автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Разработка методов информационного обеспечения малозатратного электросбережения

белорусская: ^. государственная политехническая 2. 1 ' академия

УДК 621.311

КОЗЛОВСКАЯ Влада Борисовна

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МАЛОЗАТРАТНОГО ЭЛЕКТРОСБЕРЕЖЕНИЯ

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск 1998

Работа выполнена в Белорусской государственной политехнической академии (г.Минск).

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор Сбродов Г.П.;

доктор технических наук, доцент Анищенко В.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, Русан В.И., кандидат технических наук, доцент Цыганков В.М.

Оппонирующая организация: Государственное предприятие

"БЕЛНИПИЭНЕРГОПРОМ".

Защита состоится 18 декабря 1998г. в 14 часов на заседании совета по защите диссертаций Д. 02.05.02 в Белорусской государственной политехнической академии по адресу : 220027, г.Минск, пр-т Ф.Скорины, 65, корп. 2, ауд. 201.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белорусской государственной политехнической академии.

Автореферат разослан " /О " ноября 1998 года.

Ученый секретарь

совета по защите диссертаций

доктор технических наук,Профессор

М.А.Короткевич

© Козловская В Б., 1998

О Б ШЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Электросбережение как составная часть энергосбережения представляет собой дополнительный источник электрической энергии. Снижение удельного электропотреблеиия может быть достигнуто за счет модернизации устаревшего или установки нового, более экономичного оборудования на промышленных предприятиях -потребителях электроэнергии. Решение этой задачи требует больших финансовых затрат,что в сложившемся трудном экономическом положении Республики Беларусь во многих случаях нереально. Поэтому актуальными являются малозатратные электросберегающие мероприятия, требующие незначительных инвестиций и позволяющие использовать имеющиеся резервы снижения удельного электропотребления существующего оборудования в основном за счет, -повышения уровня технологической дисциплины обслуживающего персонала и оптимизации производственных процессов.

В настоящей диссертации исследуются методы информационного обеспечения задач малозатратного, электросбережения, в основе которых лежит анализ расходных (энергетических) характеристик промышленных потребителей различных уровней иерархии (отдельный технологический агрегат, группа обособленных электроприемников, предприятие в целом). Требуется разработать методы формирования и отслеживания изменений во времени точечных и' интервальных оценок расходных характеристик, отражающих фактическое состояние оборудования, с выделением параметрических (управляемых) составляющих диапазона разброса значений характеристик, дающих представление о потенциальных возможностях малозатратного электросбережения и управления электропотреблением.

Необходимы новые подходы к нормированию удельного электропотребления н определению регулировочной способности потребителей по активной нагрузке с учетом достигнутых уровней электропотребления и диапазонов разброса параметрических составляющих расходных характеристик.

Связь работы с крупными научными программами, темами. Работа выполнялась в соответствии с республиканским планом и программой научно-исследовательской работы ГБ 93-23 « Разработка научных основ создания республиканского мониторинга малозатратного

электросбережеиия».

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является обоснование и разработка методов создания информационного обеспечения задач малозатратного электросбережения, режимного взаимодействия электрогенерируюшей и электропотребляющей систем и разработка на их основе методов нормирования удельного электропотребления и определения

регулировочной способности промышленных предприятий по активной нагрузке. Поставленная цель потребовала решения следующих задач: -разработки методов формирования расходных (энергетических) характеристик потребителей электроэнергии;

-разработки оптимальной системы мониторинга расходных характеристик, отслеживающей динамику их изменений во времени;

-разработки метода нормирования электропотреблеиия на основе удельных расходных характеристик (УРХ);

-разработки метода определения регулировочной способности потребителей электроэнергии по активной нагрузке на основе приведенных .расходных характеристик (Г1РХ).

Объект и предмет исследования.

В диссертации исследуется проблема обеспечения снижения удельного расхода электроэнергии промышленными потребителями.

Гипотеза.

В качестве научной предпосылки для определения резервов снижения удельного электропотребления было принято предположение о возможности использования точечных и интервальных оценок расходных характеристик потребителей как объективной меры потенциальных возможностей малозатратного электросбережения. В результате проведенных исследований данное предположение подтвердилось.

Методология и методы проведенного исследования.

Использованная в работе методология основывается на применении математического аппарата теории вероятности и математической статистики. В рамках этой методологии автором разработаны методы формирования расходных характеристик промышленных потребителей, отслеживания их изменений во времени и нормирования удельного электропотребления.

Научная новизна полученных результатов.

Предложены и технологически обоснованы методы определения расходных характеристик промышленных потребителей электроэнергии с выделением параметрической (управляемой) и стохастической (неуправляемой) составляющих на основе анализа временных рядов электропотребления и выпуска продукции.

Предложена и разработана система мониторинга точечных и интервальных оценок параметрической составляющей расходных характеристик промышленных потребителей электроэнергии, позволяющая объективно учитывать временные изменения расходных характеристик.

Предложен и разработан метод нормирования удельного электропотребления с учетом точечных и интервальных оценок параметрических составляющих удельных расходных характеристик как меры потенциальных возможностей малозатратного электросбережепия.

Предложен и обоснован метод определения регулировочной способности промышленных потребителей электроэнергии по активной

нагрузке с учетом точечных и интервальных оценок параметрических составляющих приведенных расходных характеристик.

Практическая (экономическая, социальная) значимость полученных результатов.

Разработанные мет оды позволяют экономить расходуемые топливно-энергетические ресурсы за счет объективного подхода к нормированию удельного электропотребления и определению регулировочной способности потребителей по активной нагрузке путём учета разброса их расходных характеристик и достигнутого уровня электропотребления.

Разработанные методы используются как коммерческий продукт для энергетических систем и промышленных предприятии.

' Результаты диссертации внедрены на промышленных предприятиях Минской и Витебской энергосистем, а также используются в учебном процессе подготовки студентов Белорусской государственной политехнической академии специальности «Электроэнергетика» (специализация «Электроснабжение») в рамках дисциплин «Управление электропотреблением» и «Математические задачи энергетики» .

Основные положения диссертации, выносимые на защиту: . - методы определения .удельных расходных характеристик промышленных потребителей электроэнергии с выделением параметрических составляющих;

- метод формирования приведенных расходных характеристик промышленных потребителей электроэнергии с выделением параметрических составляющих;

- система мониторинга точечных ; оценок расходных характеристик промышленных потребителей электроэнергии;

- система мониторинга интервальных оценок расходных характеристик промышленных потребителей электроэнергии;

- метод нормирования удельного электропотребления с учетом точечных и интервальных оценок удельных расходных характеристик;

- метод определения регулировочной способности промышленных потребителей по активной нагрузке с учетом точечных и интервальных оценок приведенных расходных характеристик.

Личный вклад соискателя. Основные научные и практические результаты диссертации, положения, выносимые На защиту, разработаны и получены лично соискателем или при его непосредственном участии.

Апробация результатов диссертации. Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы докладывались автором на международном семинаре "Энергосбережение-95" (г.Мннск) в 1995 г., на международных 51 -52-й научно-технических конференциях Белорусской государственной политехнической академии в 1995 и 1997гг.,Федеральной научно-технической конференции «Электропотребление, энергосбережение, электрооборудование» (Россия,г.Новомосковск) в 1998г.

А

Опубликованность результаты. За 1995-1998 годы автором опубликовано 8 научных работ по теме диссертации, в том числе 4 статьи в журнале «Энергетика» (Изв. высш.уч.завед.и энерг. обьед.СНГ).

Структура и обьем диссертации. Диссертация состоит из введения, обхцен характеристики работы, основной части в четырех главах, выводов, списка использованных источников, приложений. Полный обьем составляет 120с., из них 59 иллюстраций, 9 таблиц, 6 приложении, список использованных источников (74 наименований) занимают 50с. .

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В_первой главе анализируется проблема электросбережения и

экономии топливно-энергетических ресурсов в Белорусской

электроэнергетической системе . и рассматриваются принципы информационного обеспечения малозатратного электросбережения и управления электропотреблением.

В последние годы темпы роста энергетических мощностей в Белорусской энергосистеме резко снизились. Сократились обьемы работ по модернизации и техническому перевооружению энергетических станций. Эти факторы могут привести в перспективе к дефициту генерирующих мощностей. Сложившееся положение отягощается сильной зависимостью от импорта топлива и роста цен на него.

В связи с этим в высшей степени актуальна задача снижения энергоемкости промышленного производства, на долю которого приходится более трети потребляемых топливно-энергетических ресурсов. Первый путь снижения энергоемкости заключается в коренной модернизации или замене устаревшего неэкономичного оборудования, однако он требует больших денежных затрат, которыми республика в данное время не располагает. Второй путь - осуществление на предприятиях энергосберегающих мероприятий, не требующих больших капиталовложений, - малозатратное энергосбережение, существенной составляющей которого является малозатратное электросбережение. Последнее основывается на проведении мероприятий, направленных На обеспечение более экономичных режимов эксплуатации установленного оборудования промышленных предприятий, повышение уровня технологической дисциплины обслуживающего персонала, изменеНне сущеМвующих или внедрение альтернативных технолЬгий при относительно небольших дополнительных капиталовложениях.

По оценкам зарубежных специалистов, проводивших в 1993-1994гГ.энергетические аудиты белорусских предприятий в рамках программы ТаЫв, возможная экономия потребляемой энергии посредством

беззатратных краткосрочных (1-1,5 года) и низкозатратных среднесрочных (1,5-4 года) мероприятий составляет примерно 20%.

Экономия топливно-энергетических ресурсов может быть достигнута также за счет соответствубщего управления электропотреблением, разработанного Г.П.Сбродовым. Эта задача является составной частью проблемы режимного взаимодействия энергосистемы с потребителями, впервые сформулированной Л.К.Дарманчевым, и предусматривает формирование и отработку вынужденных графиков нагрузки для обеспечения оптимальной конфигурации совмещенного графика при сохранении планового выпуска продукции без возрастания электропотребления.

Практическая реализация задач электросбережения и управления электропотреблением осуществляется с использованием технических средств автоматизированного учета, контроля и управления (Е.П.Забелло, В.С.Каханович, А.В.Праховник, Б.В.Папков и др.).

Объективным показателем и мерой потенциальных возможностей малозатратного электросбережения и управления электропотребленнем служит разброс удельных расходных (энергетических) характеристик промышленных предприятий в целом и отдельных технологических агрегатов относительно их аппроксимированных, т.е. осредненных на достаточно длительных (порядка нескольких месяцеуз) интервалах времени значений.

При любом подходе к решению проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов эксплуатационный персонал энергосистемы и промышленных предприятий должен иметь достоверную информацию о расходных характеристиках потребителей и параметрах их разброса.Эта информация позволяет:

-оценивать эффективность проводимых мероприятий по снижению удельного электропотребления;

-определять потенциальные возможности малозатратного

электросбережения;

-объективно устанавливать нормы удельного электропотребления; -определять потенциальные возможности регулирования активных нагрузок потребителей при организации режимного взаимодействия электрогенерирующей и электропотребляющей систем.

Во второй главе исследуются методы получения расходных характеристик (РХ) отдельных электроприемников и промышленных предприятий в целом.Рассматриваются два вида характеристик: -удельные расходные характеристики, представляющие зависимости удельного электропотребления Д кВтч/ед.прод., от производительности ДП, ед.прод./ед.врем.;

-приведенные расходные характеристики, представляющие зависимости активных нагрузок потребителей Р, кОт, от производительности Д П, ед.прод./ед.врем.

б

Удельные характеристики удобны для контроля и нормирования электропотребления. При организации режимного взаимодействия электроэнергетической системы с потребителями целесообразно использовать приведенные характеристики.

В работе использованы два метода определения РХ промышленных потребителей электроэнергии. Первый из них состоит в графическом построении УРХ по ее известным рабочим характеристикам и позволяет перейти от исходной зависимости удельного электропотребления от электрического тока Д У/= Д1) к функции удельного электропогребления от производительности д \У= ДДП).

Для ряда отдельно взятых электротехнологических промышленных установок оптимальные пределы работы ограничиваются током I', соответствующим режиму .минимального удельного электропотребления (максимуму полного к.п.д. ( т| ) установки), и током 1">Г, соответствующим режиму максимальной производительности. В этом случае УРХ аппроксимируются квадратичными функциями, графики которых представляют собой параболы. В то же время для многих установок (например, высокомощных дуговых сталеплавильных печей) наиболее экономичный режим практически совпадает с режимом максимальной производительности и УРХ аппроксимируются убывающими линейными, степенными или показательными функциями (рис.1).

ДШ, кВтч/ ед.прод.

Д\У(ДП)

1, А

Возможные пределы работы

Точка ' оптимального режима

ДП, ед.прод./ ед. врем.

ДП(1)

Рис.1.Построение удельных расходных характеристик по рабочим характеристикам

Анализ показал, что такого же типа УРХ имеют место для промышленных предприятий в целом и значительного ряда обособленных групп электроприемников. Это объясняется тем, что в формировании совмещенных графиков нагрузки участвуют установки разных типов, работающие с неодинаковой нагрузкой

Аппроксимации УРХ представляют их осредненные значения. Диапазоны разброса значений УРХ относительно осредненных значений обусловлены временными изменениями состояния установок, характеристик перерабатываемого сырья, уровня и качества обслуживания установок эксплуатационным персоналом, степенью оптимизации технологических процессов.

Для большинства потребителей рабочие характеристики малодостоверны или неизвестны. В этих случаях УРХ мо1ут быть получены статистическим методом, для чего достаточно использовать два конечных временных ряда - электропотребление- кВт ч, и объем выпуска продукции П в натуральных, стоимостных или относительных единицах. Величины удельного электропотребления и производительности получаются из этих рядов расчетным путем по формулам:

Д\У=\У/П-, ДП = П/Т, где Т-календарный интервал времени (месяц, квартал), на котором определяется производительность.

Исходные данные по электропотреблению и выпуску продукции извлекаются из оперативных журналов и (или) отчетов промышленных предприятий. По полученным данным строится область экспериментальных точек, соответствующих удельным расходам. Возможное резко неравномерное распределение экспериментальных точек внутри этой области свидетельствует о нерепрезентативности некоторых из них. Отбраковка таких точек может быть произведена по известным критериям, определяемым выдвинутыми и проверенными статистическими гипотезами. Однако эти критерии носят формальный характер и не учитывают технологические особенности конкретного производства.

В работе предложено предварительно проводить разведочный анализ, позволяющий объективно, с учетом данного технологического процесса, эвристическим путем локализовать область максимальных концентраций экспериментальных точек. Границы этой области зависят от уровня иерархии потребителя. В большинстве случаев на верхнем уровне, т.е. для предприятия в целом , количество нерепрезентативных точек минимально.

После разведочного производится подтверждающий анализ статистических гипотез. Он предусматривает, во-первых, аппроксимацию УРХ наиболее подходящей функцией и, во-вторых, определение закона распределения оставшихся после отбраковки экспериментальных точек относительно аппроксимирующей зависимости.

За точечную оценку УРХ принимается ее осредненное на интервале Т значение, т.е. результаты сглаживания совокупности экспериментальных

&

точек электропотребления ( & \У„ д П,) функцией Г(ДП„а,Ь) заданного вида, обеспечивающей минимум среднего квадрата ошибки

где а,Ь - неизвестные параметры; п - число точек на интервале Т. В качестве интервальной оценки УРХ берется диапазон изменений значений последней д\\'(ДП) ± ко,где Д \У (Д П)--апг]роксимированное значение УРХ (ее точечная оценка), а квантиль к определяет вероятность попадания оставшихся после отбраковки в результате разведочного анализа точек в указанный диапазон (рис.2).

Д\У

ДП, ед.прод./ед.врем.

Рис.2. Построение удельных расходных характеристик статистическим методом

Вероятностный анализ разброса экспериментальных точек относительно точечной оценки УРХ показал,, что в большинстве случаев он соответствует нормальному распределению на всех интервалах производительности как для отдельно рассматриваемых установок, так и для обособленных групп электроприемников и промышленных предприятий в целом.

Для ПО «Нафтан» (г.Новополоцк) гистограмма удельного электропотребления на всем диапазоне изменения производительности ДП = 200 - 900 тыс.т /мес. аппроксимируется функцией вида .

J _|ДИ(АП)-ДЙ(/|П)}2

с параметрами ДИ'(ДП) =65,5 кВт ч / т , О = 8,03 кВт ч/ т.

Анализ гистограмм различных иерархических уровней потребителей (как отдельных агрегатов и производств, так и предприятий в целом) показал, что величины среднеквадратичного отклонения а мало меняются при работе с разными производительностями и практически могут быть приняты постоянными величинами.

Значение квантиля к=3 практически гарантирует (с вероятностью 0,997 для нормального закона распределения) попадание всех учитываемых при подтверждающем анализе экспериментальных точек в диапазон Д XV ( Д П) ± За. Однако не весь этот диапазон определяет потенциальные возможности малозатратного электросбережения и меру "режимной уступчивости" потребителя при его режимном взаимодействии с энергосистемой.

Часть диапазона - стохастический разброс - обусловлена неуправляемыми параметрами, не зависящими от качества ведения' обслуживающим персоналом технологического процесса,_ например, изменениями состава перерабатываемого сырья, номенклатуры выпускаемой продукции, погрешностями измерении расхода электроэнергии и объема продукции.

• Вторая составляющая диапазона - параметрический разброс -определяется управляемыми параметрами. Она характеризует уровень оптимизации, качество управления техническим процессом и может служить объективным показателем резервов малозатратного электросбережения. Соответствующий параметрическому разбросу диапазон ЛЛУ ( Д П) ± кст определяется величиной квантиля к<3, связанного с относительным весом параметрической составляющей рпар и дисперсией ее разброса а

соотношением к=3 ^Рпар, где рюр= , а °"п ар- дисперсия

параметрической составляющей.

Относительные веса параметрической рпар и стохастической

рсп(=\-рпар составляющих должны определяться в результате детального анализа данного производства, а в первом приближении могут выбираться на основе экспертных оценок привлекаемых специалистов.

Для решения задачи режимного взаимодействия электроэнергетической системы с потребителями и маневрирования электропотреблением необходимо представить информацию об удельных величинах последнего в виде ПРХ. Переход от УРХ к ПРХ осуществляется по формулам:

Лап) = ЛЩЛПМП; Ршл.(лП=[лЩдП) + *а]дП; рмл.(дп)=[дЩдп)-*сх]дп,

где АДП) - точечная оценка ПРХ, Р\ц\- (АП) н РшШ) . верхняя и нижняя границы изменений ПРХ, определяющие ее интервальную оценку (рис.3).

Р.кВт

/\

Параметрический разброс ПРХ

ДП, ед.прод. / ед.врем.

Рис.3. Приведенные расходные характеристики

В работе на основе собранной информации рассчитаны точечные и интервальные оценки РХ и определены их вероятностные характеристики для различных иерархических уровней потребителей:

-отдельных электротехнологических промышленных установок (дуговых сталеплавильных печей типа ДС-5МТ);

-обособленных групп потребителей и отдельных производств (стальцех №2, компрессорная, и механосборочное производство ПО "БелавтоМАЗ", компрессорная, цеха и участки по выплавке стали, чугуна, алюмиция Минского тракторного завода, компрессорная Минского моторного завода); предприятий в целом (ПО "БелавтоМАЗ" и ПО "Нафтан").

В третьей главе рассматриваются организация и алгоритмы системы мониторинга РХ потребителей электроэнергии.

Необходимость мониторинга РХ обусловлена временными изменениями их точечных и интервальных оценок. Разработанная диссертантом оптимальная система мониторинга РХ основывается на известных положениях теории статистической проверки гипотез.

Оптимальный мониторинг точечной оценки УРХ сводится к периодической проверке гипотезы Ш о равенстве осредненных значений УРХ на интервалах времени Т^-и Тг^-^, Тг=1г-1г.1. Данная гипотеза предполагает, что неизвестные истинные значения осредненной УРХ

совпадают, а различия ее наблюдаемых значений АЩ£Л,7",), ¿¿¥(Ш,Тг),

обусловлены ограниченностью количества экспериментальных точек П|, 112,-.., пг, образующих г независимых выборок.

Альтернативная гипотеза Н2 объясняет различие наблюдаемых осредненных значений УРХ изменениями ее истинных значений.

С учетом нормального закона распределения экспериментальных точек удельного электропотреблення критерий значимости для проверки гипотезы Н1 о неизменности истинной осредпеннон УРХ (гипотеза принимался, если неравенство удовлетворяется) имеет вид

р, р,_,

Левая часть неравенства представляет средний модуль разности наблюдаемых осредненных значений УРХ на смежных интервалах Т, и Т,.|1 и - дисперсии соответствующих выборок; - табулированное

значение ц-процентного предела для распределения Стыодента с V степенями свободы:

[Ц1п,+ОгЛ / и,_, У +' п,-\ +'

Проверка гипотезы 111 осуществляется по окончании каждого интервала времени. Если приведенное выше условие не выполняется, принимается гипотеза Н2 об изменении истинной осреднеиной УРХ и в

качестве ее точечной оценки

берется осредненное значение на

последнем интервале времени

В случае, когда гипотеза 111 подтверждается несколько раз подряд, соответствующие выборки объединяются и точечная оценка определяется как осреднение на интервале .времени объединенной выборки Т,=Т,+Т2+...+Т, значение УРХ ДЙ"''(ДП,Г,) = Д1Г(ДП,ГГ). На рис.4 представлены результаты мониторинга точечной оценки УРХ на основе разработанной диссертантом оптимальной системы и для сравнения на основе консервативной и чувствительной систем.

' Консервативная система предполагает объединение всех выборок с начала мониторинга. Чувствительная обрабатывает информацию, зафиксированную только на последнем временном интервале.

Оптимальный мониторинг интервальной оценки параметрической составляющей УРХ сводится к решению статистической задачи проверки гипотезы равенства дисперсий в генеральных совокупностях по независимым выборкам из них.

Анализируется статистика, представляющая И-распределение (Фишера): Р=ОаЛЭв, где ПАи Ов- дисперсии выборок А и В, принимаемые равными:

V

А=Д

Д,

. п I есЛ11 4-1,1;

Ц>Ц-и

1

г-1

ДV/, кВт ч / т 80

70

60

1-консервативная система;

2-чувствительная система;

3-оптимальная система.

1 1

1 \\ 1 у \

1 > V—ч ! \ 1 Тч ' 1 \ ! 3 1 > 1

2 I ^

I, месяц, год

12.94 06.95 12.95 06.96 12.96 05.97

Рис. 4 Мониторинг точечной оценки удельной расходной характеристики 110 «Нафтан»

На основании данной статистики строится критическая область

отбрасывания гипотезы о равенстве дисперсий при принятом

уровне значимости Г>Р,,,, где И,у - табулированная критическая точка Р-распределения, зависящая от числа степеней свободы (объемов выборок) п, ил,.,.

Если выборочное значение Р удовлетворяет приведенному условию, гипотеза о равенстве дисперсий отклоняется и интервальная оценка

параметрической составляющей определяется оценкой

*

среднеквадратичного отклонения значений удельного потребления сгг ,

принимаемой равной выборочному среднеквадратичному отклонению на *

последнем интервале Т,\ =с£ (рис.5).

В противном случае принимается гипотеза о равенстве дисперсий генеральных совокупностей и в качестве оценки среднеквадратичного отклонения берется среднеквадратичное отклонение объединенной выборки:

аг' = 0-1.2,...г •

Предложенная оптимальная система мониторинга представляет собой компромисс между консервативной и чувствительной системами. Она

0,( кВт ч/т{ 60

1-консервативная система;

2-чувств1пельная система;

3-оптнмапьная система.

50

40

30

20

10

I, месяц, год

12.94 06.95 12.95 06.96 12.96 05.97

Рис.5. Мониторинг интервальной оценки удельной расходной характеристики ПО «Нафтан»

учитывает старение исходной информации и позволяет объективно отслеживать временные изменения УРХ.

При проведении реконструкции, существенной модернизации технологического процесса, замены установленных агрегатов на новые, приводящих к скачкообразному изменению РХ , их точечные и интервальные оценки заменяются , новыми исходными данными, соответствующими изменившимся параметрам технологического процесса, и возобновляется рассмотренная процедура мониторинга .

В четвертой главе рассматривается практическое использование РХ при планировании норм удельного электропотребления и определении регулировочной способности потребителей.

Нормирование удельного электропотребления может служить хорошим инструментом малозатратного электросбереження. Интервальная оценка параметрической составляющей УРХ ограничивает область, в которой должна располагаться планируемая норма удельного

электропотребления А^(ДП):

По мере реализации мероприятий по повышению экономичности работы оборудования одновременно со снижением точечной оценки УРХ сужается диапазон разброса параметрической составляющей. Эго позволит

учитывать при создании новых норм удельного расхода электроэнергии как досшгнутый уровень (точечная оценка), так и оставшийся потенциал

малозатратного электросбережения А'СГ, , пропорционально которому следует выбирать величину планируемого снижения удельного расхода. Такое решение обеспечит объективный, дифференцированный подход к различным потребителям при нормировании удельного электропотреблеиия. Предприятия, существенно снижающие удельные расходы, будут поощряться меньшими последующими заданиями по снижению норм по сравнению с предприятиями, не проводящими электросберегающие мероприятия.

Задавшись на основе экспертных оценок одинаковым для всех предприятий весовым коэффициентом использования диапазона разброса параметрической составляющей у -1 > можно дифференцировать планируемую норму удельного электропотребления для ¡-го потребителя по формуле

Максимальная оценка регулировочной способности потребителя, т.е. потенциально возможное снижение его активной нагрузки при сохранении производительности, которое может быть достигнуто в результате полной реализации мероприятий малозатратного электросбереження, определяется из анализа ПРХ:

где оценки осредненной ПРХ Р (лЦ',) и нижней границы интервальной оценки параметрической составляющей ПРХ /¡,,1П(ЛЯ,'Г) рассчитываются на основании соответствующих оценок УРХ.

Планируемая на очередной календарный промежуток времени регулировочная способность потребителя при одной и той же производительности соответствует планируемой норме удельного электропотребления

= ~Р ИО- Д^ИШ

Величины

могут использоваться для оценки возможностей потребителей участвовать в формировании вынужденных графиков нагрузок при решении задачи режимного взаимодействия энергосистем с потребителями.

Разработанные диссертантом методы нормирования удельного электропотребления и определения регулировочной способности промышленных предприятий, отличительной особенностью которых является учет интервальных оценок РХ как меры потенциальных

возможностей малозатратного электросбережения, обеспечат более обоснованное и реально выполнимое по сравнению с известными методами нормирования распределение суммарного снижения активной нагрузки энергосистемы между отдельными потребителями.

При проведении реконструкции, существенной модернизации технологического процесса, замены установленных агре!атов на новые, приводящих к скачкообразному изменению РХ , их точечные и интервальные оценки заменяются новыми исходными данными, соответствующими изменившимся параметрам технологического процесса, и возобновляется рассмотренная процедура мониторинга .

ВЫВОДЫ

1. Разработан статистический метод определения удельных расходных характеристик промышленных потребителей на основе анализа временных рядов электропотребления и выпуска продукции, позволяющий получить точечную и интервальную оценки их значений. Предложено и обосновано разделение диапазона разброса УРХ на параметрическую составляющую, зависящую от управляемых параметров технологического процесса, и стохастическую составляющую, обусловленную неуправляемыми параметрами.

2. Разработан _ метод определения приведенных расходные характеристик промышленных потребителей на основе анализа УРХ с выделением параметрических составляющих.

3. Разработаны оптимальные системы мониторинга точечных и интервальных оценок удельных расходных характеристик потребителей, отслеживающие динамику их временных изменений.

4. Разработан метод нормирования удельного электропотребления с учетом его фактического уровня и резервов по снижению электропотребления на основе точечных и интервальных оценок параметрических составляющих удельных расходных характеристик, позволяющий обеспечить более обоснованное и реально выполнимое распределение суммарного снижения электропотребления энергосистемы между отдельными потребителями.

5. Разработан метод определения регулировочной способности промышленных потребителей по активной нагрузке с учетом точечных и интервальных оценок приведенных расходных характеристик, соответствующих планируемым нормам удельного электропотребления.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ СОИСКАТЕЛЯ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Козловская В.Б. Анализ распределения удельного элекгронотреСления на основе расходных характеристик // Проблемы энергорссурсосбсрежения новые решения: Тез. докл. Межд. семинара. -Мн.: МНПО «БелОТЭК», 1995. - С. 136.

2. Козловская В.Б. Распределение удельного электропотребления по рабочей зоне расходных характеристик // Состояние и перспективы развития науки и подготовки инженеров высокой квалификации в БГПА: Материалы межд. 51-й Научно-техн. конф. В 8 ч. 4.1 - Мн.: БГПА, 1995.-С.176.

3. Козловская В,Б. Определение рабочих зон расходных характеристик дуговых сталеплавильных печей // Энергетика (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объед. СНГ). - 1996,- .№1-2. - С.48-50.

4. Сбродов Г.П., Козловская В.Б. Разведочный анализ расходных характеристик электроприемников и их обособленных групп // Энергетика (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объед. СНГ). - 1996,- .№5-6. - С.48-53.

5. Козловская В.Б. Применение расходных характеристик технологического оборудования для нормирования удельного электропотреблення И Технические вузы - республике: Матер, межд. 52-й научно-техн. конф. В 7 ч. 4.1 - Мн.: БГПА, 1997. - С. 12.

6. Информационное обеспечение нормирования электропотреблення и режимного взаимодействия электроэнергетической системы с потребителями / В.А.Анищенко., О.И.Александров, В.Н.Радкевич, В.Б. Козловская, И.В.Колосова // Энергетика (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объед. СНГ). - 1997.-№11-12.-С.38-43.

7. Мониторинг удельных расходных характеристик потребителей электроэнергии I В.А.Анищенко, О.И.Александров, В.Н.Радкевич, В.Б .Козловская, И.В.Колосова // Энергетика.(Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объед. СНГ). - 1998,-№ 1.-С.28-32.

8. Анищенко В.А., Козловская В.Б. Разработка методов информационного обеспечения малозатратного электросбережения // Электропотребление, энергосбережение, электрооборудование: Матер. Федеральной научно-техн. конф. - Новомосковск: Новомосковсский институт РХТУ им. Менделеева, 1998. - С.31-32.

РЕЗЮМЕ Козловская Влада Борисовна

Разработка методов информационного обеспечения малозатратного

электросбсреження н управления электроггатреблением

Малозатратное электросбережение, удельные расходные характеристики, приведенные расходные характеристики, потребители электроэнергии, параметрический разброс, стохастическим разброс, точечная опенка, интервальная оценка, мониторинг, нормирование удельного электропотреблення, регулировочная способность потребителя элекфоэнцргнн.

Целью диссертации является обоснование и исследование методов создания информационного обеспечения задач малозатратного электросбереження, режимного взаимодействия электрогенерирующей и электропотребляющей систем и разработка на их основе методов нормирования удельного электропогреблення и определения регулировочной способности промышленных предприятий по активной нафузке.

Эта цель наиболее полно может быть достигнута путем обработки экспериментальных данных с помощью аппарата теории вероятностен и математ ической статистики.

Разработаны методы формирования расходных (энергетических) характеристик потребителей электроэнергии с выделением их параметрической (управляемой) и стохастической (неуправляемой) составляющих.

Предложены и разработаны система мониторинга расходных характеристик промышленных потребителей электроэнергии, отслеживающая динамику их изменений во времени, а также методы нормирования электропотребления на основе удельных расходных характеристик и определение регулировочной способности потребителей электроэнергии по активной нафузке на основе приведенных расходных характеристик.

Показано, что потребители различных уровней иерархии имеют потенциал по снижению удельного расхода электроэнергии и активной мощности до 25% при сохранении объемов выпускаемой продукции.

Результаты диссертации внедрены на промышленных предприятиях Минской и Витебской энергосистем.

18

Р Э 3 Ю М Е

Казлоуская Удала Барысауна

Распрацоука меюдау ¡нфармацыйнага забеспячэння малазатратнага элскфазахоування и юраунщтва электраспажываннем

Малазатратнае электразахоупанне, расходныя характарыстык!, спажыуиы электраэнергп, параметрычнае раскщанне, стахастычпае расюданне, машторынг, нармфаванне, рэгулявамая здольнасць.

Мэтай працы з'яуляецца абгрунтаванне 1 даследаванне метадау стварэння ¡нфармацыйнага забеспячэння задач малазатратнага электразахоування, рэжымнага узаемадзеяння электравырабляючых I электраспажываючых с1стэм I распрацоука на ¡х аснЬве метадау нарм'фавання удзельнага электраспажывання I вызначэмня рэгуляванай здольпасщ прамысловых прадпрыемствау па актыунай магутнасцг

Аб'ект даследавання - прамысловыя спажыуцы электраэнергп, прадмет даследавання - зшжзнне удзельнага расхода электраэнергп.

Гэтая мэш найбольш поуна можа быць дасягнута шляхам апрацоум экспериментальных данных з дапамогай тэорьй верагоднасш 1 матэматычнай статыстым.

Распрацаваны метады фарм'фавання расходных ( энергетычных ) характарыстык спажыуцоу электраэнергп з вылучэннем параметрычнай (кфуемай ) 1 стахастычнай ( нек!руемай ) састауляючых.

Прапанаваны I распрацаваны с!стэма машторынга расходных характарыстык прамысловых спажыуцоу электраэнергп, якая даследуе дынам1ку ¡х змяненняу у часе, а таксама метады нармфавання удзельных расходау электраэнергп на аснове удзельных расходных характарыстык 1 рэгуляванай здольнасщ спажыуцоу электраэнергп па актыунай магутнасш на аснове прыведзенных расходных характарыстык, вдрозненныя магчымасцю забяспечыць больш абгрунтаванае 1 рэальна выкананае размеркаванне сумарнага зшжэння электраспажывання энергаастэмы памиж асобными спажыуцамг

Паказана, што спажыуцы розных узроуняу ¡ерархп маюць патэнцыял па зшжэншо удзельнага расходу электраэнергп 1 актыунай магутнасщ у. сярэднем да 20% пры захаванш аб'ёмау вытворчасщ прадукцьп.

Вынш працы укаранёны на прамысловых прадпрыемствах Мшскай I Вщебскай вобласцей.

Вобласць прымянення - прамысловыя спажыуцы электраэнергп.