Многокритериальная оптимизация распределения реактивных мощностей потребителей в энергосистемах

При решении задачи компенсации реактивной мощности следует отметить тесную взаимосвязь размещения компенсирующих устройств в узлах энергосистемы со снижением потерь активной мощности и повышения качества электроэнергии. Многолетние исследования в рассматриваемой области были в основном направлены на уменьшение размерности решаемой задачи и преодоление информационной разобщенности отдельных подсистем.

Целью исследования является разработка методологии расчета компенсации реактивной мощности потребителей в энергосистемах, устанавливающей принципы математического моделирования при наличии неопределенностей различного вида: по значениям параметров сети, «размытостью» некоторых технических ограничений и неопределенностью целей оптимизации при выборе и размещении компенсирующих устройств (КУ).

Оптимальное размещение КУ является по своей сути задачей многокритериальной. В работе сформулированы основные цели оптимизации: повышение экономических и технических показателей работы сети, оптимальное уменьшение технологических сложностей при реализации проекта КРМ и на их основе разработаны следующие критерии: максимальное снижение потерь активной и реактивной мощностей, оптимальный режим напряжения в узлах энергосистемы в часы ее наибольших нагрузок и минимум технологических сложностей. Дано математическое описание задачи по перечисленным критериям и разработана методика выделения области Парето по этим критериям в условиях ограниченного ресурса компенсирующих устройств. Поиск эффективного решения в области Парето использует теорию нечетких множеств и по своей сути субъективна. Поэтому такого рода модель построена на сочетании математических методов оптимизации и не вполне формальных процедур, выполняемых человеком на различных стадиях принятия решений (экспертные процедуры). Соответствующая экспертная процедура принятия решений требует определения режимных ущербов от неучастия группы потенциально пассивных подстанций в КРМ, что может быть сделано по рекомендованной в работе методике. 

1. Микаэльян, Е. Ю. Оптимизация распределения реактивных мощностей подстанций энергосистем / Е. Ю. Микаэльян, М. А. Трубицин // Инженерный вестник Дона. – 2021. – № 3. – URL: http://ivdon.ru›ru/magazine/archive/n3y2021/6 869 (дата обращения: 01.08.2023).

2. Концептуальное моделирование как основа проектирования сложных систем / В. А. Мохов, Д. В. Гринченков, Л. М. Власова [и др.] // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2018. – № 2(198). – C. 40–47. – DOI 10.17213/0321-2653-2018-2-40-47.

3. Микаэльян, Е. Ю. К вопросу расчета установившихся режимов электроэнергетических систем / Е. Ю. Микаэльян, М. А. Трубицин // Инженерный вестник Дона. – 2020. – № 9. – URL: http://ivdon.ru›ru/magazine/archive/n9y2020/6593 (дата обращения: 01.08.2023).

4. Осипов, В. А. Сопротивление тяговой сети электрических железных дорог переменного тока с экранирующим проводом / В. А. Осипов, А. А. Капкаев // Вестник Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – № 2(54). – 2014. – С. 96–102. – ISSN 0201-727X.

5. Петров, Н. В. Принцип централизованного управления напряжением и реактивной мощностью энергосистем / Н. В. Петров // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2015. – № 2. – С. 56– 59. – DOI 10.17213/0136-3360-2015-2.

6. Молодцов, В. С. Адаптация формулы Фробениуса к матрицам узловых проводимостей и сопротивлений электрической сети / В. С. Молодцов // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2015. – № 3. – С. 20–24. – DOI 10.17213/0136-3360-2015-3-20-2412.

7. Савёлов, Н. С. Метод топологического анализа электрических цепей с изменяющейся топологией / Н. С. Савёлов, С. А. Гречаный // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2016. – No. 1. – C. 5–11. – DOI 10.17213/0136-3360-2016-1-5-11.

8. Соломин, В. А. Регулируемые трансформаторы для тяговых подстанций / В. А. Соломин, А. В. Костюков // Вестник РГУПС. – 2010. – № 1(37). – С. 127–131. –ISSN 0201-727X.

9. Молодцов, В. С. Методы нахождения обратных матриц распределительных электрических сетей энергосистем / В. С. Молодцов // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2018. – № 3. – С. 60–67. – DOI 10.17213/0136-3360-2018-3-60-67.

10. Сидорова, В. Т. Перераспределение потоков мощностей в сложнозамкнутых воздушных сетях 10 кВ для уменьшения потерь и улучшения качества электроэнергии / В. Т. Сидорова, В. В. Карчин // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2016. – № 11–12. – С. 51–55. – URL: https://doi.org/10.30724/1998-9903-2016-0-11-12-51-55 (дата обращения: 15.08.2023).

11. Исследование влияния напряжения питания на энергоэффективность линий уличного освещения / А. И. Троицкий, С. С. Костинский, Н. Н. Власенко, Т. З. Химишев // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. – 2018. – № 1. – С. 56–60. – DOI 10.17213/0321-2653-2018-1-56-60.

12. Микаэльян, Е. Ю. Многокритериальный подход к решению балансовой задачи компенсации реактивной мощности в энергосистемах / Е. Ю. Микаэльян // Транспорт : наука, образование, производство. Сборник научных трудов. РГУПС. – Ростов-на-Дону, 2018. – С. 286–289.

13. Комплексное решение прикладных технологических задач автоматизации тягового электроснабжения / Ю. И. Жарков, О. В. Кубкина, В. Г. Лысенко, Н. А. Попова // Вестник РГУПС. – 2021. – № 1. – С. 130–165. – DOI 10.46973/0201–727X_2021_1_130.

14. Коррекция коэффициента мощности в системах электроснабжения с многофазными нелинейными нагрузками / Д. Э. Егоров, В. П. Довгун, Н. П. Боярская, А. В. Ван // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – Т. 22. – № 6 (2020). – C. 3–15. – DOI:10.30724/1998-9903- 2020-22-6-3-15.

15. Вероятностное потокораспределение как реакция на стохастичность нагрузки в энергосистеме / А. М. Гашимов, Н. Р. Рахманов, Г. Б. Гулиев [и др.] // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энерг. объединений СНГ. – Т. 59. – № 6(2016). – C. 519–528. – DOI 10.21122/1029-7448-2016-59-6-519-528.