Спосіб керування електроспоживанням із врахуванням якості електроенергії

Реферат: UA 91942 U UA 91942 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки і може використовуватися в електричних мережах у виробника, постачальника і споживача електроенергії. Відомий спосіб керування електроспоживанням і засоби для його реалізації (Праховник А.В. Шляхи і етапи створення наукового напрямку з проблеми комплексного управління використанням електричної енергії // Наукові вісті НТУУ "КПГ. - 1999. - № 1. - С. 58-70). Недоліками зазначеного способу є значна похибка регулювання, високі трудозатрати на процес регулювання, проблема автоматизації. За прототип вибрано спосіб керування електроспоживанням, що передбачає використання величини розузгодження фіксованого параметра (Ав. св. СРСР № 1169076 Н02J3/12. Способ регулирования мощности компенсирующих устройств, установленных в разветвленной электрической сети / В.Е. Шестеренко, Д.И. Розинский, Бюл. № 27 від 23.07.1985). Недоліком прототипу є те, що спосіб не враховує неякісну електроенергію, яка викликає додаткові втрати в електроприймачах. В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу керування електроспоживанням із врахуванням якості електроенергії, який задовольняв би сучасним вимогам по економічних показниках. Поставлена задача вирішується тим, що в способі керування електроспоживанням із врахуванням якості електроенергії, що передбачає використання величини розузгодження фіксованого параметра, відповідно до корисної моделі, в моменти зниження якості електроенергії оптимізацію режиму електроспоживання ведуть по математичній моделі графіка споживання електричної енергії із врахуванням математичної моделі чутливості навантаження до окремих показників якості електроенергії, відключаючи електроприймачі з високою чутливістю до окремих показників якості електроенергії і збільшують потужність електроприймачів, не чутливих до цих показників, враховуючи математичну модель процесу оптимального завантаження промислового підприємства по критерію мінімуму збитків. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом. Якість електроенергії задається прийнятим в Україні в 2000 р. стандартом ГОСТ 13109-97. Нормальні значення показників якості електроенергії (ПЯЕ) в стандарті задаються з інтегральною ймовірністю 0,95, тобто 5 % часу доби споживач може отримувати енергію погіршеної якості, а існуючі способи вимірювання електроенергії враховують і неякісну електроенергію, яка викликає тільки додаткові втрати в електроприймачах. Споживач оплачує електроенергію, яку він не може використати, оскільки ця енергія, в залежності від типу електроприймача, може тільки збільшити втрати. Наприклад, для струмів зворотної послідовності опір двигуна в Кn разів менший, ніж для прямої. Тому при К2U=2 % струм зворотної послідовності в обмотках асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором складатиме 14 % струму прямої послідовності, що може призвести до перегріву двигуна. При несиметрії напруги в електричних машинах виникають магнітні поля, що обертаються в зворотному напрямі. Виникає тормозний електромагнітний момент, а також додаткове намагнічування активних частин машин за рахунок струмів подвійної частоти. При роботі двигуна з РНОМ і K2=4 % термін служби ізоляції скорочується в два рази. При більшому значенні термін служби швидко зменшується і двигун "горить". В синхронних машинах виникають значні вібрації в результаті додаткових обертаючих моментів і тангенціальних зусиль, що пульсують з подвійною частотою мережі. При значній несиметрії можуть руйнуватися зварні з'єднання, руйнується фундамент. Несиметрія зумовлює скорочення терміну служби трансформатора. При К0=0.1 термін служби скорочується на 16 %. Несиметрія зумовлює скорочення терміну служби трифазних конденсаторів внаслідок перегрівання однієї з фаз. В запропонованому способі поділяють електроприймачі на групи по рівню чутливості до показників якості електроенергії, фіксують момент зниження якості електроенергії, і оптимізують режим роботи окремих груп електроприймачів по критерію мінімуму збитків для споживача на період, коли параметри електроенергії не відповідають вимогам стандарту на якість електроенергії, відключаючи електроприймачі з високою чутливістю до окремих показників якості електроенергії і збільшуючи потужність нечутливих до цих показників електроприймачів. Наприклад, резистивні нагрівачі нечутливі до вищих гармонік. У випадку спотворення синусоїди напруги можна до максимуму збільшити потужність таких печей. При суттєвій несиметрії напруг можна підключити однофазні електроприймачі, які практично не реагують на величину несиметрії. Збільшення потужності таких пристроїв може симетрувати напруги трифазної системи напруг. При цьому слід збільшити навантаження на фази з підвищеною напругою. При значних коливаннях напруги слід обмежити роботи, що вимагають зорового напруження, і збільшити потужність нагрівачів. Асинхронні двигуни дуже чутливі до несиметрії напруг, але 1 UA 91942 U 5 10 15 20 25 30 можуть працювати при значному підвищенні напруги. Автоматизована система керування електроспоживанням (АСКЕ) генерує команди на зміну режиму роботи електроприймачів і оптимізує цей режим по критерію мінімуму збитків. Реалізація запропонованого способу пояснюється кресленням, на якому зображена блоксхема, що містить систему 1 (креслення) електропостачання промислового підприємства, лічильник 2 (креслення) комерційного обліку, систему 3 (креслення) електроспоживання промислового підприємства, блок 4 (креслення) генерування команд на оптимізацію електроспоживання, блок 5 (креслення) аналізатора якості електроенергії. Блок 5 (креслення) аналізатора якості електроенергії фіксує момент зниження якості електроенергії, здійснює вимірювання параметрів напруги і формує команди для подальшої роботи блока 4 (креслення) генерування команд на оптимізацію електроспоживання. В блоці 4 (креслення) генерування команд на оптимізацію електроспоживання, в моменти зниження якості електроенергії автоматизована система керування електроспоживанням (АСКЕ) оптимізує режим електроспоживання по математичній моделі графіка споживання електричної енергії із врахуванням математичної моделі чутливості навантаження до окремих показників якості електроенергії, відключаючи електроприймачі з високою чутливістю до окремих показників якості електроенергії і збільшуючи потужність електроприймачів, нечутливих до цих показників, враховуючи математичну модель процесу оптимального завантаження промислового підприємства по критерію мінімуму збитків. Передача сигналів до окремих електроприймачів може здійснюватися по частотним каналам по фізичним лініям зв'язку шляхом використання принципу частотного розподілу каналів. Цей принцип передбачає використання для різних каналів зв'язку струмів різної частоти. На приймальному пункті відбувається розподіл каналів за допомогою смугових фільтрів і відновлення вихідної форми повідомлення. Значне розширення робочої смуги стає можливим при використанні в якості ліній зв'язку волоконно-оптичних кабелів, затухання в яких значно менше, ніж у коаксіальних мідних кабелів. Світловодні кабелі дозволяють в багато разів збільшити пропускну здатність ліній зв'язку, застосовувати передатчики малої потужності і полегшити апаратуру прийому та передачі інформації. В способі керування електроспоживанням із врахуванням якості електроенергії пропонується суттєво знизити технологічні збитки, викликані неякісною електроенергією та підвищити економічні показники підприємства, відключаючи електроприймачі з високою чутливістю до окремих показників якості електроенергії і збільшуючи потужність нечутливих до цих показників електроприймачів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Спосіб керування електроспоживанням із врахуванням якості електроенергії, що передбачає використання величини розузгодження фіксованого параметра, який відрізняється тим, що в моменти зниження якості електроенергії оптимізацію режиму електроспоживання ведуть по математичній моделі графіка споживання електричної енергії із врахуванням математичної моделі чутливості навантаження до окремих показників якості електроенергії, за допомогою автоматизованої системи керування електроспоживанням генерують команди на зміну режиму роботи електроприймачів і оптимізують цей режим по критерію мінімуму збитків по математичній моделі процесу оптимального завантаження промислового підприємства, при цьому зменшують потужність електроприймачів з високою чутливістю до окремих показників якості електроенергії і збільшують потужність електроприймачів, не чутливих до цих показників. 2 UA 91942 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3