Система оптимального распределённого электроснабжения



Система оптимального распределённого электроснабжения
Система оптимального распределённого электроснабжения
Система оптимального распределённого электроснабжения
Система оптимального распределённого электроснабжения
Система оптимального распределённого электроснабжения
H02J13/00 - Схемы устройств для обеспечения дистанционной индикации режимов работы сети, например одновременная регистрация (индикация) включения или отключения каждого автоматического выключателя сети; схемы устройств для обеспечения дистанционного управления средствами коммутации в сетях распределения электрической энергии, например включение или выключение тока потребителям энергии с помощью импульсных кодовых сигналов, передаваемых по сети

Владельцы патента RU 2776422:

Федеральное государственное автономное учреждение "Военный инновационный технополис "ЭРА" (RU)

Изобретение относится к области электротехники, в частности к автоматизированным системам оперативно-диспетчерского управления распределенными системами электроснабжения. Технический результат заключается в обеспечении оптимального режима работы распределенной системы электроснабжения в соответствии с критериями минимизации отключаемых потребителей и эксплуатационных издержек источников электроэнергии для заданного интервала времени. Достигается тем, что в систему оптимального распределенного электроснабжения, содержащую функционально связанные комплекс технических средств (КТС) мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы (МЭСРР) приемников электроэнергии (ПЭ), КТС оперативно-диспетчерского управления (ОДУ), введены КТС МЭСРР источников электроснабжения (ИЭ), в виде электростанций и аккумуляторных батарей, КТС МЭСРР электрической сети (ЭС). При этом КТС ОДУ функционально и информационно взаимосвязан с КТС МЭСРР ПЭ, ИЭ и ЭС. КТС МЭСРР ИЭ осуществляет прогноз работоспособности и расчет коэффициента приоритета использования ИЭ для заданного интервала времени. КТС МЭСРР ЭС осуществляет прогноз работоспособности, пропускной способности и топологии ЭС распределенной системы электроснабжения (РСЭС) для заданного интервала времени. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания автоматизированных систем оперативно-диспетчерского управления распределенными системами электроснабжения (РСЭС).

Известны устройства и способы оперативно-диспетчерского управления (ОДУ) РСЭС [1. RU2684482 от 09.04.2019; 2. RU2338310 от 03.08.2007; 3.RU 2665700 от 13.08.2014; 4. RU 2726735 от 15.07.2020; 5. RU 2719456 от 18.07.2019; 6. RU 2710048 от 18.07.2019; 7. RU 2698864 от 16.04.2019 8. RU 2697510 от 10.04.2018; 9. RU 2518178 от 11.02.2009]. Недостатками известных аналогов являются: отсутствие приоритета использования источников электроэнергии, учитывающих их эксплуатационные издержки техническое состояние и уровень износа; отсутствие оптимизации режима работы РСЭС или невозможность нахождения абсолютного оптимума режима работы РСЭС.

Наиболее близкими к заявляемому изобретению являются способ и устройство для обеспечения баланса потребления электроэнергии [RU 2666751 от 22.07.2014]. Устройство состоит из комплекса технических средств (КТС) мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы приемников электроэнергии (ПЭ) и КТС оперативно-диспетчерского управления (ОДУ). При этом, КТС мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы ПЭ содержит: средство оценки потребляемой электроэнергии в течение заданного интервала времени; средство сравнения потребленной электроэнергии ПЭ с ее минимальным и максимальным пороговыми значениями. При этом, КТС ОДУ содержит: средство вычисления количества энергии, подлежащей изменению в соответствии с разницей между оцененным и ожидаемым значениями потребляемой электроэнергии; средство определения стратегии изменения количества электроэнергии, поставляемой на отдельные ПЭ, с целью сокращения разницы между текущим значением потребляемой электроэнергии и ее ожидаемым значением; средство активации оперативного управления потреблением электроэнергии в соответствии с выбранной стратегией; средство проверки результатов оперативного управления потреблением электроэнергии; средство определения новой стратегии изменения электроэнергии, если проверка дает отрицательный результат.

Недостатком прототипа является то, что баланс мощности обеспечивается только минимизацией количества отключаемых ПЭ, что не позволяет оптимизировать режим работы РСЭС в соответствии с критерием минимизации эксплуатационных издержек источников электроэнергии (ИЭ) для заданного интервала времени.

Задача изобретения - обеспечение оптимального режима работы распределенной системы электроснабжения в соответствии с критериями минимизации отключаемых потребителей и эксплуатационных издержек источников электроэнергии для заданного интервала времени.

Технический результат достигается за счет того, что в систему оптимального распределенного электроснабжения, содержащую функционально связанные КТС мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы ПЭ, КТС ОДУ, введены КТС мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы ИЭ, в виде электростанций и аккумуляторных батарей, КТС мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы электрической сети (ЭС), включающего в себя подстанции и линии электропередачи. При этом КТС ОДУ функционально и информационно взаимосвязан с КТС мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы ПЭ, ИЭ и ЭС. КТС мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы ИЭ осуществляет прогноз работоспособности и расчет коэффициента приоритета использования ИЭ для заданного интервала времени. КТС мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы ЭС осуществляет прогноз работоспособности, пропускной способности и топологии электрической сети РСЭС для заданного интервала времени. КТС ОДУ обеспечивает определение изолированных сегментов РСЭС, не имеющих друг с другом электрических связей для заданного интервала времени, определение оптимального режима работы (ОРР) ИЭ каждого изолированного сегмента РСЭС для заданного интервала времени и проверку достаточности пропускной способности контролируемых сечений ЭС в рассчитанном ОРР каждого изолированного сегмента РСЭС для заданного интервала времени.

Изобретение иллюстрируется чертежом, представленным на фигуре:

- фигура - структурная схема системы оптимального распределенного электроснабжения.

На фигуре использованы следующие обозначения: 1 - система оптимального распределенного электроснабжения; 2 - КТС ОДУ; 3 - КТС мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы ПЭ; 4 - КТС мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы ЭС; 5 - КТС мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы ИЭ; 6 - РСЭС; 7 - ПЭ; 8 - ЭС; 9 - ИЭ, при этом информационные связи и их направления обозначены пунктирными стрелками, а электроэнергетические связи и их направления - непрерывными стрелками.

Заявляемое устройство 1 работает следующим образом. КТС мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы ПЭ 3, получая информацию от ПЭ 7, формирует ретроспективные данные и осуществляет прогноз потребления электроэнергии для заданного интервала времени. КТС мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы ИЭ 5, получая информацию от ИЭ 9, формирует ретроспективные данные и осуществляет прогноз работоспособности и расчет приоритета использования ИЭ 9 для заданного интервала времени, учитывая эксплуатационные издержки ИЭ 9 и их техническое состояние. КТС мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы ЭС 4, получая информацию от элементов ЭС 8, формирует ретроспективные данные и осуществляет прогноз работоспособности элементов ЭС 8 для заданного интервала времени. КТС ОДУ 2, на основе информации от КТС мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы ЭС 8, определяет изолированные сегменты РСЭС 6, не имеющие друг с другом электрической связи для заданного интервала времени.

Для каждого изолированного сегмента РСЭС 6, КТС ОДУ 2 определяет количество ИЭ 9, достаточное для обеспечения планового баланса мощности с резервом для расчетного небаланса мощности для заданного интервала времени. При этом при обнаружении дефицита электроэнергии в каком-либо из изолированных сегментов РСЭС 6, КТС ОДУ 2 осуществляет расчет необходимого минимального количества отключаемых ПЭ 7, где, в первую очередь, исключаются из расчета планового баланса мощности наименее мощные ПЭ 7 в наименее приоритетной группе в соответствии с целевой функцией (1):

где Риэ макс i - максимальная мощность i-го источника электроэнергии; Куст - коэффициент устойчивости (резерв для расчетного небаланса мощности); Рпэ вкл j - мощность j-го ПЭ включенного в расчет планового баланса; Рпэ откл k - мощность k-го ПЭ исключенного из расчета планового баланса; Kпэ пр k - коэффициент приоритета электроснабжения k-го ПЭ, при этом у ПЭ с более высоким приоритетом значение этого коэффициента меньше.

Далее КТС ОДУ 2 определяет ОРР ИЭ 9, минимизируя сумму удельного вклада каждого ИЭ 9 для обеспечения планового баланса мощности, умноженную на коэффициент приоритета использования ИЭ 9 в соответствии с целевой функцией (2) при плановом балансе мощности:

где Kиэ пр i - коэффициент приоритета i-го источника электроэнергии, при этом у более приоритетного источника электроэнергии значение этого коэффициента меньше; Риэ пр i факт - рассчитанная мощность i-го источника электроэнергии необходимая для обеспечения планового баланса.

Для проверки достаточности пропускной способности ЭС 8 в рассчитанном ОРР каждого изолированного сегмента РСЭС 6, КТС ОДУ 2 выполняет моделирование установившегося режима, при этом при выявлении перегрузки в каком-либо изолированном сегменте РСЭС 6 хотя бы одного элемента ЭС 8 перегруженные элементы ЭС 8 удаляются из расчета для данного интервала времени, а для оставшихся ИЭ 9, ПЭ 7 и элементов ЭС 8, входящих в данный изолированный сегмент РСЭС 6, операции определения наличия электрических связей, определения ОРР и моделирования установившегося режима повторяют.

После определения ОРР для каждого изолированного сегмента РСЭС 6 КТС ОДУ 2 передает диспетчерские команды КТС мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы ПЭ 3, ЭС 4, ИЭ 5, которые, в свою очередь, передают всем ПЭ 7, ИЭ 9 и элементам ЭС 8 команды для поддержания рассчитанных ОРР каждого изолированного сегмента РСЭС 6 до окончания заданного интервала времени или до обнаружения превышения над расчетным значением небаланса мощности. Любое из вышеприведенных событий инициирует процедуру пересчета ОРР РСЭС 6 КТС ОДУ 2.

Технический результат заключается в определении и поддержании оптимального режима работы распределенной системы электроснабжения.

Система оптимального распределенного электроснабжения, содержащая функционально связанные комплекс технических средств мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы приемников электроэнергии и комплекс технических средств оперативно-диспетчерского управления, отличающаяся тем, что комплекс технических средств оперативно-диспетчерского управления функционально и информационно взаимосвязан с комплексами технических средств мониторинга эксплуатационного состояния и режима работы приемников электроэнергии, источников электроэнергии и электрической сети и обеспечивает определение изолированных сегментов распределенной системы электроснабжения, не имеющих друг с другом электрических связей для заданного интервала времени, определение оптимального режима работы источников электроэнергии каждого изолированного сегмента распределенной системы электроснабжения путем минимизации суммы удельного вклада каждого источника электроэнергии в обеспечение планового баланса мощности, умноженной на коэффициент приоритета использования источника электроэнергии в соответствии с целевой функцией при плановом балансе мощности:

где Киэ пр i - коэффициент приоритета i-го источника электроэнергии, при этом у более приоритетного источника электроэнергии значение этого коэффициента меньше; Риэ пр i факт - рассчитанная мощность i-го источника электроэнергии, необходимая для обеспечения планового баланса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам преобразования с использованием управляющей схемы, общей для нескольких фаз многофазной системы, и может быть использовано для отслеживания максимальной мощности массива солнечных батарей для трехфазной фотоэлектрической системы, соединенной с сетью. Устройство содержит инвертор, соединенный с сетью, систему управления, обеспечивающую отслеживание точки максимальной мощности массива солнечных батарей.

Изобретение относится к устройствам преобразования с использованием управляющей схемы, общей для нескольких фаз многофазной системы, и может быть использовано для отслеживания максимальной мощности массива солнечных батарей для трехфазной фотоэлектрической системы, соединенной с сетью. Устройство содержит инвертор, соединенный с сетью, систему управления, обеспечивающую отслеживание точки максимальной мощности массива солнечных батарей.

Изобретение относится к информационным технологиям, а именно к системам безопасности. Технический результат заключается в повышении надежности работы системы обнаружения доступа.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к ветродизельным электростанциям. Технический результат заключается в упрощении конструкции ветродизельной электростанции и ее непрерывной работе.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат – обеспечение сбалансированного отделения локальных систем энергоснабжения (ЛСЭ) от внешней электрической сети как при близких коротких замыканиях, так и при выделениях части внешней электрической сети с подпиткой от генераторов ЛСЭ без коротких замыканий, участие генераторов ЛСЭ в общем первичном регулировании частоты внешней электрической сети в режиме параллельной работы, повышение КПД генераторов ЛСЭ и их эксплуатационного ресурса.

Группа изобретений относится к зарядной станции и способу её эксплуатации для зарядки нескольких электрических транспортных средств. Зарядная станция в пункте подключения к сети соединена с сетью электроснабжения.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу управления распределительной электрической микросетью, причем микросеть содержит электрический соединительный узел, в котором обеспечена возможность электрического отключения указанной микросети от основной распределительной электрической сети, один или более электроприемников, причем электроприемники включают один или более отключаемых электроприемников, по меньшей мере источник электроэнергии, содержащий один или более генераторов электроэнергии.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу управления распределительной электрической микросетью, причем микросеть содержит электрический соединительный узел, в котором обеспечена возможность электрического отключения указанной микросети от основной распределительной электрической сети, один или более электроприемников, причем электроприемники включают один или более отключаемых электроприемников, по меньшей мере источник электроэнергии, содержащий один или более генераторов электроэнергии.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам и устройствам ограничения перегрузки островного конвертера двухполюсной гибкой системы передачи постоянного тока и к передаче постоянного тока. Технический результат заключается в обеспечении безопасной и стабильной работы конвертера.

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение оптимального распределения нагрузки с использованием ограниченного объема обработки.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам мониторинга работы автоматизированных систем управления технологическими процессами, и может быть использовано в системах мониторинга оборудования объектов. Способ предусматривает мониторинг запущенных функций автоматики (13) в контроллере управления (1), реконфигурацию алгоритмов сбора информации с контроллеров управления (1) в устройстве сбора информации (6), определение контроллеров управления (1), которые будут выполнять функции автоматики (13), относящиеся к каждому устройству ввода-вывода (4), корректировку перечня и информационной модели функций автоматики (13) и передачу данных в устройство сбора информации (6); изменение таблицы соответствия сигналов мониторинга контроллеров управления (1) и распределения функций автоматики (13) по контроллерам управления (1) и информационными моделями контроллеров управления (1) и передачу на верхний уровень АСУТП (11) данных о текущем распределении функций автоматики (13) по контроллерам управления (1).
Наверх