Метод упорядкованих діаграм

Необхідність врахування під час визначення розрахункових навантажень впливу різної кількості електроприймачів та їх номінальної потужності, неоднаковості їх режимів за активною та реактивною складовими привела до розроблення точніших методів розрахунків, які базуються на основних засадах теорії ймовірностей та математичної статистики [2.2]. В результаті великої дослідної роботи в проектну практику були запроваджені принципово нові методичні матеріали [2.6,2.7,2.8]

Суть методу упорядкованих діаграм полягає в тому, що оскільки теорія ймовірностей та математичної статистики оперує з однаковими об‘єктами, то група електроприймачів з різними показниками повинна бути приведена до еквівалентної групи з однаковими показниками. Реальна група електроприймачів, для якої необхідно визначити розрахункове навантаження, характеризується відповідною вихідною інформацією: номінальною (встановленою) потужністю електроприймачів р_н та їх кількістю в кожній позиції n, а також показниками режиму за активною потужністю (коефіцієнтом використання k_в) та за реактивною потужністю (коефіцієнтом реактивної потужності tgj). Вихідна інформація представляє собою масив, який має вигляд

Р_н1 n₁ k_в1 tgj₁

р_н2 n₂ k_в2 tgj₂ (2.50)

. . . . . . . . . . .

Р_ні n_і k_ві tgj_і

Необхідно групу електроприймачів з різними номінальними (встановленими) потужностями та різними показниками режиму за активною та реактивною складовими потужності звести до еквівалентної групи електроприймачів з однаковими номінальними потужностями та однаковими показниками режиму роботи.

Зведення за номінальною (встановленою) потужністю виконується за двома умовами. Перша умова – рівність суми номінальних (встановлених) потужностей дійсної та еквівалентної груп електроприймачів, яка характеризується умовною номінальною потужністю еквівалентного електроприймача р_е та їх числом n_е

. (2.51)

Другою умовою є рівність суми цих потужностей, підведених у квадрат, тобто умова однакової „ефективності” номінальних потужностей

. (2.52)

Маючи два невідомих (р_е та n_е) легко знайти, що

, (2.53)

звідки

. (2.54)

Визначенням цих показників групу електроприймачів з різними номінальними (встановленими) потужностями в одиниці зводять до групи з однаковою потужністю електроприймачів, кількість яких називається ефективною. Про однаковість режимів поки що не йдеться, вона лише може матися на увазі.

Зведення цієї групи електроприймачів за режимами роботи виконується шляхом визначення середньозважених за потужністю коефіцієнтів використання та реактивної потужності. Груповий коефіцієнт використання рівний

. (2.55)

Середньозважений коефіцієнт реактивної потужності визначається з виразу

. (2.56)

Таким чином, масив вихідних даних груп електроприймачів з різними номінальними потужностями та показниками режиму замінений одним рядком еквівалентних параметрів

р_е; n_е; K_в ; tgj_с, (2.57)

для яких правомірним буде застосування методу упорядкованих діаграм.

Розрахункове навантаження групи електроприймачів за методом упорядкованих діаграм визначається за середньою потужністю найзавантаженішої зміни та коефіцієнтом максимуму за формулою

, (2.58)

де Р_с.м – середнє навантаження найнавантаженішої зміни, яке рівне

, (2.59)

K_м – коефіцієнт максимуму, який визначається за упорядкованими діаграмами (рис.2.11 та табл.2.8) в залежності від групового коефіцієнту використання K_в та ефективного числа електроприймачів n_е, тобто

. (2.60)

Індивідуальні коефіцієнти використання k_в та коефіцієнти реактивної потужності tgj для різних електроприймачів приймають за довідниковими даними, досить широко наведеними в літературі і визначеними відповідними обстеженнями для найзавантаженіших змін у різних галузях промисловості.

Для вузла електричних навантажень, наприклад, цеха, до якого входить декілька з груп електроприймачів різних дільниць, розрахункові навантаження яких визначні методом впорядкованих діаграм, можна застосувати той же самий алгоритм для визначення сумарного навантаження, якщо кожну групу електроприймачів представити відповідними еквівалентними параметрами. Масив вихідної інформації буде мати вигляд [2.9]

р_е1 n_е1 K_в1 tgj_с1

р_е2 n_е2 K_в2 tgj_с2 (2.61)

. . . . . . . . . . .

р_ек n_ек K_вк tgj_ск

Нове ефективне число електроприймачів буде

, (2.62)

й новий груповий коефіцієнт використання буде

. (2.63)

З упорядкованих діаграм визначається нове значення коефіцієнта максимума , а потім розрахункове максимальне навантаження вузла

, (2.64)

та його реактивна потужність (вважаючи, що n_e> 10)

. (2.65)

Метод впорядкованих діаграм рекомендується застосовувати на найнижчих щаблях систем електропостачання для визначення розрахункових навантажень окремих груп електроприймачів, виробничих дільниць, цехів та промислових корпусів, тобто на рівні підрозділів промислових підприємств, які живляться від мереж напругою до 1000 В. На більш високих рівнях розподілу електроенергії його застосування може привести до значних похибок і тому не рекомендується.

Слід зауважити, що з розрахунків виключаються резервні електроприймачі, а також електроприймачі, які знаходяться в планово-попереджувальних ремонтах, налагодженні тощо, а також те, що метод застосовують при кількості електроприймачів в групі більше чотирьох.

Метод широко розповсюджений в проектній практиці, хоча початкові його модифікації були досить громіздкі [2.7]. В тому вигляді, який тут наведено, його дуже легко і просто застосовувати за використання обчислювальної техніки. За таких умов для визначення коефіцієнтів максимуму іноді доцільніше користуватися не таблицями або кривими, а формулами, отриманими обробкою впорядкованих діаграм методами математичної статистики, наприклад:

за будь-якої кількості електроприймачів:

, (2.66)

за n_е ³ 4.

. (2.67)

Відхилення розрахованих значень від наведених у таблиці на більше ±6%.

Існують інші аналітичні вирази для визначення коефіцієнта K_м, якими можна користуватись за рекомендаціями авторів [2.17-2.18]

Таблиця 2.9.

Залежність коефіцієнту максимуму K_м від ефективного числа ЕП n_е та від коефіцієнта використання K_в

Ефективне число ЕП n_е	Коефіцієнт максимуму K_м при K_в
0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
	3,43	3,11	2,64	2,14	1,87	1,65	1,46	1,29	1,14	1,05
	3,23	2,87	2,42	2,00	1,76	1,57	1,41	1,26	1,12	1,04
	3,04	2,64	2,24	1,88	1,66	1,51	1,37	1,23	1,10	1,04
	2,88	2,48	2,10	1,80	1,58	1,45	1,33	1,21	1,09	1,04
	2,72	2,31	1,99	1,72	1,52	1,40	1,30	1,20	1,08	1,04
	2,56	2,20	1,90	1,65	1,47	1,37	1,28	1,18	1,08	1,03
	2,42	2,10	1,84	1,60	1,43	1,34	1,26	1,16	1,07	1,03
	2,24	1,96	1,75	1,52	1,36	1,28	1,23	1,15	1,07	1,03
	1,99	1,77	1,61	1,41	1,28	1,23	1,18	1,12	1,07	1,03
	1,84	1,65	1,50	1,34	1,24	1,20	1,15	1,11	1,06	1,03
	1,71	1,55	1,40	1,28	1,21	1,17	1,14	1,10	1,06	1,03
	1,62	1,46	1,34	1,24	1,19	1,16	1,13	1,10	1,05	1,03
	1,50	1,37	1,27	1,19	1,15	1,13	1,12	1,09	1,05	1,02
	1,40	1,30	1,23	1,16	1,14	1,11	1,10	1,08	1,04	1,02
	1,32	1,25	1,19	1,14	1,12	1,11	1,09	1,07	1,03	1,02
	1,25	1,20	1,15	1,11	1,10	1,10	1,08	1,06	1,03	1,02
	1,21	1,17	1,12	1,10	1,08	1,08	1,07	1,05	1,02	1,02
	1,17	1,15	1,11	1,08	1,06	1,06	1,06	1,05	1,02	1,02
	1,15	1,12	1,09	1,07	1,05	1,05	1,05	1,04	1,01	1,01
	1,14	1,11	1,08	1,07	1,05	1,05	1,05	1,03	1,01	1,01
	1,12	1,10	1,07	1,06	1,04	1,04	1,04	1,03	1,01	1,01

Рис 2.11 Залежність коефіцієнту максимуму K_м від ефективного числа ЕП n_е та від коефіцієнта використання K_в

Статистичний метод

Розрахункове навантаження групи електроприймачів визначається двома інтегральними показниками: середнім навантаженням Р_Тта середньоквадратичним відхиленням за формулою

, (2.68)

де β – кратність міри розсіяння (відхилення); індекс Т означає, що величини визначаються для тривалості інтервалу осереднення навантаження, рівному Т.

Останній вираз відповідає нормальному закону розподілу, який можна вважати справедливим для ефективної кількості електроприймачів n_e6...8 для усталеного технологічного режиму [2.2]. З цієї кількості ЕП слід виключити ЕП з різко змінним навантаженням.

Під час аналізу групового графіка фідера, поділеного на m ділянок тривалістю Т = 3Т_н (Т_н – стала часу нагріву) середнє навантаження визначається з виразу

, (2.69)

а середньоквадратичне відхилення

. (2.70)

Таким чином, якщо відомі навантаження Р_Т (або генеральний коефіцієнт використання K_в) та середньоквадратичне відхилення для розрахункового періоду осереднення навантажень Т=30 хв., можна визначити розрахунковий 30-хвилинний максимум за формулою

, (2.71)

або для будь-якого Т

. (2.72)

Ймовірність перевищення цього навантаження визначається величиною b: для b = 3,09 ймовірність його перевищення становить 0.001; для b = 1,645 вона становить 0,05. Таким чином за цим методом не тільки визначається величина розрахункового навантаження, але також і ймовірність його перевищення.

Розглянемо трактування коефіцієнта попиту на основі цієї теоретичної бази.

Під час визначення розрахункового навантаження лінії, яка живить n_е однорідних за режимом роботи приймачів однакової потужності вираз

, (2.73)

можна представити у вигляді

, (2.74)

де s_оТ — відносне відхилення для навантаження одного приймача.

Якщо врахувати, що р_н = Р_н/n_е, то останній вираз набере вигляду

, (2.75)

тобто коефіцієнт попиту K_п є ніщо інше, як сума коефіцієнта використання K_в та відносного відхилення, помноженого на

. (2.76)

З останнього можна зробити наступні висновки:

1) значення коефіцієнта попиту залежить від кількості електроприймачів (n_е) та нерівномірності графіка (s_o_Т);

2) при значному збільшенні числа електроприймачів n_е коефіцієнт попиту наближається до коефіцієнта використання.

Основні переваги методу:

- метод дозволяє визначити величину розрахункового максимуму та імовірність його появи;

- з основної формули методу можна отримати всю гаму можливих значень навантаження та імовірність їх появи, надаючи величині різних значень;

- метод дозволяє оцінити випадковий процес формування навантажень двома стабільними параметрами: середнім навантаженням (математичним сподіванням) та його середньоквадратичним відхиленням

Статистичний метод не отримав широкого розповсюдження на практиці, однак за своєю ідеєю є досить привабливим і здається перспективним.

⇐ Предыдущая 12 13 14 15 161718 19 20 21 Следующая ⇒