Диссертация (Компенсация высших гармоник и реактивной мощности с учетом топологии и параметров распределительной сети электротехнического комплекса предприятий), страница 2

3«Разработка, структурный и параметрический синтез электротехническихкомплексов и систем, их оптимизация, а также разработка алгоритмовэффективного управления».Объектисследования–распределительныесетисреднегонапряжения электротехнических комплексов действующих предприятий.Предмет исследования – структура потерь активной мощности враспределительныхсетяхэлектротехническихкомплексовпромышленных предприятий.Цельработыраспределительной–сетиповышениеэффективностипредприятийсрежимовотличающимисятехнологическими процессами и параметрами линейной электрическойнагрузки, и нагрузкой, обуславливающей наличие ВГ. Для достиженияпоставленной цели в работе решены следующие задачи:81.Анализ режимов распределительной сети предприятия сразличным характером технологического процесса и нагрузки;2.Системный анализ потерь мощности в зависимости отпоказателей качества электрической энергии в распределительных сетяхпредприятий;3.Анализивыборэффективногометодамногомернойоптимизации для дальнейшего его использования при оптимизации покритерию минимума потерь мощности режимов распределительной сетипредприятия при наличии разного рода искажений в напряжении и токе;4.Разработка методического обеспечения поиска решениязадачи по повышению эффективности использования компенсирующихустройствприразличныхфункциональныхзависимостяхпотерьмощности от показателей качества электрической энергии;5.Разработка имитационной модели, адекватно отображающейполученные аналитические результаты исследований;6.Практическое подтверждение разработанных методов поповышению эффективности режимов распределительной сети путемприменения компенсирующих устройств.Научная новизна работы1.Разработана новая научная идея снижения потерь мощности враспределительной сети электротехнических комплексов предприятийпри наличии ВГ и (или) РМ, в основу которой положено ранжированиепотребителей по их вкладу в структуру потерь при различной топологиисети;2.Разработан новый подход к определению функциональнойзависимости потерь мощности в распределительной сети с различнымхарактером нагрузки от нормируемых и ненормируемых показателейкачества электрической энергии и параметров сети;93.Доказанасформированнойцелесообразностьфункции,использованияучитывающейвпервыепараметрыкачестваэлектрической энергии, топологию сети и характер нагрузки, значениекоторой позволяет выбрать наиболее эффективные параметры и точкиподключения КУ;4.Разработанаметодикавыборапараметровиточекподключения компенсирующих устройств в зависимости от топологиисети, параметров нагрузки и режимов ее работы, основанная наполученных в работе функциональных зависимостях с применениемнейронной сети прямого распространения ошибок (многослойныйперсептрон) и нечеткой логики.5.Доказана возможность применения разработанной методикидля любого вида компенсирующих устройств в зависимости от типаискажений напряжения и тока.Теоретическая значимость исследования обоснована следующим:1.Доказаны методики, расширяющие границы применимостикомпенсирующих устройств в условиях различного характера нагрузки всочетании со сложной топологией распределительной сети;2.Применительно к проблематике диссертации результативноиспользован комплекс существующих базовых методов исследования,такихкак:имитационноемоделирование,нечеткоенейросетевоепрограммирование, системный анализ;3.Раскрыты и выявлены новые проблемы по снижению потерьмощности в распределительной сети электротехнического комплекса,заключающиеся в выявлении связи между топологией распределительнойсети, параметрами нагрузки и точками подключения компенсирующих10устройствприопределениисуммарныхпотерьмощностивраспределительной сети предприятия;4.Разработаналгоритмкомпенсирующихустройствэлектротехническогокомплекса,выборавточекподключенияраспределительнойучитывающийпараметры,сетирежимработы нагрузки и топологию сети.Практическая значимостьЗначение полученных результатов исследования для практикиподтверждается следующим:1.Разработаныивнедреныметодикираспределениякомпенсирующих устройств в распределительной сети, их параметров ирежимов работы;2.Определеныпределыиперспективыиспользованияразработанной методики;3.Представлены методические рекомендации по дальнейшемусовершенствованиюспособовповышенияэффективностисистемыэлектроснабжения электротехнических комплексов предприятий;4.Разработаннаявдиссертацииметодикаопределенияпараметров, режимов работы и точек подключения компенсирующихустройствпринятыкиспользованиюпримодернизацииэлектротехнического комплекса ООО «Рос Агро» и ООО «КОНТИНУМ»,о чем получена справка и акт о внедрении основных результатов работы.Методы исследованияДлярешенияимитационногопоставленныхмоделирования,задачиспользованысистемногометодыанализа,многопараметрической оптимизации функций нескольких переменных,теоретических основ электротехники, теории нейросетевого и нечеткогонейросетевого прогнозирования колебаний нагрузки.11На защиту выносятся следующие положения:1.Выведеннаяпотребителейаналитическифункцияранжирования, корректность которой подтверждена результатамиимитационного моделирования, позволяет однозначно оценить их вклад вобщие потери мощности в распределительной сети;2.параметровРазработанный алгоритм выбора точек подключения иКУ,обеспечиваетэффективностьихприменениясцелесообразной степенью снижения величины суммарных потерьмощности;3.Разработанный алгоритм управления КУ при наличии ВГ и(или) РМ с применением метода прогнозирования изменения нагрузки,реализованногонаосновенечеткойнейроннойсети,позволяетпредиктивно реагировать на изменения нагрузки, что повышаетэффективность работы КУ.Степень достоверности результатов исследования обусловленатем, что: имитационное моделирование проводилось с использованиемлицензионногопрограммногообеспечения,измеренияпараметровкачества электрической энергии, представленных в работе, проводились сиспользованиемсертифицированнойиповереннойизмерительнойаппаратуры; статистические данные получены из открытых официальныхисточников, таких как Росстат; теория построена на известныхзависимостях и согласуется с опубликованными результатами по темедиссертации в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационнойкомиссией; использованы сравнения результатов автора и результатовотечественных и зарубежных исследователей; идея базируется на анализесуществующих решений данной проблемы; использованы современные12методы сбора и обработки данных с применением вычислительнойтехники и современных интеллектуальных систем.Апробация результатовРабота выполнялась на базе кафедры Общей электротехникиСанкт-Петербургского горного университета.

Полученные результатыисследованийввидеаналитическойзависимости,методикиипрограммного обеспечения приняты к внедрению в ООО «Рос Агро»(Ленинградская область) и ООО «КОНТИНУМ» (г. Санкт-Петербург),что подтверждено соответствующими документами.Основные положения и результаты работы докладывались иобсуждались на следующих семинарах и конференциях: международнаяконференция «55-я студенческая научная конференция (горная секция)(55th Students scientific session(mining section))» – 2014, Краков, Польша;«2-й международный научно-технический семинар» – 2016, СанктПетербург;международнаяконференция«67thBerg-undHüttenmännischer Tag» – 2016, Фрайберг, Германия; «Молодежный деньМеждународного форума по энергетической эффективности и развитиюэнергетики РЭН-2017» – 2017, Москва.Личный вклад автора.Проведение всех этапов исследования, сбор, классификацияисходных данных, вывод новой аналитической зависимости, разработкаимитационной модели, планирование и проведение имитационногомоделирования, подготовка публикаций, научных докладов и рукописидиссертации.Публикации по работеОсновные результаты диссертационной работы опубликованы в 3статьяхвизданиях,комиссией РФ:рекомендованныхВысшейаттестационной13•ЗамятинЕ.О.Повышениекоэффициентамощностивэлектрических сетях с нелинейной нагрузкой / Я.Э.

Шклярский,Е.О. Замятин // «Известия вузов. Горный журнал», 2014. – № 2, – С. 99106.•Замятин Е.О. Система мониторинга и оценки показателейкачества электрической энергии на основе искусственной нейронной сети/ Я.Э. Шклярский, Е.О. Замятин // «Естественные и технические науки»,2015. – № 3 (81), – С. 127-129.•Замятин Е.О. Методика определения точек подключенияфильтро-компенсирующих устройств на основе применения принципаПарето / Е.О. Замятин, А.Я. Шклярский // «Естественные и техническиенауки», 2018. – № 7 (121), – С. 239-244.Прочие публикации по теме диссертации (8 работ):•Замятин Е.О. К вопросу о внедрении распределеннойгенерации: интерфейс взаимодействия с распределительной системой /Я.Э.

Шклярский, О.И. Цинкович, Е.О. Замятин // Материалы докладоввосемнадцатойнаучно-техническойэффективность,надежность,конференциибезопасность»,«Энергетика:изд-воТомскогополитехнического университета, 2012 г., С. 204-206•ЗамятинЕ.О.Энергетическиехарактеристикисетиснелинейной нагрузкой / Е.О. Замятин, А.Н. Скамьин // Материалымеждународной научно-практической конференции «XLII Неделя наукиСПбГПУ», изд-во СПбГПУ, 2013. – С. 73-75.•Zamyatin E.O. Faultless maintenance of capacitor bank in thecontext of voltage anharmonity / E. Zamyatin // 55 Konferencija StudenckichKol Naukowych Pionu Gorniczego 11 grudnia 2014 r.