.

Для перехода от уровня элементарных объектов к уровню, например, интегрированных объектов «ПС» (рис. 1 от б к а), потребовалось организовать дополнительные реляционные связи. Данные о топологии сети организованы так, что каждый

узел элементарного объекта должен быть «привязан», т.е. ссылаться к объекту другого уровня. Таким образом, каждый элементарный объект (трансформатор, выключатель, разъединитель и т.д.) имеет указатель на определенный уровень (ПС, ЭЭС, район электрических сетей).

Многоуровневость, с одной стороны, позволяет изучать предмет с различной степенью глубины, с другой - осуществлять переход от задач, связанных с анализом структуры ПС как отдельной системы, к задачам анализа межсистемных связей.

Взаимодействие и переход между различными уровнями выполнен с помощью введения объектов «Система/Источник» (рис. 2, элементы Б] - БД Данные объекты являются «точками входа» на определенные уровни и должны присутствовать на каждом из них.

включенном СВ на ПС4; г - граф схемы ЭСС при отключенном СВ на ПС4

Необходимо отметить, что разработанная структура содержит только схемы ПС и связи между ними. Топология ЭЭС во многом зависит от режима работы ПС, текущих состояний силовых выключателей (включен или отключен), трансформаторов и т.д., которые напрямую влияют на режим работы энергосистемы. Нет необходимости отдельно хранить схему ЭЭС, так как это привело бы к дублированию информации в структуре. Поэтому схемы ЭЭС генерируются в зависимости от внутренних

структур ПС, состояния коммутационной аппаратуры и режима работы силового оборудования (см. рис. 2).

На основе заявленных требований к структурам хранения информации о сети и принципиального подхода к ее реализации были проанализированы следующие варианты задания графа: матрица инцидентности, матрица связности и связный список. Наилучшим образом для хранения информации произвольной структуры подходят «списки», элементами которых могут быть не только произвольные объекты, но и таблицы или ссылки на соответствующие таблицы справочной информации. Хотя связные списки обеспечивают такие преимущества, как прямой доступ к связям узла и динамическое распределение памяти, они не позволяют осуществить прямой доступ к узлам связей. В работе этот недостаток устранен заменой связного списка на двусеязную структуру организации информации. Каждый элемент двусвязного списка представляет собой отдельный объект, содержащий поле для хранения информации [inj], указатель на следующий элемент списка [next] и указатель на предыдущий элемент [prev] (рис. 3). Такая структура позволяет существенно снизить объем обрабатываемой информации при незначительном увеличении хранимой. Связный список удобно реализовать в виде матрицы узлов (Ns) и матрицы связей узла (Is).

Матрица узлов, имеющая размерность п х (2 + г), записывается в виде

jvs=k*]- 0 = 1.—.и; * = + (3)

где п - число узлов; г - число характеристик узла (в случае если требуется хранить только структуру графа сети, то к = 2). Поле (nf,) предназначено для хранения имени узла. Поле (nf2) используется для хранения номера строки в матрице связей (Ls), начиная с которой хранится описание связей узла. Поля (и,^...,2+г) предназначены для

хранения произвольных характеристик узлов.

11

Рис. 3. Структурная схема хранения информации

Матрица связей узла, имеющая размерность (2 х т + г), имеет вид

^ =['/,]> 0 = l-.2xm; t = l,...,3 + i), (4)

где т - число ветвей; s - число характеристик ветви, необходимых для описания ее свойств (в случае если требуется хранить только структуру, то s = 2). Поле (/^предназначено для хранения имени ветви. Поле (/?2) используется для хранения указателя .на продолжение связей [next] и обеспечивает ссылку на строку в матрице Ls, в которой хранится описание следующей связи узла (если все связи узла уже описаны, то lj j =0). Поле (lj3) является указателем на строку предыдущей связи \prev] (если это первая связь данного узла, то lsJ3 =0). Поля (i?43+J) используются для хранения

различных характеристик связей [inj].

Структурная организация позиционируется на объектно-ориентированном принципе построения ЭС. Каждый элементарный объект сети Obj = (Class; Param) обладает произвольным набором индивидуальных нормативных данных, свойств и признаков, описывающих его предназначение, функциональные особенности и характер работы в различных ситуациях. Кроме того, объект обладает графическим образом. К основным объектам относятся трансформаторы, линии электропередач, кабельные линии, коммутирующие устройства, шины, потребители и источники электроэнергии и т.д., а также объекты более высокого уровня - станции, ПС, ЭЭС. Элементарный объект представлен ветвью или совокупностью ветвей графа. Для идентификации элемента сети в графе ветвь имеет указатель на класс объектов, которому она соответствует, и индивидуальный номер данного элемента в реестре. Таким образом, связь в матрице Ls является отображением объекта ЭЭС.

Реестр имеет иерархическую архитектуру и содержит полное описание структуры и характеристик всех объектов электрической сети. Фактически реестр состоит из 11 модулей по числу классов объектов ЭС. Множество записей в реестре соответствует множеству всех множеств объектов:

R = Trans kjQuVRU uQRkj Curr u Limit u Load и Sys u Level \j BTI u Obj (5)

и

Trans nQnVRU nQRn Curr n Limit r\ Load n Sys n Level n BTI r> Obj = 0, (6)

где Trans - множество трансформаторов; Q - множество выключателей; VRU - множество вводных распределительных устройств (ВРУ); QR - множество разъединителей; Curr - множество токоведущих частей; Limit - множество ограничительной аппаратуры; Load - множество потребителей; Sys - множество систем / источников; Level - множество уровней; BTI - множество блоков телеизмерений; Obj - множество пользовательских объектов. Необходимо отметить, что каждый модуль обладает собственной структурой согласно разработанным формам хранения.

Создание реестра позволяет избежать многократного дублирования информации. Доступ к данным осуществляется последовательно, и объем запрашиваемой ин-

формации может определяться в зависимости от поставленной задачи.

Разработанная форма хранения в полной мере отвечает предъявленным ранее требованиям к структурам. Во-первых, струкгура способна «саморасширяться» как за счет введения новой информации, так и за счет введения новых элементов. Во-вторых, структура отвечает многоуровневой концепции организации сети. В-третьих, данная форма хранения сети компактна и исключает дублирование информации, так как информация о каждом объекте записывается только один раз. Все остальные взаимодействия осуществляются за счет реляционных связей между объектами. В-четвертых, предложенная форма основывается на графах, и к ней применимы стандартные методы работы с графами.

В третьей главе рассмотрены вопросы разработки методической и алгоритмической базы для реализации задач мониторинга. Оценка работоспособности и функционального состояния как электрооборудования, так и ЭЭС в целом требует, во-первых, четко структурированных графов множества ПС и ЭЭС с указанием состава оборудования, а во-вторых, единых подходов и методов анализа потокораспределе-ния мощности в электрической сети. Все реализованные в системе операции разделены на две группы, которые можно представить следующим образом.

1. Служебные операции, связанные с преобразованием:

- исходного графа сети с необходимой и достаточной степенью детализации;

- данных, требуемых для выполнения расчетов.

2. Расчетные операции, связанные с решением конкретных задач по оценке параметров и режимов работы оборудования электрической сети.

Наибольший интерес представляют служебные операции. Каждый уровень

и-мерного пространства сети обладает определенной степенью детализации отображения информации, причем граф, содержащийся в базах данных (БД), включает все элементы электрической сети. Как правило, граф схемы ТП и РП со схемами ВРУ содержит от 100 до 300 вершин (п) и от 99 до 400 ребер (т). Граф схемы 6-10 кВ района электрических сетей (РЭС) содержит подграф той же самой РП, в свою очередь состоящий из вершин, количество которых (п') варьируется от 2 до 15, и ребер (т') - от 1 до 15, поскольку рассмотрение остальных элементов оказывается в большинстве случаев нецелесообразным.

Служебные операции осуществляют следующие функции.

Формирование схемы ПССЛ. принадлежащей к ЭЭС(&), заключается в получении подграфа

(7)

состоящего из множества вершин

и множества ребер

КН

Форма хранения информации о сети позволяет однозначно определить множество узлов графа подстанции и предоставить прямой доступ к их связям множества Е и к множеству объектов Щ/, определяющих множество ветвей. Таким образом, граф ПС может быть представлен в виде

ОРЯ, ={у,Е,ОЪ]). (30)

Формирование схемы ЭЭС. представляющей более высокий уровень организации, чем ПС, включает три этапа.

Рис. 4. Принципиальная схема РС от ПС глубокого ввода 110 КБ ДО РУНН ТП-РП и ВРУ 0,4 кВ

На первом этапе происходит формирование объектов «ПС» из подмножества ПС, содержащего (и) элементов, которые принадлежат множеству и = : |рт е ОР$ и gpss } энергосистемы (¿) (рис. 4). Для каждой ПС в отдельности производится определение групп связности. Каждой группе связности (й) ставится в соответствие вершина графа ЭЭС Следовательно, полное множество вершин всех ПС ЭЭС(к) соответствует множеству

(П)

Множество узлов, соответствующее «точкам входа» множества подстанций,

которые принадлежат рассматриваемой ЭЭС, может быть представлено в виде U^Mv: ve(GPS,n£St)}.

На данном этапе множество точек графа ЭЭС является совокупностью множества «точек входа» всех ПС, которые одновременно принадлежат рассматриваемой ЭЭС(А) (рис. 4 - элементы ЗрБ^), и множества точек, отображающих группы связности всего множества подстанций. Множество связей внутренней структуры таких объектов, как «ПС», напрямую зависит от числа групп связности графа ПС(/) и ее «точек входа» (рис. 5). При нахождении соответствия между ними формируется множество связей

Е> = L\ЕР' Ч = К' : Vr 6 Vps < UVlE Vgs.ps.< },

(13)

j'l

где Ур!1 - множество «точек входа»; Урри - множество узлов групп связности.

Все связи множества Ё = У Е] являются отображением внутренних структур множества ПС СР8. Соответственно множество вершин, принадлежащих множеству Г1С ЭЭС (к), представляет собой сумму множеств вершин, часть из которых отображает «точки входа» ПС(0 и часть отображает группы связности ПС(г'):

\ t U

ПС. - 1

б

gs.ps.!

Vw /

(14)

Схема ЭЭС

ТП-1.

ТП-2

¡тп-з

ТП-4

ПС - .1

Ф ? «г

Схема ЭЭС

61

V«,:

тп-1

ТП-2

тп-з

ТП-4

Рис. 5. Графы ЭЭС: а - при включенных шиносоединительных силовых выключателях; б - при отключенных шиносоединительных силовых выключателях

На втором этапе осуществляется формирование системных связей. Граф ЭЭС включает множество узлов V", принадлежащих исключительно заданному уровню и, т.е. рассматриваемой схеме ЭЭС. Собственные узлы графа ЭЭС принадлежат только ей и не принадлежат ни одной ПС:

Г' = {у: V е ЕБк и V й вРБ). (15)

Системные связи (связи между ПС) принадлежат графу рассматриваемой ЭЭС:

Е" = : ееЕБки v г сря). (16)

15

Пара (И", Е") определяет структуру системных связей ЭЭС(£).

На третьем этапе комбинируются подграфы ПС и подграфы системных связей. Граф заданного уровня ЭЭС является суммой множеств узлов Г' и Г", множеств ветвей Е' и Е", а также множеств параметров связей ОЬ] и имеет следующий вид:

иЕ\ОЬ]), (17)

где ОЬ] - указатель на объекты, такие как «ПС», «Кабельные линии», «ЛЭП» и т.д.

Формирование массива данных телеметрии (ПУП необходимо для осуществления взаимодействия системы с ОИК «Диспетчер». С этой целью разработан специальный модуль доступа к базам данных ОИК. Получение графика нагрузки силового трансформатора производится с помощью поиска установленных блоков телеизмерений (ТИ) на схеме (рис. 6). Алгоритм поиска по графу сети реализован с помощью рекурсивной процедуры. Направление поиска выбирается автоматически от стороны ВН трансформатора к НН. В результате поиска система формирует множество объектов «Блок ТИ» ОЪ]т. После нахождения всех необходимых «Блоков ТИ» для формирования графика нагрузки происходит считывание ключевых характеристик доступа к БД ОИК для ТИ тока и ТИ напряжения.

б

Блок ТИ

Характеристики объекта уй—Vj

По току: по напряжению:

Ch Ch

RTU RTJ

Point Point /

! Блок ТИ 1

Vj

Vj

Характеристики объекта Vj—V4

По Фоку: По напряжению:

Ch Ch

RTU RTU

Point Point

V,

.Y«.......

Блок ТИ 2

Характеристики объекта V3—Vp

По току: По напряжению: Ch Ch

RTU RTU

Point Point

Рис. 6. Смеха доступа к данным ТМ для различных типов силовых трансформаторов: а - 2-обмоточный трансформатор: б~ 2-обмоточный трансформатор с расщеплением.

Множество объектов ТИ ОЪ]т = ^(Т1и,Т11Ц) содержит указатели на ТИ тока

ы

и напряжения. Запросы к ОИК формируются для каждого ТИ из множества 77 = 77, и Т1и. Информация, полученная в результате запроса к БД, позволяет выполнять расчет теплового режима трансформатора и оценку его технического состояния за произвольный период времени.

Расчетные операции и верификация исходной информации. Весь круг расчетных задач разделен на три основные группы: - задачи, связанные с проверкой связности графов электрической сети;

расчет режимов работы ЭЭС;

определение нагрузочной способности, резерва мощности и допустимости работы силового оборудования.

В диссертационной работе расчет нагрузочных характеристик ориентирован на данные телеметрии (ТМ), контрольных замеров на фидерах ПС, ТП и РП и расчетных мощностей конечных потребителей. Представленные источники информации обладают различной степенью достоверности. Наиболее достоверными являются данные ТМ. Меньшей степенью достоверности обладают контрольные замеры токов, проводимые на ПС в часы предполагаемого максимума нагрузки. Следующая группа данных, имеются в виду нагрузки потребителей, характеризуется вероятностными свойствами. Несмотря на их низкий уровень достоверности, они едва ли не единственный источник получения нагрузочных характеристик оборудования и потокораспределе-ния в РС 0,4 кВ. Доступной в настоящее время информации в ОИК «Диспетчер» (ТИ и данные контрольных замеров) недостаточно в целях получения необходимого объема данных для решения поставленных задач. Однако данные ТМ могут быть использованы для верификации суммарных нагрузочных характеристик, полученных на основе расчетных мощностей потребителей по группе ТП-РП. Комплексное использование всех источников информации позволяет выполнять много-уровневневую оценку технического состояния городских электрических сетей. С этой целью разработан подход к определению нагрузочных характеристик и потокорас-пределения в сетях 0,4 кВ, который заключается в следующем.

17

Во-первых, производится преобразование исходной структуры сети в дерево. Для выполнения данной процедуры выбирается вершина графа ЭС, которая является истоком нагрузки. Кроме того, необходимо указывать направление движения (потока нагрузки). Условная направленность объектов позволяет не только выполнять расчеты в заданном режиме, но и моделировать режимы работы распределительной сети (система моделирования режимов). Моделирование заключается в автоматизированном изменении состояния связей коммутационного оборудования. На рис. 7 представлено дерево максимального нагрузочного режима кабельной линии КЛ-1. Данное дерево построено на основе графа ЭС независимо от способа включения ВРУ. Далее на основе дерева сети производится построение файла преемников (см. таблицу), который представляет собой массив возможных маршрутов потокораспре-деления (см. рис. 7).

Файл преемников

Порядок преемников (i)

1 1 - - -

3 2 1 2 - -

3 1 2 3 -

О. g 4 1 2 3 5

в. М 5 1 2 3 6

6 1 2 4 7

7 1 2 4 -

Во-вторых, выполняется расчет нагрузок в узлах дерева потокораспределения. Нагрузка, передаваемая по ветви дерева, равна величине нагрузки в узле, который является для нее стоком, то есть величина потока, проходящего по ветви LM ={xt,x,}, равна величине нагрузки узла х,: P{Lm)= Р(х,).

В-третьих, осуществляется верификация полученного потокораспределения. Выполнение данного этапа зависит от набора исходных данных, то есть от того, существуют ли в произвольной точке построенного дерева сети контрольные замеры и установлены ли блоки ТИ в ветвях дерева. Если такие данные имеются, то система сопоставляет расчетную информацию о величине нагрузки с измеренной. Выполнение данной процедуры позволяет ответить на вопрос - насколько корректно была задана исходная информация, а также выявить места наметившегося роста нагрузки и т.д.

В работе подробно рассматриваются вопросы адаптации разработанной концепции к следующим методам: проверки связности, определения резерва мощности, нахождения режимных характеристик и т.д. Анализ режимных параметров осуществляется на основе авторских алгоритмов построения файла преемников и системы моделирования режимов (СМР). Такая система необходима для решения задач, связанных с определением нагрузочной способности электрооборудования, расчетов токов коротких замыканий, величины потерь электроэнергии и т.д.

В четвертой главе обсуждаются вопросы разработки ПК, ориентированного на задачи мониторинга распределительных сетей. ПК содержит шесть основных блоков: ввод и редактирование исходной информации, расчет параметров распределительных сетей низкого напряжения до 1 кВ, мониторинг электрических сетей 6-10 кВ, определение нагрузочной способности силовых трансформаторов, доступ к данным ТМ ОИК «Диспетчер», вывод расчетной информации и экспорт результатов.

Наиболее сложным моментом создания ПК являлась реализация формы хранения информации о структуре сети. Модель хранения данных сети была построена на основе традиционного подхода с использованием реляционной БД, которая позволила воспроизвести структуру данных как набор взаимосвязанных таблиц. Взятая за основу БД полностью удовлетворила требованиям, предъявляемым к хранилищу данных, но возможности реляционной системы управления БД (СУБД) не обеспечивали простоту и наглядность ввода исходной информации. Для этого было разработано программное средство, позволяющее вводить и изменять объектную и топологическую информацию об ЭС.

Как правило, для инженерного персонала сетевых, эксплуатационных и проектных организаций наиболее удобным способом представления информации является схема ЭС. Поэтому в ПК реализован ввод данных электрической сети с помощью графических образов (рис. 8). Такой способ потребовал создания графического редактора. При вводе и коррекции информации топологическая связность элементов достигается с помощью системы привязок объектов друг к другу. Система привязок оценивает уровни напряжения различных элементов.

___- J.f I . Ц-- ■

Рис. 8. Режим редактирования схемы РП

Реализованные алгоритмы проверки связности позволяют исключить некорректный ввод данных.

Основные возможности ПК

1. Ввод и коррекция исходной информации о структуре ЭС на основе графического интерфейса.

2. Вывод информации с различной степенью детализации в зависимости от уров-. ня объекта исследования.

3. Сохранение изменений, внесенных в схемы ПС и ЭЭС.

4. Выбор параметров силового оборудования из разработанных БД.

5. Оценка допустимости работы КЛ 0,4 кВ в нормальном и максимальном (аварийном) режимах нагрузки, которая состоит в проверке:

а) по допустимому длительному току нагрева в нормальном, аварийном и послеаварийном режимах;

б) по термической устойчивости при действии тока однофазного КЗ в конце защищаемого участка сети;

в) на обеспечение автоматического отключения поврежденного участка при однофазном КЗ;

г) на допустимое отклонение напряжения.

6. Проверка нагрузочной способности силовых трансформаторов:

а) для трансформаторов 6(10)/0,4 кВ нагрузка определяется как суммарная величина всех электроприемников, подключенных к данному трансформатору, в анализируемом режиме работы сети (нормальном, режиме максимальных нагрузок при отказе второго источника, если такой имеется, и др.);

б) для силовых трансформаторов 220, 110, 35/6(10) кВ данные нагрузки поступают в расчетную модель в автоматизированном режиме из ОИК.

7. Решение попутных задач, таких как паспортизация оборудования, ведение архива и др.

Определение нагрузочной способности трансформаторов

На основе данных ТМ. Реальные замеренные значения передаваемой мощности позволили реализовать расчетную модель, которая с достаточной точностью может дать оценку текущего уровня загрузки (резерв или необходимый объем ограничения мощности) и соответствующего относительного износа силового трансформатора. Определение нагрузочной способности трансформаторов и резерва мощности производится итерационным путем последовательного вычисления температур наиболее нагретой точки (ннт) (виш1) и трансформаторного масла (вм,)- Расчет выполняется на основе коэффициентов загрузки трансформаторов (К,) для каждого шага (/) заданной ретроспективы (Г). Значения температур определяются через функциональную зависимость

Нагрузка трансформатора ограничена максимумом передаваемой мощности Кттм„, который достигается при предельно допустимой температуре работы, т.е. при /(К,)-* 0таха<)„. Кроме того, она ограничена предельно допустимой величиной К, < , определяемой параметрами электрооборудования. Задача вычисления резерва мощности сводится к определению максимальных коэффициентов загрузки трансформаторов Ктах, = К,. Результат расчета резерва нагрузки одной из ПС ЕЭСК представлен на рис. 9. В данном случае максимальная расчетная величина нагрузки ограничена предельно допустимой величиной передаваемой мощности через трансформатор.

Рис. 9. Определение резерва мощности трансформаторов: а - графики изменения температур ннт и масла; б - графики нагрузки трансформатора (текущий и предельно допустимый)

На основе данных суммарной расчетной нагрузки. Такой подход к вопросу определения нагрузочной способности применим в условиях недостаточного объема исходной информации. Распределительные сети 0,4 кВ характеризуются, как правило, отсутствием телеметрии на отходящих присоединениях и неполнотой исходных данных сети. Единственно доступной информацией являются сведения о расчетных электрических нагрузках конечных потребителей. Задача заключается в определении мощностей всех потребителей, участвующих в формировании нагрузки трансформатора в заданном режиме. Суммарная мощность определяется согласно выражению

#»-1

РрасХ= Ррос.т» + X ^« ' ' ' (19)

где Ррастк - расчетная активная мощность самого энергоемкого потребителя; Ррос, -расчетные активные мощности всех потребителей, кроме потребителя, имеющего наибольшую нагрузку; к, - коэффициенты, учитывающие долю электрических нагрузок общественных зданий (помещений) и жилых домов в наибольшей расчетной нагрузке Р^ . Полученные значения нагрузочных характеристик подвергаются

верификации на основе системных замеров и телеметрии.

В настоящее время разработан и внедрен в производственный процесс ОАО «ЕЭСК» модуль оценки нагрузочной способности трансформаторов силовых ПС 35(110)/6(10) кВ города Екатеринбурга.

В заключении приведены основные результаты исследования:

1. Сформулирован системный подход к решению задач мониторинга параметров систем электроснабжения мегаполисов.

2. Разработаны принципы формирования топологической, объектной и нормативно-справочной информации.

3. Разработана форма хранения информации о структуре электрической сети на основе ¡рафового объектно-ориентированного подхода, обеспечивающая трансформацию полносвязной структуры ЭС к необходимой форме представления для решения поставленных задач.

4. Предложена система доступа к данным объектов электрической сети и динамического формирования их внутренних структур с учетом топологической связности и иерархического многоуровневого представления сети.

5. Разработана технология мониторинга на основе авторских алгоритмов построения файла преемников и системы моделирования режимов.

6. Выполнена адаптация разработанной структуры к методам анализа топологии ЭС, расчета режимных параметров ЭЭС и проверки состояния электрооборудования.

7. Разработан программный комплекс Most, позволяющий моделировать схемы ЭС с помощью графического ввода элементов одновременно с вводом параметрической и нормативно-справочной информации об оборудовании электрической сети.

В приложениях приведены:

• классы объектов ЭЭС;

• алгоритмы топологического анализа и определения потокораспределения нагрузок в электрической сети;

• коэффициенты, учитывающие совмещение максимумов нагрузки различных типов потребителей;

• результаты мониторинга сетей 0,4 кВ ПС «Октябрьская» ОАО «ЕЭСК»;

• реализация алгоритмов формирования объектов на основе внутренних структур с учетом топологической связности и иерархического многоуровневого представления сети.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях

1. Дмитриев С.А. Формы хранения схем в задаче мониторинга сети 0,4 кВ / Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Лысак С.А. // научно-практическая конференция «Энер-госнабжающие техника и технологии»: материалы. Екатеринбург, 2003. С. 25-26.

2. Дмитриев С.А. Автоматизация проектирования и анализа систем электроснабжения / Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Лысак С.А. // 3-я научно-практической конференции «Проблемы и достижения в промышленной энергетике»: материалы. Екатеринбург, 2003. с. 51-52.

3. Дмитриев С.А. Оценка режима работы и износа силового трансформатора / Дмитриев С.А., Кокин С.Е. //Вестник УГТУ-УПИ. 2004 4.1. С. 231-233.

4. Применение принципов САПР в задаче «Мониторинг сети 0,4 кВ» / Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Лысак С.А., Мошинский О.Б. // 2-я международная научно-техническая конференция «Энергетика, экология, энергосбережения, транспорт»: труды. Тобольск, 2004. С. 145-148.

5. Дмитриев С.А. Создание формы хранения информации о структуре электрической сети / Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Логинов Д.А. // студенческая научная конференция «Студент и научно-технический прогресс»: сборник тезисов докладов. Екатеринбург, 2004. С. 268-269.

6. Система комплексного анализа сети 0.4 кВ / Артюгина В.В., Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Лысак С.А. // Вестник УГТУ-УПИ. 2004. №12 (42). С. 410-411.

7. Оценка режима работы и износа изоляции силовых трансформаторов / Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Мошинский О.Б., Пыжьянова H.H. // Вестник УГТУ-УПИ. 2004. №12 (42). С. 397-399.

8. Оценка работоспособности силовых трансформаторов с учетом схемно-режимных параметров / Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Мошинский О.Б., Пыжьянова H.H. // Вестник УГТУ-УПИ. 2004. №12(64). С. 208-214.

9. Структура электропотребления в жилищном фонде города / Александрова Е.А., Дмитриев С .А., Кокин С.Е., Лысак С.А. // Вестник УГТУ-УПИ. 2004. №12(64). С. 224-229.

Ю.Дмитриев С.А. Структура электропотребления в жилищном фонде города / Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Лысак С.А. // Известия Томского политехнического университета. 2005. Т. 308. №5. С.146-148.

11. Дмитриев С.А. Программная диагностика работоспособности силовых трансформаторов / Дмитриев С.А. // VIII отчетная научная конференция молодых ученых УГТУ-УПИ: сборник статей. Екатеринбург, 2005. С. 213-214.

12. Дмитриев С.А. Оценка работоспособности силовых трансформаторов с учетом параметров надежности и режима работы сети/ Дмитриев С.А., Кокин С.Е. // 8-я региональная научно-практическая конференция «Энергосберегающая техника и технологии»: труды. Екатеринбург, 2005. 2 стр.

13. Оптимизация реактивной мощности в распределительной сети / Васькина Е.В. Дмитриев С.А., Ерохин М.Н., Кокин С.Е., // 8-я региональная научно-практическая конференция «Энергосберегающая техника и технологии»: труды. Екатеринбург, 2005. 2 стр.

14. Численные методы анализа распределительных сетей низкого и среднего напряжения / Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Панова H.A., Рыжун A.C. // 5-я региональная НПК «Энергетика и электротехника» с международным участием: сборник докладов. Екатеринбург, 2005.

15. Дмитриев С.А. Форма хранения информации о структуре электрической сети / Дмитриев С.А. // Научные труды молодых ученых УГТУ-УПИ: сборник статей. Екатеринбург, 2006. С. 34-39.

16. Дмитриев С.А. Информация в вопросе моделирования процессов передачи и распределения электроэнергии / Дмитриев С.А., Кокин С.Е. // VI научно-праетическая конференция с международным участием в рамках выставки «Энергетика и •электротехника. Светотехника»: сборник докладов «Проблемы и достижения в промышленной энергетике». Екатеринбург, 2006. С. 57-60.

17. Информация в вопросе моделирования процессов передачи и распределения электроэнергии / Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Панова H.A., Рыжун A.C. // VI научно-практическая конференция с международным участием в рамках выставки «Энергетика и электротехника. Светотехника»: сборник докладов «Проблемы и достижения в промышленной энергетике». Екатеринбург, 2006. С. 61-62.

Работы [3, 6 - 10] опубликованы в реферируемых изданиях ВАК.

ИД № 06263 от 12.11.2001 г.

Подписано в печать 17.01.2007 Бумага типографская Уч.-изд.л. 1,5

Плоская печать Тираж 120

Формат 60 х 84 1/16 Усл. печ.л. 1,39 Заказ 1.

Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

ВВЕДЕНИЕ.

1 ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗАДАЧ МОНИТОРИНГА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

1.1 Анализ состояния систем энергоснабжения города с учетом обеспечения требований к надежности электроснабжения потребителей.

1.2 Анализ информационной среды электросетевого предприятия.

1.3 Постановка задачи мониторинга.

1.4 Выводы.

2 РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОЙ СТРУКТУРЫ ИНФОРМАЦИИ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ.

2.1 Принципы организации информации.

2.2 Основные определения и задачи формирования структурной организации данных о сети.

2.3 Многоуровневый подход.

2.4 Определение структуры хранения информации о сети

2.5 Объекты и их классы в информационной структуре сети.

2.6 Атрибуты и структура реестра объектов ЭС.

2.7 Выводы.

3 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ МОНИТОРИНГА НА ОСНОВЕ ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКОГО МЕТОДА.

3.1 Операции преобразования исходного графа ЭС.

3.1.1 Формирование схемы ПС.

3.1.2 Формирование схемы ЭЭС.

3.1.3 Формирование массива данных телеметрии.

3.2 Оценка режимов и параметров работы ЭС.

3.2.1 Определение числа групп связности графа ЭС.

3.2.2 Определение резерва мощности.

3.2.3 Определение нагрузочной способности силовых трансформаторов.

3.2.4 Расчет распределения потоков в радиальной ЭС.

3.2.5 Задача о максимальном потоке в сложнозамкнутой электрической сети.

3.3 Оценка износа силовых трансформаторов.

3.4 Выводы.

4 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ РАСЧЕТЫ.

4.1 Описание ПК Most.

4.1.1 Общие сведения и назначение.

4.1.2 Основные возможности.

4.1.3 Выполнение электроэнергетических расчетов.

4.2 Оценка режима работы и износа изоляции силовых трансформаторов.

4.2.1 Расчет теплового режима трансформатора.

4.2.2 Определение резерва мощности трансформатора.

4.2.3 Доступ к данным ОИК.

4.2.4 Учет температуры окружающей среды.

4.2.5 Определение износа изоляции и остаточного срока службы силового трансформатора.

4.3 Оценка состояния электрооборудования и определение режима работы сети 6(10) - 0,4 кВ.

4.3.1 Расчет сетей до 1 кВ.

4.3.2 Определение резерва мощности ТП/РП на основе суммарных расчетных нагрузок потребителей.

4.3.3 Генерация схем распределительные сети 6 - 10 кВ районов ЭС.

4.4 Выводы.

Назначением систем электроснабжения городов является обеспечение электроэнергией всех технологических процессов коммунально-бытовых, промышленных, транспортных и других потребителей, расположенных на их территориях. В зависимости от размера города для питания потребителей должна предусматриваться соответствующая система электроснабжения. Для крупных городов, имеющих современные и рационально выполненные электрические сети (ЭС), характерно комплексное использование различных классов напряжения. Такая система электроснабжения включает в себя сети 35 - 110 кВ, связанные с сетями 220 - 500 кВ энергосистемы. Для электроснабжения основной массы потребителей используются распределительная сеть (PC) 6-10 кВ и сеть общего пользования 0,4 кВ.

Деятельность современного электроснабжающего городского предприятия базируется на информационных системах, с помощью которых производится решение следующих задач: оперативное и диспетчерское управление системами электроснабжения; выполнение оценки перспективного развития сетей и систем (определение резерва мощности, рассмотрение заявок на подключение новых потребителей или изменение установленной мощности подключенных, обслуживание и ремонт электрооборудования); все виды анализа процессов функционирования предприятия (ведение договоров, управление человеческими, финансовыми и материальными ресурсами и т.д.). Данные системы предназначены для поддержания качественного и гарантированного электроснабжения потребителей.

Актуальность темы. Наиболее острыми проблемами в настоящее время являются задачи оценки технического состояния электрооборудования и мониторинга сети передачи и распределения электроэнергии. Это обусловлено, во-первых, текущим высоким уровнем износа сетей и оборудования по продолжительности срока службы, во-вторых, отсутствием простых и однозначных критериев определения окончания срока службы для различных видов электрооборудования и, в-третьих, наметившимися тенденциями к росту нагрузок электропотребления.

На сегодняшний день общий уровень изношенности электрооборудования, по данным Екатеринбургской электросетевой компании (ЕЭСК), составляет более 60% [31]. Кроме того, около 50% подстанций (ПС) были построены более 30 лет назад. На самом деле приведенные данные не являются объективными и технически обоснованными, так как формируются на основе нормативного срока службы электрооборудования и не учитывают особенности фактических режимов работы. В таких условиях с учетом длительности инвестиционного цикла в электроэнергетике привлекательность предприятий отрасли практически снизилась до нуля. При существующем положении энергетике грозит снижение надежности, безопасности и эффективности.

Для успешного решения задач обеспечения качественного электроснабжения необходим инструментарий комплексного мониторинга городских электрических сетей и оценки технического состояния электрооборудования. Как в отечественной, так и в зарубежной практике имеются лишь несистематизированные попытки разрешить отдельные аспекты данных задач. В связи с этим появляется необходимость создания адекватной модели электрической сети (МЭС), на основе которой возможна реализация эффективных методов анализа технического состояния. Фактически речь идет о создании инструментария, основанного на имитационной модели сети электроснабжения.

Кроме того, текущая ситуация в городских распределительных сетях характеризуется отсутствием достоверной информации (данных контроля и учета электроэнергии, режимных показателей сети и т.д.), необходимой для анализа состояния электрооборудования, поэтому правильная оценка технического состояния электрооборудования затруднительна.

Поставленные задачи могут быть однозначно решены при рассмотрении объекта исследования (электрооборудования) в комплексной взаимосвязи с функционирующей системой передачи и распределения электроэнергии. Необходима разработка информационного обеспечения, оперирующего данными телеметрических измерений, системных замеров, расчетных характеристик нагрузки и режимов работы оборудования электроэнергетической системы.

В работе сформулирована концепция системы, позволяющая производить комплексную оценку технического состояния электрооборудования с точки зрения его топологической связности, а также полноты и достоверности исходной информации. На основе предложенной теории разработан программный комплекс, отвечающий принципам графового объектно-ориентированного подхода к мониторингу электрооборудования.

Целью является разработка концепции автоматизированного мониторинга параметров системы электроснабжения мегаполиса. Система должна обеспечить следующее: во-первых, повышение точности, достоверности и оперативности оценки текущего состояния электрооборудования и режима его работы; во-вторых, проведение анализа распределения электроэнергии в целях минимизации потерь и формирования рекомендаций по определению режимов работы оборудования сети; в-третьих, выполнение оценки влияния вероятных отказов электрооборудования на работу системы распределения электроэнергии; в-четвертых, выявление «узких мест» электрической сети на стадии рассмотрения заявок на подключение новых потребителей и вывода силового оборудования в ремонт. Решение данного блока задач предназначено для определения путей повышения надежности питания потребителей электроэнергии.

В настоящей работе объектом исследования являются системы передачи, распределения и потребления электроэнергии на примере города Екатеринбурга. На основе разработанной графовой объектно-ориентированной структуры задания электрической сети рассматриваются следующие вопросы мониторинга: топология ЭС, режимы работы, нагрузочные характеристики электрооборудования и сети в целом. Работоспособность оборудования сети (техническое состояние) определяется процессами передачи и распределения электроэнергии и рассматривается в комплексной взаимосвязи.

Мониторинг производится на базе графа сети с использованием специально разработанных и адаптированных алгоритмов топологического анализа. Оценка потокораспределения основывается на статистических данных загрузки оборудования и нагрузочных характеристиках потребителей по заданным схемам электроэнергетической системы (ЭЭС).

Научная новизна определяется следующими результатами исследований:

• Сформулирована концепция гибкой универсальной технологии информационного обеспечения для решения задач качественного электроснабжения потребителей.

• Разработана объектно-ориентированная структура хранения информации о сети, используемая для построения многоуровневого топологического пространства на основе графа.

• Предложены принципы доступа к данным объектов электрической сети и динамического формирования их внутренних структур.

• Произведена адаптация разработанной системы мониторинга к методам анализа режимов ЭЭС и проверки технического состояния электрооборудования (оценка нагрузочной способности трансформаторов, определение суммарных расчетных нагрузок потребителей, проверка кабелей на допустимость работы по термической стойкости и нагрузочной способности и т.д.).

• Разработан инструментарий визуального ввода топологической и нормативно-справочной информации о структуре электрической сети и ее составных элементов.

• Предложен комплексный многоуровневый подход к задаче мониторинга работоспособности электрооборудования в системе передачи и распределения электроэнергии.

Практическая ценность работы. Разработанные алгоритмы и программы представляют интерес как для эксплуатационных организаций при анализе текущего состояния распределительных сетей и оценке перспективы развития, так и для проектных организаций при решении вопросов развития районов электрических сетей, реконструкций подстанций и т.д.

Внедрениерезультатов, представленных в диссертационной работе, осуществлено в ряде проектов, выполненных за последние четыре года при непосредственном участии автора.

Реализована и внедрена в информационную среду Екатеринбургской электросетевой компании система оценки состояния и технически обоснованных режимов загрузки силовых трансформаторов, находящихся на балансе предприятия. Программа разработана для службы перспективного развития. Система используется для определения резерва мощности и термического износа изоляции силовых трансформаторов на основе данных телеметрии. Специальная версия программы применяется на кафедре «Автоматизированные электрические системы» УГТУ-УПИ студентами всех форм обучения для курсового и дипломного проектирования при моделировании режимов работы силовых трансформаторов.

На базе модуля оценивания технического состояния электрооборудования сетей 0,4 - 10 кВ был проведен мониторинг сети 0,4 кВ подстанций Октябрьская, Западная и Ясная Екатеринбургской электросетевой компании, обеспечивающей электроснабжение мегаполиса, и выработаны рекомендации по реконструкции и развитию. Программный комплекс (ПК) «most» позволяет автоматизировать расчеты связанные с оценкой технического состояния электрооборудования и, следовательно, снизить затраты на диагностику и проектирование подстанций и электрических систем в целом.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались: на научно-практической конференции «Энергоснабжающие техника и технологии», Екатеринбург, 2003; научно-практической конференции «Проблемы и достижения в промышленной энергетике», Екатеринбург, 2003.; научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережения, транспорт», Тобольск, 2004; II Всероссийской научно-технической конференции «Энергосистема: управление, качество», Екатеринбург, 2004; региональном семинаре ОДУ Урала и кафедры «Автоматизированные электрические системы», Екатеринбург, 2005; 8-й региональной научно-практической конференции «Энергосберегающая техника и технологии», Екатеринбург, 2005; научно-практических конференциях с международным участием «Энергетика и электротехника», Екатеринбург, 2005 -2006.

Публикации. Основные положения диссертации отражены в 17 работах [48-64] (в том числе 6 работ в реферируемых изданиях ВАК). В ГОУ ВПО УГТУ-УПИ зарегистрирован программный продукт - «Оценка состояния и технически обоснованных режимов загрузки силовых трансформаторов».

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит четыре главы, заключение, список литературы, список условных сокращений, глоссарий и приложения. Объем работы составляет 150 страниц основного текста, 38 рисунков, 18 таблиц. Библиография включает 65 наименования.

В первой главе «Информационное обеспечение задач мониторинга и проектирования электроэнергетических систем» представлена характеристика текущей ситуации в распределительных сетях. Рассмотрены используемые инструменты технической оценки состояния электрооборудования. Выполнен анализ достоверности методов диагностики, применяемых в настоящее время. Кроме того, приведено описание существующих информационных комплексов (ИК), установленных в ЕЭСК, и их проверка на наличие и доступность информации для автоматизированного применения в системе мониторинга.

Вторая глава «Разработка комплексной структуры информации об электрической сети» содержит описание принципов организации информации, необходимой для функционирования системы мониторинга. Проведена классификация исходных данных, где весь массив был разбит на три основные группы: справочную, условно-постоянную и временную информацию. Рассмотрены аспекты оптимального хранения и поиска данных электрической сети. Сформированы принципы построения системы мониторинга на основе многоуровневого объектно-ориентированного представления электрической сети. Приведено описание разработанной структурной организации объектов.

В третьей главе «Разработка принципов мониторинга на основе графоаналитического метода» рассмотрены вопросы формирования методической и алгоритмической базы для реализации задач мониторинга. Сформулированы принципы динамического образования комплексных объектов электрической сети с точки зрения многоуровневой организации. Сформированы подходы к анализу технического состояния электрооборудования. Проведена адаптация разработанной концепции к следующим методам расчетов: проверке связности, определению резерва мощности, нахождению режимных характеристик и т.д. Мониторинг режимных параметров осуществляется на основе авторских алгоритмов построения файла преемников и системы моделирования режимов (СМР).

В четвертой главе «Программная реализация и опытно-промышленные расчеты» приведено описание программного комплекса, построенного на базе сформулированной концепции. Программный комплекс (ПК) выполнен на основе графовой многоуровневой структуры представления объектов электрической сети, способных трансформироваться в зависимости от поставленных задач. Реализованные подходы мониторинга основываются на агрегации имеющейся информации, способствующей повышению точности и достоверности итогового результата. В комплексе выполнена программная реализация общепринятых методов анализа кабельных сетей, расчета нагрузочных характеристик и определения резерва мощности. ПК ориентирован на принцип визуального ввода исходных топологических, режимных и нормативно-справочных данных. В ПК реализована возможность накопления информации о состояниях объектов ЭС. При использовании адаптивных свойств системы мониторинга ЭС такие данные позволят в дальнейшем производить коррекцию методов оценки технического состояния оборудования.

В заключении приведены основные результаты, полученные в работе, и сформулированы направления дальнейших исследований.

В приложениях представлены дополнительные материалы, позволяющие легче ориентироваться в некоторых разделах диссертационной работы и способствующие лучшему пониманию ее сути:

1. Классы объектов ЭЭС.

2. Алгоритмы топологического анализа и определения потокораспределения нагрузок в электрической сети.

3. Коэффициенты, учитывающие совмещение максимумов нагрузки различных типов потребителей.

4. Результаты мониторинга сетей 0,4 кВ ПС «Октябрьская» ОАО «ЕЭСК».

5. Реализация алгоритмов формирования объектов на основе внутренних структур с учетом топологической связности и иерархического многоуровневого представления сети.

6. Описание основных функций ПК.

Работа выполнена на кафедре «Автоматизированные электрические системы» электротехническом факультете Уральского государственного технического университета - УПИ. Она полностью соответствует научному направлению кафедры в области моделирования и управления процессами функционирования сложных электроэнергетических систем.

Настоящая работа была выполнена при постоянной творческой поддержке и опоре на накопленный научный и творческий потенциал коллектива кафедры АЭС.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю д.т.н., профессору Бартоломею Петру Ивановичу и научному консультанту к.т.н., доценту Кокину Сергею Евгеньевичу за общее руководство, постоянное внимание и конструктивное содействие. Автор признателен сотрудникам кафедры, а также всем кто взял на себя труд и предоставил свои замечания по содержанию и оформлению работы.

4.4 Выводы

На основе сформулированных принципов системы мониторинга ЭС и анализа технического состояния электрооборудования создан ПК Most. Ядром ПК служит разработанная объектно-ориентированная графовая модель представления электрической сети.

Программный комплекс Most позволяет создавать схемы ЭС с помощью графического ввода элементов одновременно с указанием параметрической и нормативно-справочной информации об оборудовании электрической сети. Ввод схем осуществляется на уровнях ПС и ЭЭС, при этом структурные схемы данных объектов формируются как фрагменты единого графа ЭС. Реализация такого подхода обеспечивает верификацию итоговых результатов мониторинга данными режимов передачи и распределения электроэнергии, находящимися за пределами рассматриваемого объекта исследования. Кроме того, разработанный ПК ориентирован на накопление архивных данных («истории жизни») оборудования ЭС, что в дальнейшем позволит адаптировать систему мониторинга к изменениям в ЭЭС.

Выбор средств и методов оценки технического состояния определяется составом исходной информации об ЭС. При разработке ПК акцент был сделан на две методики определения потокораспределения, во-первых, на основе данных расчетных нагрузок, и, во-вторых, при помощи определения нагрузочной способности по данные ТМ. В результате синтезирования СМР, предназначенная для моделирования режимов работы систем электроснабжения, реализована возможность проводить мониторинг не только при заданных состояниях коммутационной аппаратуры, но и в наиболее тяжелых вероятных режимах работы электрооборудования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом проведенного исследования в области имитационного моделирования режимов работы силового оборудования стало создание системы автоматизированной оценки технического состояния оборудования и PC с учетом топологической связности ее элементов.

Электрические сети мегаполиса представляют комплексную разветвленную структуру. В основу формирования модели было положено понятие многоуровневой архитектуры электрической сети. В работе произведена дифференциация информации, необходимой для выполнения задач автоматизированного мониторинга. С этой целью осуществлен анализ структуры городской PC, состава и технологических особенностей установленного электрооборудования. В рамках полученной классификации разработаны принципы построения оптимальных форм хранения топологической, объектной и нормативно-справочной информации.

На основе теории хранения и доступа к информации выполнен анализ методов моделирования структуры сети и сформулированы требования к форме хранения данных. Разработанная форма хранения информации о сети на базе графового объектно-ориентированного принципа предоставила возможность решить задачу топологической связности элементов. Кроме того, данная структура позволила осуществить многоуровневый подход к решению вопросов по оценке состояния электрооборудования и расчета режимов ЭЭС. Для реализации объектно-ориентированного принципа в структуру было введено понятие объект. Объект в данной работе выполняет универсальную роль и может иметь произвольный уровень детализации от единичной вершины до сложного фрагмента графа ЭС. Разработанная информационная структура способна динамически расширяться за счет ввода данных, а наличие свойств и методов, присущих каждому объекту ЭС, позволяют применить известные принципы оценки и диагностики силового оборудования. За счет того, что структура основана на графе сети, к ней применимы стандартные технологии работы с графами.

Разработка алгоритмической базы, необходимой для решения задач мониторинга, потребовала: создания технологии подготовки исходных данных; реализации алгоритмов определения числа групп связности; выработки подхода к расчету потокораспределения нагрузки; адаптации методов диагностики силового оборудования. Подготовка данных включает создание принципиальных алгоритмов поиска, добавления, удаления и коррекции информации о структуре электрической сети (топологическая информация) и о ее элементах (справочная информация). На основе сформулированного подхода к вводу данных структуры ЭС разработаны алгоритмы определения потокораспределения и режимных параметров. Данные алгоритмы способны производить расчет сетей как в текущем режиме (нормальном, согласно заданным состояниям коммутационной аппаратуры), так и моделировать максимальный нагрузочный режим работы сети (вероятный послеаварийный режим). Реализация данного принципа привела к необходимости создания системы моделирования режимов. СМР сформирована на авторских алгоритмах моделирования режима работы с использованием свойств объектов электрической сети. Оценка состояния электрооборудования основывается на расчетных или измеренных режимных параметрах сети в зависимости от полноты и достоверности исходной информации.

На базе сформулированной концепции создан программный комплекс Most. При разработке ПК основной акцент был сделан на реализацию системы ввода исходной данных ЭС. ПК позволяет создавать схему ЭС на базе графического ввода элементов одновременно с вводом параметрической и нормативно-справочной информации об электрооборудовании. С этой целью разработан графический редактор. Система привязок и проверка связности позволяет избавиться от некорректного ввода информации и максимально снизить вероятность ошибки оператора. Созданная БД нормативно-справочной документации позволяет упростить ввод данных. В ПК реализован многоуровневый принцип ввода, визуализации и анализа состояния сетей.

Сформированная концепция дала возможность создать удобный работоспособный инструмент для решения задач мониторинга PC. Наиболее значимыми областями применения данной технологии являются: анализ текущего состояния PC для построения грамотной технической политики эксплуатационных предприятий; решение задач развития районов ЭС и реконструкции подстанций проектными организациями.

Модуль оценки состояния силового оборудования ПК Most использовался при выполнении работы по мониторингу распределительной сети 0,4 кВ города Екатеринбурга. В рамках данной работы на базе ПК выполнен анализ технического состояния сетей 0,4 кВ более 200 ТП и РП. В результате был составлен отчет с указанием «узких мест» в электроснабжении потребителей. Сформулированы рекомендации по реконструкции сетей, режимы которых не соответствуют условиям нормального электроснабжения. В настоящее время разработан и внедрен в производственный процесс ОАО «ЕЭСК» модуль оценки нагрузочной способности трансформаторов силовых ПС 35(110)/6(10) кВ города Екатеринбурга. Программное обеспечение позволило в значительной степени упростить и ускорить процесс выполнения оценки технического состояния и определения резерва мощности. Специально разработанная версия данного модуля (учебная) используется для выполнения курсовых и дипломных проектов на кафедре АЭС УГТУ-УПИ.

1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ)/ Минэнерго России. 7-е изд., перераб. и доп. - М. : Энергосервис, 2006. -648 е.: ил.

2. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.З. Производство, передача и распределение электрической энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. 9-е изд. стер. -М.: Издательство МЭИ, 2004. - 946 с.

3. ГОСТ 13109-87. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения. М.: Изд-во стандартов. Введ. 01.01.1988.

4. Межгосударственный стандарт ГОСТ 14209-97 введен в действие в качестве Государственного стандарта Российской Федерации. Введ. 01.01.2002.

5. ВСН 97-88. Инструкция по проектированию городских и поселковых электрических сетей. Заменен на РД 34.20.185-94 "Инструкция по проектированию городских электрических сетей".

6. СП 31-110-2003. Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий. Взамен: ВСН 59-88 Электрооборудование жилых и общественных зданий. Нормы проектирования. ФГУП ЦПП 2004.

7. ЦИРКУЛЯР №Ц-02-98(Э) Проверка кабелей на невозгорание при воздействии тока короткого замыкания / РАО ЕЭС РОССИИ Департамент стратегии развития и научно-технической политики. Введ. 16.03.98.

8. РД 34.20.185-94 Инструкция по проектированию городских электрических сетей. Разработчики: Гипрокоммунэнерго (Лордкипанидзе В.Д.), РАО "ЕЭС России" (Акимкин А.Ф.,

9. Антипов К.М.), Энергосетьпроект (Файбисович Д.Л.). Энергоатомиздат. Введ. 01.01.1995.

10. Устатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. М.: Издательство стандартов, 1989. - 3251 с.

11. Справочник по проектированию электроэнергетических систем/В.В. Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др.; Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергоатомиздат, 1985. - 352 с.

12. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные данные для курсового и дипломного проектирования: Учеб. Пособие для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. -608с.

13. Электрическая часть станций и подстанций: Учеб. для вузов/А.А. Васильев, И.П. Крючков, Е.Ф. Наяшкова и др.; Под ред. А.А. Васильева. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1990. -576с.: ил.

14. Электрическая часть электростанций : Учеб. для вузов / Под ред. С.В. Усова. 2-е изд., перераб. и доп. Д.: Энергоатомиздат, 1987. -616с.: ил.

15. Намитоков К.К. Испытания аппаратов низкого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1985. 248 с.

16. Kirsi Nousiainen, Pekka Verho, Jouni Pylvanainen, Tampere University of Technology. The Temperature Monitoring Of Distribution Transformers TESLA Interim report 2001.

17. William H., Bartley P.E. Analysis of Transformer Failures. The Hartford Steam Boiler Inspection & Insurance Co. // International

18. Association of Engineering Insurers 36th Annual Conference -Stockholm, 2003.

19. W. Seitlinger, M. Ferstl, G., Philip Gattens Buchgrabner Application of a Transformer Online Monitoring and Loadability Modelling // VA TECH Substation Equipment Diagnostic Conference 2001.

20. Max D. A., Senior Member, IEEE. PowerGraf: An Educational Software Package for Power System and Dising. IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 13, No. 4, November 1998.

21. H. Кристофидес Теория Графов. Алгоритмический подход. Изд. «Мир» Москва 1975. (Graph Theory an algorithmic approach. Nicos Christofides, Management Sciense Imperial Collage London / ACADEMIC PRESS New York London San Francisco, 1975).

22. Гасаиов Э. Э., Кудрявцев В. Б. Теория хранения и поиска информации. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 288 с. - ISBN 5-92210235-4.

23. ГОСТ 30323-95 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета электродинамического и термического действия тока короткого замыкания. Введ. 01.01.1994.

24. Арсеньев Ю.Н., Шелобаев С.И., Давыдова Т.Ю. Принятие решений. Интегрированные интеллектуальные системы М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. 270 с.

25. Малышев Н.Г., Берштейн А.С., Боженюк А.В. Нечеткие модели для экспертных систем в САПР. М.: Энергоатомиздат, 1991. 136 с.

26. R. Н. Khwaja ее. Al., The Effect Of High Temperature On Partial Discharges In Oil-impregnated Insulation / School of Electrical Engineering and Telecommunications, The University of New South Wales, Australia.

27. ГОСТ 11677-85 Трансформаторы силовые. Общие технические условия (с изменениями N 1, 2, 3, 4) Постановление Госстандарта СССР от 24.09.1985 N 3005.

28. Справочник по проектированию электроснабжения городов/В.А. Козлов, Н.И. Билик, Д.Л.Файбисович. 2-е изд. перераб. и доп. - Энергоатомиздат. Ленинград, отд-ние. 1986. -256 е.: ил.

29. Соскин Э.А., Киреева Э.А. Автоматизация управления промышленным энергоснабжением. М.: Энергоатомиздат, 1990.-384 е.: ил.

30. Гельтман Г.А. Автоматизированные системы управления энергоснабжением промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1984.-256 с.:ил.

31. Пояснительная записка к перспективному плану развития Свердловских городских электрических сетей до 2005 года / Екатеринбург, 2000. 55с.

32. Ежеквартальные отчеты ОАО «ЕЭСК» 2003 2006

33. Информационные сообщения ОАО «ЕЭСК» 2006 Режим доступа: http://eesk.ru 01.07.2006.

34. Материалы совещания директоров электросетевых предприятий Уралэнерго 15 июня 2000 года/ Екатеринбург, 2000. 4с.

35. Воропай Н.И. Теория систем для электроэнергетиков: учебное пособие. Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма РАН, 2000. 273с.

36. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.А. Введение в системный анализ: Учебное пособие для вузов. М.: Высшая шк., 1989. 367с.

37. Мороз А.И. Курс теории систем: Учебное пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1987. 304с.

38. Концепция развития телекоммуникационных и информационных систем Свердловских городских электрических сетей: СГЭС 2000. 35с.

39. Модуль расчетов токов короткого замыкания в сети 0.4 кВ Рабочий проект/Колмогоров Г.С. Екатеринбург 1999. 80с.

40. Критерии выбора современной СУБД как объекта инвестиций для развития предприятия /Е.З. Зиндер. «Открытые системы»: 1995. 30с.

41. Обзор способов и средств построения информационных приложений /В.И.Артемьев. «Открытые системы»: 1996. 40с.

42. Codd E.F. A Relation Model of Data for Large Shared Data Banks, Comm. ACM 13, no. 6, ACM, New York, London, Amsterdam, June 1970, 377-387.

43. Codd E.F. Recent Investigation in Relation Data-Base Systems, Information Processing'74, North-Holland, Amsterdam, 1974.

44. Information Management System Virtual Storage (IMS/VS), General Information Manual GH20-1260, IBM, White Plains, New York, 1974.

45. Информационные системы общего назначения. М.: Статистика, 1975.

46. CODASYL Systems Committee, Feature Analysis of Generalized Data Base Management Systems, ASM, New York, Mar. 1976.

47. Atkinson M., Bancilhon F., DeWitt D., Dittrich K., Maier D., Zdonic S. The Object-Oriented Database System Manifesto. Proc. 1st DOOD, Kyoto 1989.

48. Кокин C.E. Алгоритмизация задач энергетических объектов. Схемы, графы, алгоритмы. УГТУ-УПИ, 2002. 50 с.

49. Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Лысак С.А. Формы хранения схем в задаче мониторинга сети 0,4 кВ. В кн.: Материалы научно-практической конференции «Энергоснабжающие техника и технологии». Екатеринбург: 2003.

50. Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Лысак С.А. Автоматизация проектирования и анализа систем электроснабжения. В кн.: Материалы 3-й научно-практической конференции «Проблемы и достижения в промышленной энергетике». Екатеринбург: 2003.

51. Дмитриев С.А., Кокин С.Е. Оценка режима работы и износа силового трансформатора. В кн. Вестник УГТУ-УПИ, Научные труды VI отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004 Ч 1. 445 с.

52. Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Лысак С.А., Мошинский О.Б. Применение принципов САПР в задаче «Мониторинг сети 0,4 кВ» В кн.: Труды 2-й международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережения, транспорт». Тобольск: 2004.

53. Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Лысак С.А. Структура электропотребления в жилищном фонде города В кн.: Известия Томского политехнического университета. Г. Томск, том 308, №5, 2005.

54. Дмитриев С.А. Программная диагностика работоспособности силовых трансформаторов. VIII отчетная научная конференция молодых ученых ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ", г. Екатеринбург 2005.

55. Дмитриев С.А., Кокин С.Е., Ерохин М.Н., Васькина Е.В. Оптимизация реактивной мощности в распределительной сети. В кн.: Труды 8-й региональной научно-практической конференции «Энергосберегающая техника и технологии», г. Екатеринбург 2005.

56. Дмитриев С.А. Форма хранения информации о структуре электрической сети. В кн. «Научные труды молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ: сборник статей». Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. 189с.

57. Л. Р. Форд, Д. Р. Фалкерсон. Потоки в сетях. Изу. «Мир», М.: 1966.-276 с.1. УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ1. ВА Воздушная линия

58. ВРУ Вводное распределительное устройство

59. ЕЭСК Екатеринбургская электросетевая компания

60. ИК Информационный комплекс1. КЛ Кабельная линия1. ЛЭП Линия электропередачи

61. МЭС Модель электрической сетиннт Наиболее нагретая точка

62. ОИК Оперативно-измерительный комплекс1. ПК Программный комплекс1. ПС Подстанция

63. РЗА Релейная защита и автоматика1. РМ Расчетная модель

64. РП Распределительная подстанция1. PC Распределительная сеть

65. РЭС Районные электрические сети1. СВ Секционный выключатель

66. СМР Система моделирования режимов1. СШ Секция шин1. Т Трансформатор1. ТИ Телеизмерение1. ТМ Телеметрия

67. ТП Трансформаторная подстанция1. ЭС Электрическая сеть1. ЭУ Электроустановка

68. ЭЭС Электроэнергетическая система1. ГЛОССАРИЙ

69. Атрибут (от лат. attribuo - придаю, наделяю), необходимое существенное, неотъемлемое свойство объекта.

70. Инкапсуляция сокрытие внутренней структуры данных и реализации методов объекта от остальной программы. Другим объектам доступен только интерфейс объекта, через который осуществляется все взаимодействие с ним. лат.In - в + Capsula - ящичек.

71. Корреляция (от позднелат. correlatio - соотношение), термин для обозначения взаимозависимости, взаимного соответствия.

72. Наследование свойство объекта, заключающееся в том, что характеристики одного объекта (объекта-предка) могут передаваться другому объекту (объекту-потомку) без их повторного описания. Наследование упрощает описание объектов.

73. Объект объединяющий в себе данные (свойства) и операции над ними (методы); - обладающий свойствами наследования, инкапсуляции и полиморфизма.