МЕТОД  И  АЛГОРИТМ  ОБРАБОТКИ  ИНФОРМАЦИИ  В  ОЦЕНКЕ  КАЧЕСТВА  ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ  ЭНЕРГИИ

Прошин  Иван  Александрович

д-р  техн.  наук,  зав.  кафедрой  «Автоматизация  и  управление»,  профессор  Пензенского  государственного  технологического  университета,  РФ,  г.  Пенза

Шепелев  Михаил  Викторович

аспирант  кафедры  «Автоматизация  и  управление»,  Пензенского  государственного  технологического  университета,  РФ,  г.  Пенза

E-mail: 

Егоров  Станислав  Владимирович

магистрант  кафедры  «Автоматизация  и  управление»,  Пензенского  государственного  технологического  университета,  РФ,  г.  Пенза

Основу  оценки,  контроля  и  управления  энергосистемами  составляют  методы  преобразования  информации  о  текущем  состоянии  разнородных  показателей  качества  электрической  энергии  (КЭ)  к  единым  индикаторам,  характеризующим  все  показатели  в  единой  области  значений  [1—4].

Цель  настоящей  работы  —  интеграция  и  представление  в  удобном  для  анализа  виде  информации  по  разнородным  показателям  КЭ.  Получение  единых  оценок  КЭ  обеспечивается  на  основе  разработанного  метода  и  алгоритма  обработки  текущей  информации  о  качестве  электрической  энергии  [5—8]. 

Предлагаемый  метод  обработки  информации  о  качестве  электрической  энергии  состоит  в  преобразовании  на  основе  разработанной  системы  математических  моделей  [7]  информации  о  показателях  КЭ  в  единое  пространство  состояний  с  последующим  агрегированием  и  комплексированием  индикаторов  отдельных  компонент  в  единый  индекс,  определяющий  текущее  качество  электрической  энергии  с  наглядным  отображением  информации  в  виде  компонентного  портрета  качества  электрической  энергии  (КПКЭ)  [5—8].

Разработанный  метод  рассмотрим  на  примере  оценки  качества  электрической  энергии  с  показателями  КЭ,  заданными  в  таблице  1,  где  приведены  данные  о  текущем    и  нормативном  значениях  показателей  КЭ,  а  также  об  ИКЭ,  рассчитанных  на  основе  предложенного  метода.

Таблица  1. 

Оценка  качества  электрической  энергии

С  целью  наглядного  представления  информации  о  качестве  электроэнергии  предлагается  построение  компонентного  портрета  качества  электрической  энергии.  КПКЭ  на  рисунке  1  представлен  в  пространстве  индикаторов  качества  электроэнергии  с  использованием  двадцати  одной  координатной  оси  в  соответствии  с  количеством  показателей  КЭ  в  таблице  1. 

Внешний  контур  КПКЭ  ограничен  значениями  ИКЭ,  равными  единице,  что  соответствует  номинальному  уровню  показателя.  По  внешнему  периметру  КПКЭ  приведены  названия  показателей  КЭ.  Предельно-допустимые  отклонения  показателей  КЭ  соответствуют  нулевому  значению  ИКЭ  и  поэтому  на  КПКЭ  заданы  линией  нулевого  уровня  (внутренний  контур  КПКЭ). 

Рисунок  1.  Компонентный  портрет  качества  электрической  энергии

Нормально-допустимые  отклонения  показателей  КЭ  соответствуют  значениям  0,5  и  0,33,  установленным  для  принятых  ГОСТом  показателей.  На  КПКЭ  линия  нормально-допустимых  отклонений  ИКЭ  проведена  пунктиром.

Линия  средневзвешенных  значений  ИКЭ  проведена  для  вычисленного  в  таблице  1  значения  на  уровне    и  расположена  между  линией  номинального  значения  ()  и  линией  нормально-допустимых  отклонений  индикатора  качества  электроэнергии.  Центр  КПКЭ  расположен  на  уровне  –0,5  и  выбран  из  условия  минимально-возможного  значения  ИКЭ. 

Точки  компонентных  осей,  соответствующие  приведенным  возле  них  текущим  числовым  значениям  ИКЭ,  идентификаторы  которых  указаны  по  периметру  внешнего  контура  КПКЭ,  соединены  утолщённой  линией.  Каждая  точка  текущего  значения  ИКЭ  делит  компонентную  ось  соответствующего  ИКЭ  на  две  части,  первая  из  которых  равна  длине  отрезка  компонентной  оси  от  нуля  (линия  нулевых  ИКЭ)  до  этой  точки  и  соответствует  запасу  показателя  относительно  предельно-допустимых  отклонений  ИКЭ.  Величина  второй  части  компонентной  оси  от  точки  текущего  до  единичного  значения  (внешняя  линия  номинальных  значений  показателей  КЭ),  соответствует  отклонению  текущего  значения  ИКЭ  от  единицы.

Из  построенного  КПКЭ  следует,  что  все  показатели  КЭ  для  рассматриваемой  системы  расположены  вне  круга  нулевых  значений  (все  ИКЭ  положительны),  т.  е.  в  области  предельно-допустимых  отклонений  от  номинальных  значений. 

Из  проведенного  анализа  следует,  что  предложенный  метод  позволяет  проводить  преобразование  о  значениях  показателей  качества  электрической  энергии  в  единую  область  пространства,  что  обеспечивает  сравнительную  оценку  разнородных  показателей  и  предоставляет  возможности  их  комплексирования.  Разработанные  методика,  математические  модели  и  алгоритм  дают  возможность  проводить  расчёты  ИКЭ  для  показателей,  задаваемых  интервальными,  верхними  и  нижними  предельно-допустимыми  значениями.  Разработанный  КПКЭ  и  методика  его  построения  обеспечивают  представление  информации  о  качестве  электрической  энергии  в  единой  области  пространства,  повышают  оперативность  в  принятии  решений  при  управлении  энергетическими  системами  и  снижают  риски  при  их  обслуживании.

Список  литературы:

1.ГОСТ  32144–2013.  Электрическая  энергия.  Совместимость  технических  средств  электромагнитная.  Нормы  качества  электрической  энергии  в  системах  электроснабжения  общего  назначения.  М.:  Стандартинформ.  2013.

2.Прошин  И.А.,  Долгов  Г.Г.  Программный  комплекс  состояния  активов  предприятия  //  Сборник  статей  по  материалам  Международной  научно-практической  конференции  «Технические  науки  —  от  теории  к  практике».  Новосибирск:  Изд-во  «СибАК».  —  2013.  —  №  12  (25).  —  С.  49—53.

3.Прошин  И.А.,  Долгов  Г.Г.  Метод  определения  индекса  состояния  масленого  выключателя  //  Сборник  статей  по  материалам  Международной  научно-практической  конференции  «Теоретические  и  практические  вопросы  науки  ХХI  В».  Уфа:  Изд-во  НЦ  «Аэтерна».  2014.  —  С.  57—60.

4.Прошин  И.А.,  Прошин  Д.И.,  Прошина  Р.Д.  Построение  математических  моделей  в  задачах  обработки  экспериментально-статистической  информации  //  Известия  Самарского  научного  центра  РАН.  Авиационно-космическое  машиностроение.  Самара:  Самарский  научный  центр  РАН,  —  2012.  —  Т.  14,  —  №  1(2).  —  С.  425—428.

5.Прошин  И.А.,  Сюлин  П.В.  Компонентный  портрет  экологической  безопасности  //  Проблемы  региональной  экологии.  —  2013.  —  №  6.  —  С.  151—154.

6.Прошин  И.А.,  Сюлин  П.В.  Методика  научных  исследований  экосистем  //  Экологические  системы  и  приборы.  —  2013.  —  №  12.  —  С.  26—32.

7.Прошин  И.А.,  Сюлин  П.В.  Оценка  экологической  безопасности  многокомпонентных  систем  //  «ХХI  век:  итоги  прошлого  и  проблемы  настоящего  плюс»:  Научно-методический  журнал.  2013.  №  09(13).  Пенза:  Изд-во  Пенз.  гос.  технол.  акад.,  2013.  —  С.  144—156.

8.Прошин  И.А.,  Сюлин  П.В.  Метод  и  алгоритм  формирования  системы  информационных  индикаторов  экодинамики.  //  Сборник  статей  по  материалам  Международной  научно-практической  конференции  «Современное  состояние  и  перспективы  развития  технических  наук».  Уфа:  Изд-во  НЦ  «Аэтерна».  2014.  —  С.  66—69.