автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Оптимизация состава и параметров компенсирующих устройств в электрических сетях нетяговых железнодорожных потребителей

На правах рукописи

МАЛЫШЕВА Надежда Николаевна

ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА И ПАРАМЕТРОВ КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ НЕТЯГОВЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Специальность 05.22.07 - «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 ИЮН 2011

ОМСК 2011

4848880

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС (ОмИИТ)».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор АВИЛОВ Валерий Дмитриевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор МАСЛОВ Геннадий Петрович;

кандидат технических наук, доцент ОСИПОВ Дмитрий Сергеевич.

Ведущая организация:

государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС)».

Защита диссертации состоится 17 июня 2011 г. в 11.30 часов на заседании диссертационного совета Д 218.007.01 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования ^Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС (ОмИИТ)» по адресу: 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, ауд. 219. ^

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан 16 мая 2011 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета Д 218.007.01. Тел./факс: (3812) 31-13-44; e-mail: nauka@omgups.ru

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор ^ —- О. А. Сидоров.

Омский гос. университет путей сообщения, 2011

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования в соответствии с «Энергетической стратегией холдинга «Российские железные дороги» на период до 2020 года и на перспективу до 2030 года» основными инновационными энергосберегающими техническими решениями и технологиями, на которые должна быть ориентирована железнодорожная энергетика на перспективу в части снижения потерь электроэнергии в распределительных сетях и повышения качества электроэнергии в распределительных сетях, является применение современных устройств компенсации реактивной мощности, фильтр-устройств, накопителей электроэнергии и систем контроля.

Успешное решение комплекса сложных вопросов обеспечения качества электрической энергии и снижения потерь электрической энергии во многом стало возможным благодаря работам ученых Аввакумова В. Г., Арриллаги Дж., Баде-ра М. П., Бардушко В. Д., Веникова В. А., Германа Л. А, Горюнова В. Н., Железко Ю. С., Жежеленко И. В., Идельчика В. И., Кордкжова Е. И., Лурье Л. С., Ма-мошина Р. Р., Черемисина В. Т., Шалимова М. Г., Шидловского А. К. и др.

В работах ученых Веникова В. А., Идельчика В. И., Гиршина, С. С., Медведева К. М., Холмского В. Г., Синькова В. М., Богословского А. В. и других достаточно глубоко проработаны вопросы оптимизации режимов электрических сетей, приводящей к уменьшению потерь активной мощности в сетях в результате оптимального выбора мощности и места размещения компенсирующих устройств в распределительных сетях 35-10/0,4 кВ с учетом технических ограничений. Указанные задачи в работах ученых в основном решались на основе уравнений установившегося режима с использованием различных оптимизационных методов.

Оптимизации состава работающего оборудования электростанций посвящены разработки широкого круга исследователей. В результате были созданы работоспособные алгоритмы и программные комплексы. Однако еще не в полной мере осуществлена оптимизация состава и параметров технических средств для компенсации реактивной мощности и связанных с этим отклонений и колебаний напряжений, поэтому данная проблема требует развития.

Отметим, что вопросы выбора установленной мощности нерегулируемых компенсирующих устройств (КУ) проработаны достаточно подробно, а выбор ус-

тановленной мощности ступенчато регулируемых КУ, статических компенсирующих устройств (СТК) представляет собой сложную задачу и недостаточно проработан в научных кругах. В настоящее время отсутствуют нормативные документы, регламентирующие количественные критерии применения различных типов компенсирующих устройств, обоснованные алгоритмы выбора их состава и параметров для решения конкретных задач. Недостаточно проработаны вопросы выбора типов и параметров КУ исходя из обеспечения требуемого качества электроэнергии (КЭ) в узле питания (особенно по колебаниям напряжения).

В основе предлагаемого алгоритма оптимизации состава и параметров КУ лежит подход, который заключается в том, что компенсацию реактивной мощности групповой резкопеременной нагрузки необходимо выполнять не одним управляемым компенсатором с высокой установленной мощностью и стоимостью, а группой устройств, причем большая доля реактивной мощности - неизменная составляющая - компенсируется нерегулируемым КУ, а переменная составляющая - регулируемыми компенсаторами с учетом технической реализуемости с оптимальным составом и их параметрами для обеспечения заданного КЭ в узле питания.

Настоящая работа посвящена разработке алгоритма оптимизации состава и параметров компенсирующих устройств в распределительных электрических сетях нетяговых потребителей. Особое внимание уделено вопросам компенсации реактивной мощности при резкопеременных нагрузках, учету реальных графиков изменения нагрузок, определению допустимых диапазонов изменения реактивной мощности при соблюдении заданных значений колебаний, отклонений напряжения и других режимно-технологических ограничений.

Целью диссертационной работы является обеспечение требуемой компенсации реактивной мощности, отклонений и колебаний напряжения путем совершенствования алгоритмов оптимального выбора состава и параметров компенсирующих устройств в распределительных электрических сетях нетяговых потребителей.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи:

1. Провести сравнительный анализ современных технических средств компенсации реактивной мощности и обосновать условия их применения в распределительных сетях нетяговых потребителей.

2. Выполнить анализ реальных графиков нагрузок, идентифицировать их параметры и обосновать значения параметров в качестве расчетных.

3. Разработать математическую модель трехфазной четырехпроводной электрической сети для расчета установившихся режимов и определения их влияния на выбор типов и параметров КУ.

4. Разработать алгоритм оптимизации состава и параметров технических средств для компенсации реактивной мощности и связанных с этим колебаний и отклонений напряжения.

5. Выполнить апробацию разработанных алгоритмов оптимизации состава и параметров КУ в условиях реальной системы электроснабжения нетяговых потребителей и оценить экономическую эффективность оптимизации состава и параметров компенсирующих устройств.

Методы исследования. В ходе проводимых исследований использовались теоретические и экспериментальные методы: теории электрических цепей; расчета трехфазных электрических сетей в условиях несинусоидальности токов и напряжений; непосредственного натурного эксперимента; теории вероятностей и математической статистики; нелинейной оптимизации.

Большинство выводов и результатов работы получено с использованием в математических программах средств вычислительной техники.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем.

1. Предложен подход к выбору типов и установленной мощности КУ в распределительных сетях железнодорожного транспорта на основе оптимизационных алгоритмов.

2. Разработан алгоритм оптимизации состава и параметров КУ, учитывающий реальные графики изменения нагрузок, степень влияния КУ на показатели качества электроэнергии и другие параметры режима, а также изменение удельных затрат на компенсацию реактивной мощности в зависимости от установленной мощности КУ.

3. Предложен алгоритм определения количества и мощности ступеней компенсирующего устройства при переменном характере нагрузки.

Достоверность научных положений и результатов диссертации подтверждается использованием фундаментальных методов расчета электрических цепей (метод узловых потенциалов), сопоставлением результатов математического моделирования и натурных измерений с расхождением полученных дан-

ных в пределах 4,5 %. Адекватность математической модели подтверждена с помощью критерия Стьюдента.

Практическая ценность исследования. Использование предложенных математической модели и алгоритмов позволяет определить оптимальный состав и параметры КУ для получения требуемых характеристик установившихся режимов по реактивной мощности, отклонениям и колебаниям напряжения при минимальных материальных затратах.

Реализация результатов работы. Результаты исследований использовались при разработке энергосберегающих технологий и мероприятий по снижению потерь и улучшению КЭ в электрических сетях нетяговых потребителей, приняты к внедрению в вагонном ремонтном депо Московка Западно - Сибирской дирекции по ремонту грузовых вагонов - структурного подразделения центральной дирекции по ремонту грузовых вагонов — филиала открытого акционерного общества «Российские железные дорога».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на нескольких научно-технических, научно-практических конференциях различного уровня: «Идентификация, измерение характеристик и имитация случайных сигналов (состояние, перспективы развития)» (Новосибирск, 2009), «Проблемы развития железнодорожного транспорта» (Красноярск, 2009), «Энергоэффективность», «Ресурсосберегающие технологии на ЗападноСибирской железной дороге» (Омск, 2010), «Инновации для транспорта» (Омск, 2010).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 10 научных работ, в том числе одна - в издании, включенном в перечень ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 107 наименований и одного приложения и содержит 147 страниц основного текста, 11 таблиц и 50 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определена цель исследования, сформулированы его основные задачи, указаны научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В первой главе рассмотрены содержание проблемы компенсации реак-

тивной мощности и связанных с этим отклонений и колебаний напряжения в распределительных сетях и влияние отдельных электроприемников на функционирование системы электроснабжения. Приведен обзор научных работ отечественных и зарубежных ученых, внесших значительный вклад в исследование проблемы КЭ. Рассмотрены различные источники реактивной мощности, оказывающие влияние на КЭ. Дана оценка влияния различных типов потребителей на качество электрической энергии. Рассмотрены режимы работы современных компенсирующих устройств при резкопеременных нагрузках и с учетом влияния гармоник, приведена классификация КУ на нерегулируемые, ступенчато регулируемые и управляемые с выделением характерных особенностей и параметров каждого типа КУ.

Выполнен анализ существующих подходов к выбору мощности и типов компенсирующих устройств. Нормативные документы в этой области регламентируют лишь расчет требуемой реактивной мощности по основной частоте, основываются на устаревшей элементной базе. В соответствии с Указаниями по компенсации реактивной мощности выбор средств компенсации должен производиться для режима наибольших реактивных нагрузок. При выборе типов компенсирующих устройств учитывается следующее: обеспечение допустимых нагрузок сети и трансформаторов, характер графика нагрузки (неизменный, плавно изменяющийся, резкопеременный, ударный), требуемая реактивная мощность компенсации, уровень искажений напряжения в узле подключения, требования к обеспечению уровня и размаха изменения напряжения.

При существующем подходе к выбору устройства компенсации реактивной мощности соотношение Оку/Б-щ (<2Ку - мощность устройства компенсации, 5тн - номинальная мощность трансформатора) позволяет определить рекомендуемое исполнение КУ: с автоматическим регулированием или нерегулируемое. Например, при соотношении Йсу / ^п; < 15 % рекомендуется использовать нерегулируемые компенсирующие устройства, при <2ку/5,Тн> 15 % — регулируемые устройства компенсации реактивной мощности (КРМ). По соотношению ¿иск /5тн (5иск - искажающая мощность) определяется тип устройства компенсации: стандартное, с большой перегрузочной способностью по току, с защитными реакторами, с фильтрами высших гармоник и т. д.

Используемые в большинстве случаев ступенчатые или плавно регулируемые компенсирующие устройства обеспечивают только заданный коэффициент мощности и стабилизацию уровня установившегося отклонения напря-

жения в узле подключения при соблюдении баланса реактивной мощности. Для повышения качества электрической энергии (ЭЭ) приоритетной задачей является компенсация реактивной мощности по высокочастотным составляющим (колебаниям) графика ударной и резкопеременной нагрузки, которые вызывают колебания напряжения, возникновение фликер-эффекта.

В работе Л. А. Кучумова рекомендуется формула, выражающая закон ре-1улирования статических КУ при резкопеременных нагрузках:

(О

гДе Осу ~ мощность компенсирующего устройства; - доля компенсации переменной составляющей потребляемой реактивной мощности, определяется на основе максимального размаха колебаний реактивной мощности, при котором нормы колебаний напряжения находятся в допустимых пределах; К - доля

компенсации постоянной составляющей (средней) потребляемой мощности.

Представленные в выражении (1) коэффициенты К_ и К определяются

по упрощенным формулам без учета топологии электрической сети.

Сравнительный анализ современных технических средств компенсации реактивной мощности показал, что в распределительных сетях нетяговых потребителей обоснованным является применение батарей статических конденсаторов (нерегулируемых и ступенчато регулируемых) и статических тиристор-ных компенсаторов.

Выбор КУ и их параметров следует выполнять на основе расчетных графиков нагрузок, которые являются прогнозируемыми, типовыми для конкретных групп потребителей (на этапе проекта) или измеренными на реальных объектах (в случае модернизации действующих электрических сетей). В качестве расчетного графика нагрузки принимаются графики нагрузок максимальных и минимальных режимов реактивных мощностей с учетом динамики роста электрических нагрузок и поэтапного развития сетей. Установленная мощность нерегулируемых КУ принимается по наименьшей реактивной нагрузке в минимальном режиме. Суммарная мощность всех КУ выбирается по расчетной реактивной мощности в режимах максимальных, нагрузок (с учетом требуемого коэффициента мощности и запаса по мощности).

Вторая глава посвящена идентификации параметров случайных процессов изменения нагрузок и математическому моделированию установившихся параметров режима на основе случайных графиков нагрузок. Рассмотрено экс-

периментальное определение вероятностных характеристик случайных процессов изменения нагрузок. Для математического описания графиков нагрузок выполнены их идентификация и аппроксимация. Полученные корреляционные функции процессов, изменения нагрузки постепенно затухают, следовательно, процессы, описываемые указанными корреляционными функциями, являются стационарными и могут быть приняты в качестве расчетных.

Сравнительный анализ методов аппроксимации показал, что наибольшая точность аппроксимации графиков, полученных цифровыми измерительными средствами, достигается с использованием аппроксимации функции конечным рядом Фурье.

Уравнение разложения функции, полученной в результате измерений, имеет вид: = со,(к ) + Ък

2

Значения коэффициентов вычисляются по формулам Бесселя: аа ~~У]<2,,

п м>

2 . 9 УТ-1

п /=0 72 ио

Аппроксимация с различным приближением выполнялась при минимизации дисперсии «шума». В результате аппроксимации графика нагрузки конечными рядами Фурье его можно представить в аналитическом виде с заданной точностью: например, на рис. 1, а - 40 гармоник, 1,6 — 400.

а б

Рис. 1. Аппроксимация расчетных графиков нагрузок

Для определения пределов и условий технической реализуемости по компенсации реактивной мощности конкретными устройствами необходимо исходный временной ряд графика нагрузки в соответствии с техническими возможностями рассматриваемых технических средств разложить на несколько аддитивных

составляющих: постоянную (неизменную) составляющую; низкочастотную (ступенчатый график); высокочастотную, вызванную резкими изменениями, флуктуациями параметров режима, и случайными составляющими.

Условия технической реализуемости КРМ определяются параметрами технических средств (точность регулирования, быстродействие, способ регулирования, симметричность регулирования, вероятность перекомпенсации, защита от высших гармоник, возможность возникновения резонанса, стоимость и др.). В качестве КУ для постоянной составляющей приняты нерегулируемые КУ (типа УК2-0,4), для низкочастотной - ступенчато регулируемое КУ (4-5 ступеней типа УКМ58-0,4), высокочастотной - (СТК типа КРМТ-0,4).

Основными методами разложения функции на составляющие являются разложение по эмпирическим модам, вейвлет-разложения, разложение в ряд Фурье и др. При разложении использовался наиболее перспективный алгоритм эмпирической модовой декомпозиции сигнала. С учетом условий технической реализуемости для нерегулируемых КУ результатом разложения будет неизменная (минимальное значение) составляющая расчетного графика нагрузки. Для ступенчато регулируемых КУ и СТК критерием прекращения процесса разложения является остаток со среднечастотной составляющей, например, 0,002 Гц<5<2 Гц.Высокочастотная составляющая£>2 Гц.

Результат представлен на рис. 2 разложения расчетного графика нагрузки на составляющие, где 1 - постоянная (неизменная); 2 — сумма среднечастотной и постоянной; 3 - расчетный график нагрузки.

При выборе типов и параметров КУ необходимо выполнить математическое моделирование параметров режима электрической сети | нетяговых потребителей. В е результате моделирования определяются параметры режима, взаимовлияние нагрузок на напряжение в заданных точках сети и допустимые диапазоны изменения реактивной мощности

с

Рис. 2. Расчетный график реактивной нагрузки и его составляющие

при соблюдении заданных значений колебаний и отклонений напряжения и других режимно-технических ограничений.

На основе анализа методов расчета электрических сетей предложена математическая модель трехфазной четырехпроводной электрической сети, описываемая методом узловых потенциалов. В качестве нагрузок используются реальные графики потребления мощностей.

Параметры режима электрической сета (рис. 3) описывается узловыми уравнениями на каждой частоте в матричной форме: / = У (О + - БУ(0 - Е) = X/, где / - вектор-столбец комплексных токов ветвей, А; У— диагональная матрица комплексных проводимостей ветвей, См; У-вектор-столбец комплексных напряжений ветвей, В; ¿-вектор-столбец комплексных заданных ЭДС ветвей, В; 3- вектор-столбец комплексных заданных токов ветвей, А; 5— матрица связи электрической сети.

Математическую модель токораспрецеления электрической сети можно записать в матрично-топологической форме следующим образом:

I = ((575'5 (У - Й)) + Ё) - У. (2)

С применением аналитической записи математической модели (2) можно рассчитать комплексные значения напряжения любого узла и токи ветвей в фазных координатах по основной частоте и для любой частоты в спектре высших гармоник с использованием метода суперпозиций.

В результате моделирования определяются параметры режима, взаимовлияние нагрузок на напряжение в заданных точках сети и допустимые диапазоны изменения реактивной мощности КУ при соблюдении заданных значений колебаний, отклонений напряжений (рис. 4), в том числе в вынужденном режиме и с учетом других технических ограничений.

Для визуализации исследования зависимости между всеми нагрузками и расчетными параметрами режима рассматриваемой точки электрической сети определены коэффициенты парной корреляции и двумерные диаграммы рассеяния.

С целью подтверждения адекватности математической модели путем сопоставления результатов экспериментальных данных и математического моделирования параметров режима были проведены натурные измерения показателей качества электроэнергии, графиков нагрузок на первой секции ТП 3406 вагонного депо Московка сертифицированным анализатором А11.5 и ИВК «Омск-М».

Максимальное расхождение результатов математического моделирования и натурных измерений напряжений не превышает 4,5 %.

В третьей главе разработан алгоритм оптимизации состава и параметров технических средств для компенсации реактивной мощности и связанных с этим колебаний и отклонений напряжения.

Предлагаемый алгоритм оптимизации позволит найти такое соотношение между установленными мощностями технических средств для г-й точки графика нагрузки реактивной мощности х,-, чтобы при условии требуемой компенсации реактивной мощности в соответствии с графиком нагрузки приведенная стоимость КУ была минимальной.

Целевая функция по критерию минимума приведенных затрат может быть представлена в виде:

600

|200 <5

0

Л/Н

Л» 1хЩ

рйсу

360

720

мин

1440

I

Рис. 4. Расчетный график нагрузки реактивной мощности, предельной мощности КУ при допустимом установившемся отклонении напряжения

где х1 - установленная мощность _)-го технического средства компенсации реактивной мощности; с] ) - приведенная стоимость .¡-го технического средства в функции установленной мощности с учетом потерь активной мощности в КУ, капитальных и эксплуатационных затрат, приведенных к одному году.

При планировании режимов необходимо обеспечение ряда режимно-технических ограничений и условий для обеспечения допустимости режима.

1) Ограничение по количеству типов компенсирующих устройств:

^xJ-b, j = l,n, п = 3. 1000

м

2) Ограничение по приведен- руб./квар ной стоимости ,)-го технического средства в функции установленной мощности (рис. 5): |

600 400

Cj(Xj) =

hif 0<х <щ\

200

V J

if Щ <Х <772j;

~t 1

- 1 '

L. КУЗ »

КУ2 — —« _

КУ 1

0

s, g,h,r = const.

3) Ограничение по установленной мощности у'-го компенси-

100 200 300 квар 500

в -*

Рис. 5. Приведенная удельная стоимость КРМ с помощью КУ различных типов

рующего устройства (рис. 2): -^ Xх/ ИХ1 ~Ьг\

у=1 ;=1 .н

Ъ~Ьх+Ьг +А3, где Ъх, Ь2, 63 _ технически реализуемые пределы КУ по составляющим.

4) Задание требуемого коэффициента мощности: Ъ - к'Ь'; * - ^ ">

6' = 6(0U ; Xj > aft, £ey=l при Cj{Xj) = const, где tg'<f> и i^-коэффи-

j=i

циенты требуемой и существующей реактивной мощности соответственно.

5) Задание ограничений по установившемуся отклонению напряжения SUy и размаху изменения напряжения SUt (определяются в результате математического моделирования): SUy <SUy,im\ SUt < SUl№m.

6) Ограничение использования СТК (компенсации высокочастотных составляющих графика нагрузки реактивной мощности): х3 > рЬ},

Оптимизационная задача, как задача нелинейного программирования, реализована методом сопряженных градиентов Флетчера - Ривса в математическом программном продукте по представленному алгоритму (рис. 6).

На первом этапе в алгоритме задаются расчетные графики нагрузки (в максимальном и минимальном режимах), параметры напряжения, коэффициент мощности и др. Далее аппроксимируются графики нагрузки и происходит их квантование и разложение на составляющие, соответствующие условиям технической реализуемости КУ. Задаются полученные в результате математического моделирования режимно-технические ограничения.

Для того чтобы при переменном графике реактивной нагрузки добиться наилучшего эффекта с наименьшим числом секций ступенчато регулируемого КУ, целесообразно выполнить конденсаторные установки из секций, значения мощности которых составляют геометрическую прогрессию.

Сумма к первых членов геометрической прогрессии (установленная мощность ступенчато-регулируемого КУ):

По представленному алгоритму на рис. 7 определяются шаг ступени и их количество (в пределах заданного ограничения), т. е. установленная мощность ступенчато регулируемого КУ по заданному времени между переключениями (обычно 2-10 мин) и графику нагрузки. График нагрузки КУ при этом максимально возможно приближен к расчетному с учетом шага ступени и требуемого коэффициента мощности.

Результатом решения оптимизационной задачи являются оптимальные графики изменения мощности КУ рассматриваемых типов по условию минимума затрат и обеспечения заданных параметров режима на основе расчетных графиков нагрузок в максимальном и минимальном режимах (рис. 8).

Р =

0,й3=0

0<1(Щ)<1,Ь3*0.

(4)

кЬг, ¡/д = 1.

с

Начало

D

/6С0, su удоп'

а»=~24°1 =-¿JA,-cosí-¡ti F, =—2-+У f a» -cosí — xi | + b¿ -siní—id

2 tA » U

A, (x) = y (x) - от, (л); A, (x) = A, (x) - m2 (x);

S.faM)

(x) = r, (x) - c2 (*); y(x) = W - \ ix)

(Задание расчетных графиков нагрузки 0(1), требуемых параметров режима, топологии электрической сети

Алпроксимадия и аналитическая запись графиков нагрузки

Разложение графиков нагрузки по эмпирическим модам

Определение" мощности ступени КУ_

/ = 1; и; 1

M+i Лет

[ Да 2j

п

ZQ = " xj] min

>1

Yjx] =b,j = l,n,n = 3; х3 >рЪъ\ J-1 i

Cjixjl J^xJ<b1;J^xJ<b2+b1;

]=i

-Ь1-Ь2,Ь = Ь1+Ь2+Ъ3;

Ь = к1к2Ь';к1=Щ b' = Q(t)\ ■ tg<p «-'< suy<su-sut<su,

1Д 0П-

[ Квантование [графика нагрузки

|Задание [^целевой функции

| Задание условии и "^ограничений

_Конец

Рис. 6. Алгоритм оптимизации состава и параметров КУ

Установленная мощность нерегулируемых КУ принимается по наименьшей реактивной нагрузке в минимальном режиме. Суммарная мощность всех КУ выбирается по расчётной реактивной мощности в режимах максимальных нагрузок (с учетом требуемого коэффициента мощности и запаса по мощности).

При необходимости компенсации высокочастотных составляющих графика нагрузки с помощью СПС его установленная мощность уточняется с учетом аппроксимации низкочастотной составляющей графика нагрузки ступенчатой функцией (по алгоритму, представленному на рис. 7). В большинстве случаев решения оптимизационной задачи ступенчато регулируемое КУ оказывается большей мощности в сравнении с другими устройствами и даже единственным.

600 квар

| 200 в

0

Рис. 8. Графики реактивной мощности и мощности КУ: 1 - нерегулируемые КУ; 2 - ступенчато регулируемые КУ; 3 - СТК; 4 и 5- расчетные графики нагрузки реактивной мощности в максимальном и минимальном режимах

Рис. 7 Алгоритм определения количества и мощности ступеней КУ

В четвертой главе приведены результаты апробации рассматриваемой задачи оптимизации состава и параметров компенсирующих устройств на базе распределительных сетей нетяговых потребителей вагонного депо Московка (рис. 9).

По результатам обследования режимов потребления реактивной мощности депо и параметров режима рекомендуется установить КУ на секции РУ 0,4 кВ электроцеха по предложенным алгоритмам следующих типов:

1) в качестве компенсатора постоянной составляющей, равной 324 квар, необходимо выбрать УК-0,4-350 УЗ;

2) ступенчато регулируемое устройство должно быть с шестью ступенями типа УКРМ-0,4-300;

3) В качестве компенсатора высокочастотной составляющей нагрузки необходимо выбрать СТК типа КРМ-0,4-225.

Экономическая эффективность от использования предлагаемого подхода к выбору структуры и параметров технических средств для компенсации реактивной мощности заключается в снижении приведенных затрат.

квар 600 "400 200

0

1 /и д ■. • - ^-ЛЛч А А 1

[ж—Ч ((чЛлЛ^

9:00

11:00

13:00 -

17:00

Рис. 9. Результат решения оптимизационной задачи: 1 - расчетный график нагрузки реактивной мощности в максимальном режиме (сплошная линия);

2 - сумма составляющих реактивной мощности после разложения третьего, четвертого и пятого графиков (точечный); 3 и 4 - нерегулируемые и ступенчато

регулируемые КУ; 5 - СТК

Если для полной компенсации реактивной мощности согласно расчетному графику нагрузки с учетом необходимости компенсации высокочастотных составляющих использовать СТК типа ТКРМ-0,4/850 стоимостью 650 тыс. р., а с использованием предложенного подхода выбрать нерегулируемые КУ типа

УК-0,4-335 УЗ стоимостью 78 тыс. р., ступенчато регулируемый КУ типа УКРМ-0,4-300-6 стоимостью 85 тыс. р., СТК типа КРМ-0,4-225стоимостью 367 тыс. р., то чистый доход составит 120 тыс. р. или 18,5 %, а срок окупаемости будет Гок =4,42 года.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы по диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен сравнительный анализ современных технических средств компенсации реактивной мощности и обоснованы условия их применения в распределительных сетях железнодорожного транспорта.

2. Выполнена идентификация параметров случайных процессов изменения нагрузок: экспериментальное определение вероятностных характеристик нагрузок, аппроксимация и квантование, эмпирическая модовая декомпозиция графика нагрузки, соответствующая характеристикам конкретных типов компенсирующих устройств.

3. Предложена математическая модель трехфазной четырехпроводной электрической сети для расчета установившихся режимов и определения допустимых диапазонов изменения реактивной мощности при заданных значениях показателей качества электроэнергии.

4. Разработан алгоритм оптимизации состава и параметров технических средств для компенсации реактивной мощности и связанных с этим колебаний и отклонений напряжения, позволяющий определять типы компенсирующих устройств (нерегулируемые, регулируемые и др.) и их оптимальные параметры по условию минимума целевой функции при заданных технических ограничениях.

5. Выполнена апробация разработанного подхода в условиях реальной системы электроснабжения нетяговых потребителей вагонного ремонтного депо Московка Западно - Сибирской дирекции по ремонту грузовых вагонов.

6. Произведена оценка экономической эффективности оптимизации состава и параметров компенсирующих устройств. В результате расчета чистый доход составляет 120 тыс. р. или 18,5 %, а срок окупаемости будет Гок =4,42 года.

Автор выражает глубокую благодарность к.т.н., доценту Третьякову Е. А. за оказанную помощь в подготовке представленной работы.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

¡.Москалев Ю. В. Эффективность компенсации неактивной составляющей мощности в электрических сетях / Ю. В. Москалев, Н.Н. Малыше в а // Теоретические знания в практические дела / РосЗИТЛП. Омск, 2008. Ч. IV. С. 75 - 78.

2. А в и л о в В. Д. Идентификация параметров случайных процессов изменения нагрузок и их влияние на качество электрической энергии / В. Д. А в и-лов,Е. А. Третьяков, Н.Н. Малышева//Материалы междунар. науч.-техн. конф. / Новосибирский гос. техн. ун-т. Новосибирск, 2009. С. 82 - 85.

3. А в и л о в В. Д. Снижение искажений в распределительных сетях нетяговых потребителей с помощью современных технических средств / В. Д. А в ил о в, Е. А. Т р е т ь я к о в, Н. Н. М а л ы ш е в а // Проблемы развития железнодорожного транспорта: Материалы науч.-практ. конф. / Иркутский гос. ун-т путей сообщения. Красноярск, 2009. С. 59 - 64.

4. Третьяков Е. А. Энергоэффективность компенсации низкочастотных искажений в электрических сетях 0,4 кВ / Е. А. Т р е т ь я к о в, Н. Н. М а-лышева, А.В.Краузе// Энергоэффективность: Материалы междунар. на-уч.-техн. конф. / Омский гос. техн. ун-т. Омск, 2010. С. 94 - 98.

5.Третьяков Е. А. Моделирование установившихся режимов системы электроснабжения нетяговых потребителей / Е. А. Т р е т ь я к о в, Н. Н. М а л ы-ш е в а // Совершенствование электромеханических преобразователей энергии: Меж-вуз. темат. сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010; С 54 - 61.

6. Третьяков Е. А. Оптимизация структуры компенсирующих устройств / Е. А. Т р е т ь я к о в, Н. Н. М а л ы ш е в а, А. В. К р а у з е И Известия Транссиба. 2010. № 4. С. 85-94.

7. М а л ы ш е в а Н. Н. Снижение затрат на компенсирующие устройства за счет их оптимального выбора / Н.Н. Малышева// Науч.-практ. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010. С. 138- 143.

8. Третьяков Е. А. Пути повышения энергоэффективности распределительных сетей железных дорог / Е. А. Третьяков, Н. Н. Малышева, А. В. К р а у з е // Инновации для транспорта: Материалы междунар. науч.-техн. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010. С. 193 - 198.

9. М а л ы ш е в а Н. Н. Оценка эффективности использования электроэнергии на железнодорожном транспорте / Н. Н. М а л ы ш е в а, А. В. К р а у з е // Политранспортные системы: Материалы всерос. науч.-техн. конф. / Сибирский гос. ун-т путей сообщения. Новосибирск, 2010. С. 414 -417.

10. Третьяков Е. А. Оптимизация выбора компенсирующих устройств в электрических сетях 0,4 кВ при резкопеременных нагрузках / Е. А. Третьяков, Н. Н. Малышева // Омский научный вестник. 2011. № 1 (97) С. 116-120.

Типография ОмГУПСа. 2011. Тираж 100 экз. Заказ 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35

Введение.

1 Компенсация реактивной мощности и связанных с этим искажений напряжений в распределительных электрических сетях.

1.1 Основные направления научных исследований.

1.2 Источники реактивной мощности и искажений напряжений.

1.3 Характеристика режима напряжений, способов его регулирования и компенсации искажений.

1.3.1 Вентильные преобразователи.

1.3.2 Сварочные аппараты.

1.3.3 Освещение.

1.3.4 Электротермическое оборудование.

1.4 Режимы работы компенсирующих устройств в распределительных сетях. Существующие подходы к выбору мощности и типов компенсирующих устройств. Нормативно-правовая база.

1.5 Выбор мощности компенсирующих устройств.

1.6 Распределение мощности компенсирующих устройств.

1.7 Компенсация мощности при резкопеременных нагрузках.

1.8 Компенсация мощности с учетом влияния гармоник.

1.9 Анализ современных технических средств компенсации реактивной мощности и связанных с этим искажений напряжений.

1.9.1 Нерегулируемые компенсирующие устройства.

1.9.2 Ступенчато-регулируемые компенсирующие устройства.

1.9.3 Управляемые компенсирующие устройства.

1.10 Выводы и постановка задачи исследования.

2 Математическое моделирование параметров режима в распределительных сетях.

2.1 Идентификация параметров случайных процессов изменения нагрузок.

2.1.1 Экспериментальное определение вероятностных характеристик случайных процессов изменения нагрузок.

2.1.2 Статические характеристики графиков нагрузок по напряжению.

2.1.3 Регулирующий эффект нагрузки.

2.1.4 Аппроксимация и квантование графиков нагрузки.

2.1.5 Эмпирическая модовая декомпозиция графика нагрузки.

2.2 Методы расчета параметров режима электрических сетей.

2.3 Постановка математической модели.

2.4 Результаты расчета и моделирования.

2.4.1 Моделирование параметров режима электрической сети.

2.4.2 Определение допустимых диапазонов изменения реактивной мощности при соблюдении заданных значений колебаний и отклонений напряжений.

2.4.3 Диаграммы рассеяния параметров режима.

2.5 Оценка адекватности математической модели.

2.6 Выводы.

3 Оптимизация состава и параметров компенсирующих устройств.

3.1 Постановка задачи в математической форме.

3.2 Задание режимно-технические ограничений целевой функции.

3.4 Алгоритм оптимизации состава компенсирующих устройств.

3.5 Реализация оптимизационной задачи.

3.5.1 Выбор состава и параметров компенсирующих устройств.

3.5.2 Определение количества и мощности ступеней регулирования компенсирующих устройств.

3.6 Выводы.

4 Экспериментальные исследования решения задачи оптимизации состава и параметров компенсирующих устройств.

4.1 Натурные измерения.

4.2 Результаты математического моделирования.

4.3 Применение разработанного алгоритма и методики в условиях реальной системы электроснабжения.

4.4 Оптимальный выбор состава и параметров компенсирующих устройств.

4.5 Экономическая эффективность компенсации реактивной мощности с использованием разработанного алгоритма.

4.6 Выводы.

Актуальность проблемы. Развитие систем электроснабжения железнодорожного транспорта на современном этапе характеризуется ростом потребления электрической энергии, увеличением плотности потоков мощности по элементам электрических сетей и усложнением ее структуры. Следствием этого являются новые требования к устройствам и системам электроснабжения, обеспечивающим повышение пределов передаваемых мощностей, поддержание напряжения и перераспределение потоков мощности в распределительных сетях железнодорожного транспорта. Развитие, реконструкцию и техническое перевооружение распределительных электрических сетей необходимо проводить с учетом этих требований и базироваться на применении новых технологий и современного оборудования. Решение этих задач требует, в свою очередь, пересмотра технических требований к современному электротехническому оборудованию, освоение и совершенствование новых технологий в снижении потерь и повышения качества электрической энергии.

В соответствии с «Энергетической стратегией холдинга «Российские железные дороги» на период до 2020 года и на перспективу до 2030 года» основными инновационными энергосберегающими техническими решениями и технологиями, на которые должна быть ориентирована железнодорожная энергетика на перспективу в части снижения потерь электроэнергии в распределительных сетях и повышения качества электроэнергии в распределительных сетях, является применение современных устройств компенсации реактивной мощности, фильтр-устройств, накопителей электроэнергии и систем контроля.

Настоящая работа посвящена развитию и разработке алгоритмов оптимизации состава и параметров компенсирующих устройств в распределительных электрических сетях железнодорожного транспорта. Особое внимание уделено вопросам компенсации реактивной мощности при резкопеременных нагрузках, учету случайного характера изменения нагрузок, определению допустимых диапазонов изменения реактивной мощности при соблюдении заданных значений колебаний, отклонений напряжений и других режимно-технологических ограничений.

Целью диссертационной работы является обеспечение требуемой компенсации реактивной мощности, отклонений и колебаний напряжения путем совершенствования алгоритмов оптимального выбора состава и параметров компенсирующих устройств в распределительных электрических сетях нетяговых потребителей.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи:

Провести сравнительный анализ современных технических средств компенсации реактивной мощности и обосновать условия их применения в распределительных сетях нетяговых потребителей.

2. Выполнить анализ реальных графиков нагрузок, идентифицировать их параметры и обосновать значения параметров в качестве расчетных.

3. Разработать математическую модель трехфазной четырехпроводной электрической сети для расчета установившихся режимов и определения их влияния на выбор типов и параметров КУ.

4. Разработать алгоритм оптимизации состава и параметров технических средств для компенсации реактивной мощности и связанных с этим колебаний и отклонений напряжения.

5. Выполнить апробацию разработанных алгоритмов оптимизации состава и параметров КУ в условиях реальной системы электроснабжения нетяговых потребителей и оценить экономическую эффективность оптимизации состава и параметров компенсирующих устройств.

Методы исследования. В ходе проводимых исследований использовались теоретические и экспериментальные методы: теории электрических цепей; расчета трехфазных электрических сетей в условиях несинусоидальности токов и напряжений; непосредственного натурного эксперимента; теории вероятностей и математической статистики; нелинейной оптимизации.

Большинство выводов и результатов работы получено с использованием в математических программах средств , вычислительной техники.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Предложен подход к выбору типов и установленной мощности КУ в распределительных сетях железнодорожного транспорта на основе оптимизационных алгоритмов.

2. Разработан алгоритм оптимизации состава и параметров КУ, учитывающий реальные графики изменения нагрузок, степень влияния КУ на показатели качества электроэнергии и другие параметры режима, а также изменение удельных затрат на компенсацию реактивной мощности в зависимости от установленной мощности КУ.

3. Предложен алгоритм определения количества и мощности ступеней компенсирующего устройства при переменном характере нагрузки.

Практическая ценность исследования. Использование предложенных математической модели и алгоритмов позволяет определить оптимальный состав и параметры КУ для получения требуемых характеристик установившихся режимов по реактивной мощности, отклонениям и колебаниям напряжения при минимальных материальных затратах.

Реализация результатов работы. Результаты исследований использовались при разработке энергосберегающих технологий и мероприятий по снижению потерь и улучшению КЭ в электрических сетях нетяговых потребителей, приняты к внедрению в вагонного ремонтного депо Московка Западно — Сибирской дирекции по ремонту грузовых вагонов — структурного подразделения центральной дирекции по ремонту грузовых вагонов — филиала открытого акционерного общества «Российские железные дороги».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на нескольких научно-технических, научно-практических конференциях различного уровня: «Идентификация, измерение характеристик и имитация случайных сигналов (состояние, перспективы развития)» (Новосибирск, 2009), «Проблемы развития железнодорожного транспорта» (Красноярск, 2009), «Энергоэффективность», «Ресурсосберегающие технологии на Западно - Сибирской железной дороге» (Омск, 2010), «Инновации для транспорта» (Омск, 2010).

Публикации. Научные материалы диссертационной работы опубликованы в десяти печатных работах, в том числе одна в издании, включенного в перечень ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем работы.

В первой главе рассматривается содержание проблемы компенсации реактивной мощности и связанных с этим искажений напряжений в распределительных сетях на функционирование системы электроснабжения, отдельных электроприемников. Приводится обзор научных работ отечественных и зарубежных ученых, внесших значительный вклад в исследование проблемы КЭ. Рассматриваются различные источники реактивной мощности, оказывающие влияние на КЭ. Дана оценка влияния различных типов потребителей на качество электрической энергии. Рассмотрены режимы работы современных компенсирующих устройств: при резкопеременных нагрузках и с учетом влияния гармоник, приведена их классификация на нерегулируемые, ступенчато-регулируемые и управляемые, с выделением характерных особенностей и параметров.

Вторая глава посвящена идентификации параметров случайных процессов изменения нагрузок и математическому моделированию установившихся параметров режима на их основе. Рассмотрено экспериментальное определение вероятностных характеристик случайных процессов изменения нагрузок, представлена математическая модель для определения параметров режима с учетом регулирующего эффекта нагрузки, приведены алгоритмы аппроксимации и квантования графиков нагрузки, а также его эмпирической модовой декомпозиции для формирования информационного массива режимно-технических ограничений разрабатываемой оптимизационной модели. Выполнена оценка адекватности математической модели. В результате моделирования определяются параметры режима, взаимовлияния нагрузок на напряжения в заданных точках сети и допустимые диапазоны изменения реактивной мощности при соблюдении заданных значений колебаний и отклонений напряжений.

В третьей главе приводятся методика и алгоритм оптимизации состава и параметров КУ с учетом режимно-технических ограничений целевой функции. Разработанный алгоритм позволяет выбрать тип и параметры КУ исходя из целей поддержания требуемого значения коэффициента мощности, установившегося отклонения, провала, колебаний, несимметрии напряжения, определению количества и мощности ступеней их регулирования.

В четвертой главе сформулированы основные положения алгоритма определения оптимального состава и параметров компенсирующих устройств с учетом случайных процессов потребления мощностей электрическими нагрузками. Предложенный алгоритм апробирован на примере действующего нетягового железнодорожного потребителя. Выполнена оценка экономической , эффективности разработанных мероприятий с использованием предложенного алгоритма.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованных источников из 107 наименований, одного приложения. Общий объем диссертации составляет 147 страницы, включая 50 рисунков и 11 таблиц и 1 приложение.

4.6 Выводы

1. Выполнена апробация решения задачи оптимизации состава и параметров компенсирующих устройств на базе распределительных сетей вагонного ремонтного депо Московка Западно - Сибирской дирекции по ремонту грузовых вагонов - структурного подразделения центральной дирекции по ремонту грузовых вагонов - филиала открытого акционерного общества «Российские железные дороги».

2. Разработан оптимальный состав и параметры компенсирующих устройств в рассматриваемых местах подключения с целью повышения качества электрической энергии.

3. Выполнена оценка экономической эффективности выбора компенсирующих устройств с использованием разработанного алгоритма, подтверждающая необходимость установки рекомендуемого оборудования с целью снижения приведенных затрат.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Проведен сравнительный анализ современных технических средств компенсации реактивной мощности и обоснованы условия их применения в распределительных сетях железнодорожного транспорта.

2. Выполнена идентификация параметров случайных процессов изменения нагрузок: экспериментальное определение вероятностных характеристик нагрузок, аппроксимация и квантование, эмпирическая модовая декомпозиция графика нагрузки, соответствующая характеристикам конкретных типов компенсирующих устройств.

3. Предложена математическая модель трехфазной четырехпроводной электрической сети для расчета установившихся режимов и определения допустимых диапазонов изменения реактивной мощности при заданных значениях показателей качества электроэнергии.

4. Разработан алгоритм оптимизации состава и параметров технических средств для компенсации реактивной мощности и связанных с этим колебаний и отклонений напряжения, позволяющий определять типы компенсирующих устройств (нерегулируемые, регулируемые и др.) и их оптимальные параметры по условию минимума целевой функции при заданных технических ограничениях.

5. Выполнена апробация разработанного подхода в условиях реальной системы электроснабжения нетяговых потребителей вагонного ремонтного депо Московка Западно — Сибирской дирекции по ремонту грузовых вагонов.

6. Произведена оценка экономической эффективности оптимизации состава и параметров компенсирующих устройств. В результате расчета чистый доход составляет 120 тыс. р. или 18,5 %, а срок окупаемости будет Гок=4,42 года.

1. РД 153-34.0-15.501-00 «Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Часть 1. Контроль качества электрической энергии».

2. РД 34.20.544. Типовая инструкция по оптимальному управлению потоками реактивной мощности и уровнями напряжения в электрических сетях энергосистем.

3. З.Зыкин Ф. А. Энергетические процессы в системах электроснабжения с нагрузками, ухудшающими качество электроэнергии // Электричество, 1987, № 12. с.5-9.

4. Кириенко В.П., Слепченков М.Н. Комплексное устройство компенсации реактивной мощности и мощности искажения в системах питания с управляемыми выпрямителями // Электричество. 2006. № 11. С. 33-40.

5. Карпов Ф. Ф., Солдаткина А. А. Регулирование напряжения в электросетях промышленных предприятий. М.: Энергия, 1970. 223 с.

6. Огвоздин В.Ю. Управление качеством. Основы теории и практики. М.: Дело и сервис, 1999. 160с.

7. Dixon J., Morân L. A Clean Four-Quadrant Sinusoïdal Power Rectifier Using Multistage Converters for Subway Applications // IEEE Transactions on industrial electronics. 2005. № 3. pp. 1-9.

8. Арриллага Дж., Бредли Д., Боджер П. Гармоники в электрических системах. М.: Энергоатомиздат, 1990. 320с.

9. Кузнецов В. Г., Григорьев А. С., Данилюк В. Б. Снижение несимметрии и несинусоидальности напряжений в электрических сетях. Киев.: Наукова думка, 1992. 240с.

10. Шидловский А. К., Кузнецов В.Г. Повышение качества электрической энергии в электрических сетях. — Киев: Наук, думка, 1985. 286с.

11. Шидловский А. К. О совершенствовании нормирования качества электроэнергии // Электричество, 1987, № 10, с. 65.

12. Мадьяр JI. Коэффициент мощности. Пер. с немецкого. Госэнергоиздат, 1961. 376 с.

13. Вагин Г. Я. Определение статистических характеристик реалии-заций случайных процессов изменения параметров электрической энергии // Электричество. 1989. № 5 С. 58.

14. Либкинд М. С. Высшие гармоники, генерируемые трансформаторами. М., 1962. 112 с.

15. Церазов А. Л. Влияние несимметрии и несинусоидальности напряжения на асинхронные двигатели // Промышленная энергетика. 1963. № 12. С. 16.

16. Горюнов В.Н. и др. Основные принципы построения системы контроля, анализа и управления качеством электрической энергии // Электрические станции, 1998, № 12.

17. Дрехслер Р. Коэффициент мощности и потери в сети при несимметричном и нелинейном потребителе // Электричество, 1982, № 2, с.12-16.

18. Черемисин В.Т. Совершенствование методов расчета режимов приема и потребления электрической энергии в условиях несимметрии и несинусоидальности электротяговой нагрузки переменного тока: Дис. докт. техн. наук. Омск, 1996. 443с.

19. Dixon J., Garcia J., Moran L. Control System for Tree-Phase Active Power Filter Which Simultaneously Compensates Power Factor and Unbalanced Loads // IEEE Transactions on industrial electronics. 1995. № 6. pp. 636-641.

20. Ежемесячный научно-практический информационный журнал «Ростехнадзор. Наш регион», г. Уфа

21. Бурков А. Т. Электронная техника и преобразователи: Учебник для вузов. М., 1999. 464 с.

22. Жежеленко И. В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. М., 1984. 160 с.

23. Жежеленко И. В. Показатели качества электроэнергии на промышленных предприятиях. М., Энергия. 1977. 128 с.

24. Кузнецов В. П., Рудько С. В. Сварочные выпрямители с улучшенными техническими показателями // Известия ВУЗов. Электромеханика. 2007 № 3. С.72-73.

25. Жежеленко И. В., Шидловский О. Б. Электромагнитные помехи в системах электроснабжения промышленных предприятий. М., 1986. 120 с.

26. ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. ИПК. Издательство стандартов, 1998. 30 с.

27. Веников В. А., Идельчик В. И., Лисеев М. С. Регулирование напряжения в электроэнергетических системах. М.: Энерго-атомиздат, 1985. 216с.

28. Баркан Я. Д. Автоматическое управление режимом батарей конденсаторов 1978 с. 17-44

29. Указания по расчету электрических нагрузок. РТМЗб. 18.32.4-92 // Инструктивные и информационные материалы по проектированию электроустановок. 1992. N 7 8. С. 4 - 28.

30. Пособие к "Указаниям по расчету электрических нагрузок" (2-я редакция).

31. Программа автоматизированного расчета электрических нагрузок // Инструктивные и информационные материалы по проектированию электроустановок. 1992. N10. С. 42.34. http://www.idelectro.ru/indexkatnew/index.php?nodeid=l 18

32. Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии. Руководство для практических расчетов / НЦ ЭНАС, 2009 г., 456 стр.

33. Иванов B.C., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий / М.: Энергоатомиздат, 1987. 336 с.

34. Кучумов Л. А. Снижение потерь электроэнергии при использовании компенсирующих устройств, улучшающих качество напряжения // Л.А. Кучумов и др. Тр. ЛПИ, 1981, №380, с. 73-77.

35. Федоров А. А., Каменева В. В. Основы электроснабжения промышленных предприятий / М., "Энергоатомиздат", 4-е издание, 1984 г, 472 стр.

36. Кене Ю. А., Жураховский А. В. Высшие гармоники в трехфазных цепях// Электричество. 1995. № 5. С. 68-74.

37. Кутузов С.И. Взаимная компенсация гармоник, вносимых в автономную энергосистему статическими и электромеханическими преобразователями // Электричество. 1996 № 3.

38. Веников В. А., Жуков JT. А., Карташев И. И., Рыжов Ю. П. Статические источники реактивной мощности в электрических сетях. М.: Энергия, 1975. 136с.

39. Лабунцов В. А., Чжан Дайжун. Однофазные полупроводниковые компенсаторы пассивной составляющей мгновенной мощности // Электричество, 1993, № 12. с.20-32.

40. Мустафа Г .М., Кутейникова А. Ю., Розанов Ю. К., Иванов И. В. Применение гибридных фильтров для улучшения качества электроэнергии // Электричество, 1995, № 10. с.33т39. >

41. Karve S. Active Harmonic Conditioners. // MGE UPS Systems Ltd March 2001.

42. Morän L., Pastorini I., Dixon J., Wallace R. Series active power filter compensates current harmonics and voltage unbalance simultaneously // IEE Proc.-Gener.Transm.Distrib., 2000. № 1. pp. 31-36.

43. Maffrand С., Dixon J., Moran L. Binary Controlled Static Var Compensator, Based on Electronically Switched Capacitors // 29th IEEE Power Electronics Specialists Conference, May 17-22, 1998, Fukuoka, Japan.

44. Moran L., Dixon J. A Three-Phase Active Power Filter Operating with Fixed Switching Frequency for Reactive Power and Current Harmonic Compensation // IEEE Transactions on industrial electronics. 1995. № 4. pp. 402-408.

45. Moran L., Mora E., Wallace R., Dixon J. Performance Analysis of a Power Factor Compensator which Simultaneously Eliminates Line Current Harmonics, IEEE Power Electronics Specialists Conference, PESC'92, Toledo, Spain, June 29-July 3, 1992.

46. Moran L., Mahomar J., Dixon J. Selecting the Best Point of Connection for Shunt Active Power Filtres in Multibus Power Distribution Systems, IEEE Industry Applications Magazine, Vol. 10, № 2, March/April 2004, pp. 43-50.

47. Rivas D., Moran L., Dixon J. W., Espinoza J. R. Improving Passive Filter Compensation Performance With Active Techniques//IEEE Transactions on industrial electronics. 2003. № 1.

48. Rivas D., Moran L., Dixon J.W., Espinoza J.R.Asimple control scheme for hybrid active power filter // IEE Proc.-Gener.Transm.Distrib., 2002. № 4. pp. 485-489.

49. Salgado F., Lopez E., Rudnick H. VAR planning in distribution systems via genetic operators // IEEE Power Engineering Society General Meeting, Monreal, Canada.2006.

50. Gyugyi L., Strycula E.С. Active AC power filters. IEEE/IAS, Annual Meeting, 1976. pp. 529-535.

51. Staccy E.J., Strycula E.C. Hybrid power filters. IEEE/IAS, Annual Meeting, 1977. pp. 1133-1140.

52. Соболь И. M. Численные методы Монте-Карло. M., 1973.

53. Шрейдер К. Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло). М., 1962.

54. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учеб. Для вузов 3-е изд., перераб. И доп. — М.: Высш. Шк., 2001. - 343 с.

55. Гнеденко Б. В. Курс теории вероятностей М., 1965.245 с.

56. Жежеленко И. В. Методы вероятностного моделирования в расчетах характеристик электрических нагрузок потребителей. М., 1990. 234 с.

57. Жежеленко И.В. Учет вероятностного характера графиков нагрузки при пересчете коэффициентов максимума на различных интервалах времени // Электричество, 1987, № 12.

58. ГОСТ 21027-75 "Системы энергетические. Термины и определения" (введен в действие постановлением Госстандарта СССР от 29 июля 1975 г. N 1972)65. http://vvww.onlain-library.m/elektricheskieseti/regulimiuschiyeffekl nagruzki.html

59. Zhaohua Wu, Norden Е. Huang Множественная эмпирическая модовая декомпозиция: Метод анализа данных с введением шума.

60. Давыдов В. А., Давыдов А. В. Анализ и обработка геофизических данных методом управляемой эмпирической модовой декомпозиции сигналов.

61. The Hilbert-Huang transform and its applications / editors, Norden E. Huang, Samuel S.P. Shen. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. 5 Toh Tuck Link, Singapore 596224 (2005).

62. Norden Huang et al. The empirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlinear and non-stationary time series analysis. Proceedings of the Royal Society of London. A 454, 903-995 (1998).

63. T p e т ь я к о в Е. А., М а л ы ш е в а Н. Н., К р а у з е А. В. Оптимизация структуры компенсирующих устройств // Известия Транссиба. № 4. 2010.

64. Веников В. А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах / В. А. Веников// Учебник для электроэнергет. спец. вузов 4-е изд., перераб. и доп. / М.: Высшая школа, 1985. - 536 с.

65. Андрею к В. А., С к а з ы в а е в а Н. С. Метод расчета на ЭВМ установившихся режимов энергосистем / В. А. Андреюк, Н. С. Сказываева // Тр. НИИПТ.Л.: Энергоатомиздат JIO, 1980. 3-8 с.

66. Веников В. А., Глазунов А. А., Жуков J1. А. Электрические системы. Электрические сети / В.А. Веников, А.А.

67. Глазунов, JI. А. Жуков и др. // Под ред. В. А. Веникова, В. А. Строева -2-е изд., перераб. и доп. / М.: Высшая школа, 1998 511 с.

68. Использование метода гармонического баланса для расчета несинусоидальных и несимметричных режимов в системах электроснабжения / Кучумов Л.А., X а р л о в H.H., Картасиди Н.Ю., П а х о м о в A.B., Кузнецов A.A. // Электричество — 2007 № 2.

69. Идельчик В.И. Расчеты установившихся режимов электрических систем. М.: Энергия, 1977. 189с.

70. Идельчик В.И. Расчеты и оптимизация режимов в электрических сетях. М.: Энергоатомиздат, 1988.

71. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. ч.1. Линейные электрические цепи. М.: Энергия, 1978. 591с.

72. Шидловский А.К., Вагин Г.Я., Куренный Э.Г. Расчеты электрических нагрузок систем электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1992. 224с.

73. Москалев Ю. В., М а л ы ш е в а Н. Н. Эффективность компенсации неактивной составляющей мощности в электрических сетях // Теоретические знания в практические дела. Часть IV — Омск: филиал ГОУ ВПО «РосЗИТЛП» в г. Омске, 2008. 280с.

74. Третьяков Е. А., Малышева H.H., Краузе A.B. Энергоэффективность компенсации низкочастотных искажений в электрических сетях 0,4 кВ // Энергоэффективность: Материалы Международной научно-технической конференции / ОмГТУ, Омск. 2010.

75. Т р е т ь я к о в Е. А., Малышева Н. Н. Моделирование установившихся режимов системы электроснабжения нетяговых потребителей // Совершенствование электромеханических преобразователей энергии: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / ОмГУПС. Омск. 2010.

76. Шумилов В. Ф. Корреляционные функции и спектральные плотности случайных нагрузок промышленных установок // Электричество. 1988. №3.

77. Каялов Г.М., Гордеев В.И. Теория корреляции и основы расчета электрических нагрузок железнодорожных тяговых сетей//Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. 1969. № 5. С. 40-48.

78. Лопатников Л. И. Экономико-математический словарь. М., 1987

79. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем. Искусство и наука. М., 1978.

80. Зайцев В.В., Трещев В.М. Численные методы для физиков. Нелинейные уравнения и оптимизация. Учебное пособие СамГУ 2005 86с.

81. Аоки М. Введение в методы оптимизации. М.: Наука, 1977. 344с.

82. Веников В.А., Будзко И.А., Левин М.С., Блохина Е.Л., Петров В.А. О методах решения многокритериальных оптимизационных задач электроэнергетики с неопределенными величинами // Электричество, 1987, № 2, С. 1.

83. Вощинин А.П., Сотиров Г.Р. Оптимизация в условиях неопределенности. Изд-во МЭИ. Техника, 1989. 224с.

84. Жилинскас А., Шалтянис В. Поиск оптимума. М.: Наука, 1989. 122с.

85. Пантелеев А.В., Летова Т.А. Методы оптимизации в примерах и задачах. М.: Высшая школа, 2002. 544с.

86. Измайлов А.Ф., Солодов М.В. Численные методы оптимизации. М.: Физматлит, 2005. 304с.

87. Акулич И. Л. Матема тическое программирование в примерах и задачах/М.: Высш. шк., 1986 г. 319 с.

88. Максимов Ю. А. Алгоритмы решения задач нелинейного программирования / Ю. А. Максимов. М.: МИФИ, 1982. - 324 с.

89. Ильяшов В.П. Конденсаторные установки промышленных предприятий. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983 - 152 с.106. http://www.laborant.rU/eltech/05/8/2/05-96.htm

90. Сб. технических указаний, информ. материалов и руководящих документов по хозяйству электроснабжения. М., 2002.