RU2812195C1 - Method for intelligent load control in isolated power systems in emergency modes and device for its implementation - Google Patents

Method for intelligent load control in isolated power systems in emergency modes and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2812195C1
RU2812195C1 RU2022123196A RU2022123196A RU2812195C1 RU 2812195 C1 RU2812195 C1 RU 2812195C1 RU 2022123196 A RU2022123196 A RU 2022123196A RU 2022123196 A RU2022123196 A RU 2022123196A RU 2812195 C1 RU2812195 C1 RU 2812195C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
load
power
control
time
voltage
Prior art date
Application number
RU2022123196A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Андреевич Черемушкин
Кирилл Валериевич Замула
Александр Владимирович Домышев
Алексей Борисович Осак
Original Assignee
Публичное акционерное общество энергетики и электрификации "Магаданэнерго" (ПАО "Магаданэнерго")
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество энергетики и электрификации "Магаданэнерго" (ПАО "Магаданэнерго") filed Critical Публичное акционерное общество энергетики и электрификации "Магаданэнерго" (ПАО "Магаданэнерго")
Application granted granted Critical
Publication of RU2812195C1 publication Critical patent/RU2812195C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: device for intelligent load control in isolated power systems in emergency modes is made with the possibility of integration into the control system of electric power facilities and containing a set of hardware, a workstation, a set of software. The hardware set consists of an intelligent load control subsystem (ILCS), an load shedding executive system (LSES), and local load control devices (LLCD). ILCS is configured to interact with upper level control devices - software and hardware complex for intelligent voltage and reactive power control (IVRPC SHC) to minimize technological losses in the electrical network, and lower level - load shedding executive system (LSES). LSES is configured to receive control signals from emergency control automation, as well as to determine the list of disconnected loads and transmit a remote control signal for disconnecting loads to local load disconnection devices. LLCD are made with the ability to control the state, load value, power quality parameters of the electrical installation of the consumer of a separate connection, as well as the ability to turn off or turn on the load.
EFFECT: increased service life of isolated power systems in emergency modes, increased reliability of power supply to consumers, prediction of emergencies and preventing development of accidents.
7 cl, 3 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Заявленное изобретение относится к области электроэнергетики и предназначено для использования при осуществлении интеллектуального управления режимами работы электроэнергетических систем.The claimed invention relates to the field of electric power and is intended for use in the implementation of intelligent control of operating modes of electric power systems.

Уровень техникиState of the art

Обеспечение в изолированной энергетической системе нормального режима снабжения электроэнергией потребителей, без перебоев, за исключением случаев возникновения аварийных электроэнергетических режимов (угрозы возникновения дефицита электрической энергии и мощности), либо нарушения характеристик технологического присоединения, указанных в документах о технологическом присоединении (в том числе превышение максимальной мощности энергопринимающего устройства потребителя).Providing a normal mode of supply of electricity to consumers in an isolated energy system, without interruptions, except in cases of emergency electric power conditions (the threat of a shortage of electrical energy and power), or violation of the characteristics of the technological connection specified in the documents on the technological connection (including exceeding the maximum power consumer power receiving device).

В любой энергосистеме в любой момент времени потребление мощности может достигнуть пикового значения. Очевидно, что в интересах обеспечения экономичного и эффективного энергопотребления, требуется широкое внедрение интеллектуальных автоматизированных систем управления. Их использование на стороне среднего и низкого напряжения, несомненно, является значимым фактором в современной концепции построения интеллектуальной электрической сети с целью повышения эксплуатационной надежности, долговечности и эффективности работы энергетического оборудования, для решения задач диспетчерского, производственно-технологического и организационно-экономического управления энергохозяйством.In any power system, power consumption can reach a peak value at any given time. It is obvious that in the interests of ensuring economical and efficient energy consumption, widespread implementation of intelligent automated control systems is required. Their use on the medium and low voltage side is undoubtedly a significant factor in the modern concept of building a smart electrical network in order to increase the operational reliability, durability and efficiency of energy equipment, to solve the problems of dispatch, production, technological and organizational and economic management of the energy sector.

На этапе перехода к умным и гибким электрическим сетям (Smart Grid) необходима интеллектуальная система, которая объединит все нагрузки энергосистемы в единый управляемый комплекс, что упорядочит потребление электрической энергии и исключит бесконтрольный режим работы потребителей.At the stage of transition to smart and flexible electrical networks (Smart Grid), an intelligent system is needed that will combine all the loads of the power system into a single controlled complex, which will streamline the consumption of electrical energy and eliminate the uncontrolled operation of consumers.

Из уровня техники известны:The following are known from the prior art:

Интеллектуальный прибор учета электроэнергии, содержащий блок управления, соединенный с блоком памяти и индикатором, содержит средство криптографической защиты информации и интерфейсный блок, подсоединенные последовательно к блоку управления; блок измерения параметров сети, блок ограничения нагрузки, часы реального времени, блок датчиков, соединенные звездой с блоком управления, причем средство криптографической защиты информации содержит часы реального времени. Достигается расширение арсенала технических средств (RU 188731 U1, 2019.04.23).An intelligent electricity meter containing a control unit connected to a memory unit and an indicator, contains a means of cryptographic information protection and an interface unit connected in series to the control unit; a network parameter measurement unit, a load limiting unit, a real-time clock, a sensor unit connected by a star to the control unit, wherein the cryptographic information protection means contains a real-time clock. An expansion of the arsenal of technical means is being achieved (RU 188731 U1, 2019.04.23).

Способ контроля электрической нагрузки, имеющей ток и напряжение, созданные за счет источника электропитания, связанного с нагрузкой, который включает в себя следующие операции: введение модуля обнаружения между нагрузкой и источником электропитания, для определения одной или нескольких характеристик нагрузки; объединение сигнала калибровки тока или напряжения и электрического сигнала в объединенный сигнал; применение математического преобразования к объединенному сигналу в модуле обнаружения; измерение одной или нескольких характеристик нагрузки с использованием объединенного сигнала; и определение эксплуатационных параметров определения одной или нескольких характеристик нагрузки. (RU 2486650 С2, 2013.06.27).A method for monitoring an electrical load having current and voltage generated by a power supply associated with the load, which includes the following steps: introducing a detection module between the load and the power supply to determine one or more characteristics of the load; combining the current or voltage calibration signal and the electrical signal into a combined signal; applying a mathematical transformation to the combined signal in the detection module; measuring one or more load characteristics using the combined signal; and determining operational parameters for determining one or more load characteristics. (RU 2486650 C2, 2013.06.27).

Способ мониторинга и управления потреблением электрической энергии потребителями в доме включает в себя установление приоритетов для потребителей по надежности и способу их коммутации, передачу мониторинговой информации на микроконтроллер, управление потреблением. Комплекс, реализующий способ, включает в себя электрическую сеть дома, выполненную в виде отдельных линий, средства для измерения мощностей, средства управления нагрузкой, отключающие устройства (RU 2725023, С1 2020.06.29).A method for monitoring and managing electrical energy consumption by consumers in a home includes setting priorities for consumers in terms of reliability and the method of their switching, transferring monitoring information to a microcontroller, and managing consumption. The complex that implements the method includes the electrical network of the house, made in the form of separate lines, means for measuring power, load control means, and disconnecting devices (RU 2725023, C1 2020.06.29).

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Технический результат заключается в увеличении срока службы изолированных энергосистем и повышении надежности энергоснабжения потребителей в изолированных, труднодоступных и островных территориях.The technical result consists in increasing the service life of isolated power systems and increasing the reliability of power supply to consumers in isolated, hard-to-reach and island territories.

Технический результат достигается тем, что для увеличения срока службы изолированных энергосистем и повышения надежности энергоснабжения потребителей в изолированных, труднодоступных и островных территориях используют способ интеллектуального управления нагрузкой в изолированных энергосистемах в аварийных режимах, сущность которого состоит в исключении излишних отключений электроприемников потребителей, минимизации последствий аварийных возмущений в изолированных энергосистемах, снижении числа отказов основного технологического оборудования.The technical result is achieved by the fact that in order to increase the service life of isolated power systems and increase the reliability of power supply to consumers in isolated, hard-to-reach and island territories, a method of intelligent load control in isolated power systems in emergency modes is used, the essence of which is to eliminate unnecessary shutdowns of consumers' power receivers and minimize the consequences of emergency disturbances in isolated power systems, reducing the number of failures of main process equipment.

Способ интеллектуального управления нагрузкой в изолированных энергосистемах в аварийных режимах в котором:A method for intelligent load control in isolated power systems in emergency modes in which:

осуществляют сбор информации о текущем состоянии энергосистемы, для чего используют систему сбора и передачи информации (ССПИ), которая аккумулирует информацию о состоянии энергосистемы от существующего оперативного информационного комплекса изолированной энергосистемы (ОИК) посредством инициирования процесса подготовки измерений пригодных для моделирования режимов и оптимизации, таких как:collect information about the current state of the power system, for which they use an information collection and transmission system (ICTS), which accumulates information about the state of the power system from the existing operational information complex of an isolated power system (OIC) by initiating the process of preparing measurements of modes suitable for modeling and optimization, such as :

- получение архивных срезов телеинформации и состояния сети, с помощью которых выполняют машинное обучение и начальный запуск процесса прогнозирования;- obtaining archived sections of teleinformation and network state, with the help of which machine learning and the initial launch of the forecasting process are performed;

- получение и сохранение в базе данных срезов телеинформации с заданной периодичностью текущих срезов телеинформации и состояния сети; логический контроль целостности получаемых данных набором управляющих воздействий;- receiving and storing in the database sections of television information with a given frequency of current sections of television information and network status; logical control of the integrity of the received data using a set of control actions;

- формирование среза данных в модели «узлы/ветви», при этом выполняют привязку телеинформации к однолинейной схеме электрической сети, при этом срез телеинформации представляет собой набор телеизмерений и телесигналов о состоянии сети, взятый за определенное время, а одновременность времени определяют метками времени присутствующими в каждом измерении, при этом метка времени передается от конечного цифрового измерительного устройства, при этом срезы телеинформации включают:- formation of a data slice in the “nodes/branches” model, while linking the teleinformation to a single-line diagram of the electrical network, while the teleinformation slice is a set of telemeasurements and telesignals about the state of the network, taken for a certain time, and the simultaneity of time is determined by the time stamps present in each measurement, while the time stamp is transmitted from the final digital measuring device, while the teleinformation sections include:

- телеизмерения активной и реактивной (Р, Q) мощности по линиям электропередачи, в том числе линиям, отходящим к потребителю;- telemetry of active and reactive (P, Q) power along power lines, including lines going to the consumer;

- измерения напряжения на шинах станций и подстанций; состояния коммутационных аппаратов;- voltage measurements on station and substation buses; state of switching devices;

- режим работы локальных устройств регулирования:- operating mode of local control devices:

• ручное регулирование по номеру ступени;• manual regulation by stage number;

• ручное регулирование по величине поперечной проводимости;• manual adjustment of the transverse conductivity value;

• автоматическое регулирование по напряжению;• automatic voltage regulation;

• планируемое время нахождения устройства регулирования в данном режиме работы;• planned time for the control device to remain in this operating mode;

• положения устройств управляющих аппаратов устройств регулирования;• positions of control devices of regulation devices;

• величина уставки поперечной проводимости компенсирующих устройств;• setting value for transverse conductivity of compensating devices;

• величина уставки по напряжению локальных устройств регулирования;• voltage setting value of local control devices;

при этомwherein

формирование среза данных и контроль полноты данных осуществляют, используя подсистему оптимального управления напряжением и реактивной мощностью,formation of a data slice and control of data completeness is carried out using a subsystem for optimal control of voltage and reactive power,

получение среза телеизмерений и состояния коммутационных аппаратов осуществляют через SQL-запрос к архивной базе данных координирующей системы режимной автоматики, архивные срезы данных формируют на стороне координирующей системы режимной автоматики, а состав срезов исходных данных аналогичен составу данных, получаемых оперативно, при этом исходные данные дополнены меткой времени среза, которая назначается единой для всех параметров среза,obtaining a slice of telemetry and the state of switching devices is carried out through an SQL query to the archive database of the coordinating system of regime automation, archived data slices are formed on the side of the coordinating system of regime automation, and the composition of the source data slices is similar to the composition of the data received operationally, while the source data is supplemented with a label slice time, which is assigned uniformly for all slice parameters,

далее осуществляют логический контроль входных данных, для чего полученный срез данных проверяют на соблюдение следующих условий:Next, logical control of the input data is carried out, for which the resulting data slice is checked for compliance with the following conditions:

- если по присоединению измеряется, как переток мощности, так и состояние коммутационного аппарата, то проверяют их соответствие;- if both the power flow and the state of the switching device are measured at the connection, then their compliance is checked;

- если есть измерения перетоков мощности по всем присоединениям, отходящим от шин, то контролируют, чтобы сумма всех перетоков не превышала допустимого небаланса, заданного уставкой;- if there are measurements of power flows across all connections extending from the buses, then control that the sum of all flows does not exceed the permissible imbalance specified by the setting;

- при последовательном формировании срезов контролируют изменчивость данных, в соответствии с правилом, что между двумя последовательными срезами в пределах одного объекта должно быть хотя бы одно изменение в измерениях или состояниях;- when sequentially forming slices, data variability is controlled, in accordance with the rule that between two successive slices within one object there must be at least one change in measurements or states;

- наличие признаков недостоверности в исходных данных;- presence of signs of unreliability in the source data;

актуализируют исходные данные для оценивания состояния, для чего сопоставляют телеинформацию с расчетной моделью, выполненной в расчетном модуле для моделирования электрических режимов (РММЭР) и представляющую собой схему замещения электроэнергетической системы, которая эквивалентна реальной электрической схеме и адекватно отражает процессы, происходящие в ней, при этом в схеме замещения реальные элементы сети заменяются идеализированными элементами, а схему замещения представляют в виде графа, состоящего из узлов и соединяющих их ветвей, при этом узел - это набор соединенных элементов одного класса напряжения, имеющих сопротивление равное нулю, либо близкое к нулю, которым для данного вида расчета можно пренебречь, а ветвью называют участок электрической цепи, соединяющий два узла имеющие ненулевое сопротивление, при этом каждому узлу подходит по меньшей мере одна ветвь, при этом ветви идентифицируют тремя числами: «№ узла начала ветви», «№ узла конца ветви», «№ цепи», таким образом, что если два узла соединяют несколько параллельных ветвей, то номер цепи задается разным для каждой цепи, а для одноцепных линий номер цепи задают равным нулю, при этом линии электропередач (ЛЭП) на схеме замещения представлены ветвью с продольным сопротивлением и поперечной проводимостью,update the initial data for assessing the state, for which they compare the teleinformation with the calculation model made in the calculation module for modeling electrical modes (RMMER) and representing an equivalent circuit of the electric power system, which is equivalent to a real electrical circuit and adequately reflects the processes occurring in it, while in the equivalent circuit, real network elements are replaced by idealized elements, and the equivalent circuit is presented in the form of a graph consisting of nodes and branches connecting them, while a node is a set of connected elements of the same voltage class, having a resistance equal to zero or close to zero, which for this type of calculation can be neglected, and a branch is a section of an electrical circuit that connects two nodes having non-zero resistance, with at least one branch suitable for each node, and the branches are identified by three numbers: “node number of the beginning of the branch”, “node number of the end of the branch” ", "Circuit number", in such a way that if two nodes connect several parallel branches, then the circuit number is set different for each circuit, and for single-circuit lines the circuit number is set equal to zero, while power lines (power lines) in the equivalent circuit are represented by a branch with longitudinal resistance and transverse conductivity,

далее в модуле оценки состояния производят оценку состояния, которая заключается в получении такого установившегося режима, который был бы наиболее близок к имеющимся измерениям, при этом модуль оценки состояния статическим и динамическим методами выполняет:Then, in the state assessment module, a state assessment is carried out, which consists in obtaining a steady state that would be closest to the existing measurements, while the state assessment module, using static and dynamic methods, performs:

- расчет всех параметров текущего режима и отбраковку ошибочной телеинформации по данным телеизмерений о положении коммутационной аппаратуры;- calculation of all parameters of the current mode and rejection of erroneous teleinformation based on telemeasurement data on the position of switching equipment;

- расчет ретроспективных режимов на основе архива телеизмерений в ССПИ;- calculation of retrospective modes based on the archive of telemeasurements in the SSPI;

- проверка достоверности данных всех параметров используемых в расчете режимов;- checking the reliability of the data of all parameters used in the calculation of the modes;

- подготовка исходной модели для других задач комплекса,- preparation of the initial model for other tasks of the complex,

при этом статический метод оценки состояния решается независимо для каждого момента времени и выдает сбалансированный установившийся режим для каждого среза измерений, а динамический метод оценки состояния обновляет свое состояния при переходе от одного среза к другому,in this case, the static state estimation method is solved independently for each moment in time and produces a balanced steady state for each measurement slice, and the dynamic state estimation method updates its state when moving from one slice to another,

далее выполняют прогнозирование режимов на основе искусственной нейронной сети (ИНС), при этом обрабатывают результаты оценки состояния динамическим методом модифицированным фильтром Калмана и принимают как итоговый результат оценивания состояния только в том случае, если точность оценок, получаемая динамическим методом оценки состояния, превышает точность оценок полученных статическим методом оценки состояния, при этом точность оценок определяют по величине суммарного относительного отклонения,then they perform forecasting of modes based on an artificial neural network (ANN), while processing the results of state assessment by the dynamic method with a modified Kalman filter and accepting them as the final result of state assessment only if the accuracy of the estimates obtained by the dynamic method of state assessment exceeds the accuracy of the estimates obtained a static method of assessing the condition, while the accuracy of the estimates is determined by the value of the total relative deviation,

а в статическом методе оценки состояния используют метод взвешенных наименьших квадратов, основанный на минимизации следующей целевой функции:and in the static state estimation method, the weighted least squares method is used, based on minimizing the following objective function:

- измеренные параметры режима, - measured mode parameters,

ν (х) - вычисленные параметры режима по значениям вектора состояния системы х, аν (x) - calculated mode parameters based on the values of the system state vector x, and

матрица Rv - ковариационная матрица, при отсутствии корреляционной зависимости между различными измерениями, представляющая собой диагональную матрицу дисперсий измеренийmatrix R v - covariance matrix, in the absence of correlation between different measurements, representing a diagonal matrix of measurement variances

- количество измерений, при этом результатом оценки состояния является вектор состояния, содержащий оцененные значения напряжений и углов напряжений для каждого узла,- the number of measurements, while the result of the state assessment is a state vector containing the estimated values of stresses and stress angles for each node,

- общее количество узлов электрической сети, при этом для определения минимума целевой функции решается система нелинейных уравнений, полученных приравниванием нулю градиента целевой функции:- the total number of nodes of the electrical network, while to determine the minimum of the objective function, a system of nonlinear equations is solved, obtained by equating the gradient of the objective function to zero:

для оценки схемы указывают узел, являющийся опорным по напряжению и с нулевой фазой напряжения, при этом в статическом методе оценки состояния используют функцию предварительной отбраковки ошибочных телеизмерений, которая отбраковывает только напряжения в узлах и перетоки в ветвях, а нагрузки и генерации алгоритмом отбраковки не затрагиваются,to evaluate the circuit, indicate a node that is a reference voltage and with a zero voltage phase, while in the static method of assessing the state, the function of preliminary rejection of erroneous telemeasurements is used, which rejects only voltages in nodes and flows in branches, and loads and generation are not affected by the rejection algorithm,

далее, в зависимости от заданной точности телеизмерений, от величины небаланса и от заданного порога допустимости небаланса, все телеизмерения, входящие в данную балансную группу, признают достоверными или сомнительными, при этом каждое телеизмерение имеет три параметра: признак измерения, измеренная величина и точность;further, depending on the specified accuracy of telemeasurements, on the magnitude of the unbalance and on the specified threshold of unbalance admissibility, all telemeasurements included in this balance group are recognized as reliable or doubtful, while each telemeasurement has three parameters: measurement sign, measured value and accuracy;

признаки измерений задают на этапе пуско-наладки изолированной энергосистемы системы и корректируют в ходе эксплуатации энергосистемы, при этом признаки измерений имеют следующие условные обозначения:measurement signs are set at the commissioning stage of the isolated power system of the system and adjusted during the operation of the power system, while the measurement signs have the following symbols:

N - «забраковано длительно», которое используют для браковки телеизмерения;N - “rejected for a long time”, which is used to reject telemetry;

S - «статистические данные», которым обозначают нагрузочные и генераторные узлы, для которых в базовом режиме задано значение нагрузки или генерации;S - “statistical data”, which denotes load and generator nodes for which the load or generation value is set in the basic mode;

# - «забраковано», которое выставляется в автоматическом режиме, если алгоритм браковки забраковал измерение, при этом точность измерения определяется суммарной погрешностью всего измерительного тракта, выполненной одинаковым подходом,# - “rejected”, which is set automatically if the rejection algorithm rejected the measurement, while the measurement accuracy is determined by the total error of the entire measuring path, performed using the same approach,

при этом относительное отклонение расчетного значения параметра от его измеренной величины вычисляют по формулеin this case, the relative deviation of the calculated value of the parameter from its measured value is calculated using the formula

θi - дисперсия измерения,θ i - measurement variance,

при этом относительное отклонение - безразмерная относительная величина,in this case, the relative deviation is a dimensionless relative quantity,

а при анализе оценки состояния суммарное относительное отклонение вычисляют как сумма по всем измерениям по следующей формуле:and when analyzing the condition assessment, the total relative deviation is calculated as the sum of all measurements using the following formula:

при этом узлы, в которых нет измерения, не включают в расчет суммарного относительного отклонения, также в расчете суммарного отклонения не участвуют забракованные измерения, измерения балансирующих узлов, измерения в отключенных линиях, при этом используют комбинированный алгоритм расчета начального значения мощностей нагрузок на основе графиков нагрузки и машинного обучения с использованием ИНС,in this case, nodes in which there is no measurement are not included in the calculation of the total relative deviation; also, rejected measurements, measurements of balancing nodes, measurements in disconnected lines are not included in the calculation of the total deviation; in this case, a combined algorithm is used for calculating the initial value of load power based on load graphs and machine learning using ANN,

а в качестве иерархических графиков нагрузки применяют комбинацию суточных графиков и годовых коэффициентов.and as hierarchical load graphs, a combination of daily graphs and annual coefficients is used.

Рн0 - - начальное значение мощности нагрузки или генерации в базовом режиме;R n0 - - initial value of load or generation power in the basic mode;

Рсг.з - значение коэффициента зимнего суточного графика активной мощности в относительных единицах для данного момента времени;Р сг.з - the value of the coefficient of the winter daily active power schedule in relative units for a given point in time;

Рсг.л - значение коэффициента летнего суточного графика активной мощности в относительных единицах для данного момента времени;R sg.l - the value of the coefficient of the summer daily schedule of active power in relative units for a given point in time;

Кз - «коэффициент зимы», задаваемый для каждого месяца; при этом значение, равное 1, соответствует работе только по зимнему графику, 0 - только по-летнему, Kz - “winter coefficient”, set for each month; in this case, a value equal to 1 corresponds to working only on a winter schedule, 0 - only on a summer schedule,

а значение для конкретного дня каждого месяца вычисляется линейной аппроксимацией по значениям для соответствующих месяцев,and the value for a specific day of each month is calculated by a linear approximation over the values for the corresponding months,

значение реактивной мощности нагрузки вычисляют с использованием заданного для каждой нагрузки отношения между активной и реактивной мощностью tg(φ);the value of the reactive power of the load is calculated using the ratio between active and reactive power tg(φ) specified for each load;

в результате прогнозирования по иерархическим графикам нагрузки получают прогнозные значения измерений и оценки дисперсий измерений:As a result of forecasting using hierarchical load graphs, predicted measurement values and estimates of measurement variances are obtained:

i - текущий момент времени, х- глубина прогнозирования, при этом дисперсия σ(τ) экспоненциально зависит от глубины прогнозирования:i is the current moment in time, x is the forecasting depth, and the variance σ(τ) depends exponentially on the forecasting depth:

в результате прогнозирования режимов с использованием ИНС в качестве прогноза получают вектор спрогнозированных измерений, аas a result of forecasting modes using an ANN, the vector is obtained as a forecast predicted measurements, and

также среднеквадратичное отклонение каждой прогнозируемой величины от фактического измерения на тестовой выборке:also the standard deviation of each predicted value from the actual measurement on the test sample:

nt - количество срезов в тестовой выборке,n t - number of slices in the test sample,

- тестовое значение, - test value,

- измеренное значение; - measured value;

итоговым показателем точности прогноза является суммарное среднеквадратичное отклонение по всем прогнозируемым σ2 измерениям, которое используют для вычисления дисперсии и которую в свою очередь используют для получения обобщенного результата прогнозирования методом оценки состояния;the final indicator of forecast accuracy is the total standard deviation for all predicted σ 2 measurements, which is used to calculate the variance and which in turn is used to obtain a generalized forecast result using the state assessment method;

контроль за работой алгоритма прогнозирования осуществляют следующим информацией и диагностическим сообщениям:The operation of the forecasting algorithm is monitored by the following information and diagnostic messages:

- прогнозный режим в виде схем и таблиц;- forecast mode in the form of diagrams and tables;

- величины относительных отклонений измерений в виде схем и таблиц;- values of relative measurement deviations in the form of diagrams and tables;

- величины дисперсий измерений в виде схем и таблиц;- values of measurement dispersions in the form of diagrams and tables;

- обобщенный показатель качества уточненного прогноза;- generalized indicator of the quality of the updated forecast;

- при долговременном ухудшении качества уточненного прогноза выдается аварийное сообщение;- in case of long-term deterioration in the quality of the updated forecast, an emergency message is issued;

далее выполняют расчет пределов статической устойчивости, которая является показателем возможности синхронной работы синхронных электрических генераторов и синхронных двигателей энергосистемы при медленных изменениях нагрузки, задают ограничения интеллектуальному управлению нагрузкой, а также выполняют расчет запасов по устойчивости с учетом статических характеристик нагрузки по напряжению Рн (U,f)P(G), Qн(U,f) и частоте, при этомNext, they calculate the limits of static stability, which is an indicator of the possibility of synchronous operation of synchronous electric generators and synchronous motors of the power system with slow load changes, set restrictions for intelligent load control, and also calculate stability margins taking into account the static characteristics of the load in voltage P n (U, f)P(G), Qn (U,f) and frequency, while

статические характеристики нагрузки задаются отдельно для Р и для Q в виде коэффициентов полинома:static load characteristics are specified separately for P and for Q in the form of polynomial coefficients:

- для активной мощности нагрузки задают коэффициенты А0, A1, А2, Af для вычисления зависимости мощности нагрузки от напряжения и частоты по формуле:- for active load power, coefficients A 0 , A 1 , A 2 , A f are set to calculate the dependence of load power on voltage and frequency using the formula:

- для реактивной мощности нагрузки задают коэффициенты В0, B1, В2, Bf для вычисления зависимости мощности нагрузки от напряжения по формуле:- for reactive load power, set the coefficients V 0 , B 1 , V 2 , B f to calculate the dependence of load power on voltage according to the formula:

далее задают режимные ограничения, которые являются входными данными для алгоритма оптимального управления напряжением и реактивной мощностью, минимальные и максимальные ограничения по уровню напряжения в узлах электрической сети, такие как:then set operating restrictions, which are input data for the algorithm for optimal control of voltage and reactive power, minimum and maximum restrictions on the voltage level in the nodes of the electrical network, such as:

- ограничения на инъекцию реактивной мощности в узлах электрической сети, представляющих собой генераторы и компенсирующие устройства;- restrictions on the injection of reactive power in electrical network nodes, which are generators and compensating devices;

- ограничения по току в ветвях модели «узлы/ветви», соответствующие токовым ограничениям по ЛЭП и трансформаторам;- current limits in the branches of the “nodes/branches” model, corresponding to current limits on power lines and transformers;

- ограничения по перетоку мощности в ветвях модели «узлы/ветви», соответствующие ограничениям по мощности ЛЭП и трансформаторов,- restrictions on the flow of power in the branches of the “nodes/branches” model, corresponding to the restrictions on the power of power lines and transformers,

при этом режимные ограничения автоматически вычисляются в цикле интеллектуального управления нагрузкой алгоритмом анализа запасов по статической устойчивости и режимным ограничениям алгоритмом утяжеления и соответствуют режимам работы энергосистемы, оптимизация которых для каждого момента времени выполняется в детерминированной постановке:in this case, operating restrictions are automatically calculated in the intelligent load control cycle by an algorithm for analyzing reserves for static stability and operating limitations by a weighting algorithm and correspond to the operating modes of the power system, the optimization of which for each moment of time is carried out in a deterministic formulation:

иAnd

- элементы вектора U напряжений в узлах электрической сети, а оптимизацию выполняют с учетом следующих ограничений на изменения параметров режима: - elements of the voltage vector U at the nodes of the electrical network, and optimization is performed taking into account the following restrictions on changes in mode parameters:

и формируют уравнения установившегося режима электрической сети в виде ограничений равенств к задаче оптимизации:and form equations for the steady state of the electrical network in the form of equality constraints to the optimization problem:

при этом при нарушении запасов устойчивости выполняется задача ввода режима в допустимую область по устойчивости с заданным коэффициентом запаса:in this case, if the stability margins are violated, the task of entering the mode into the permissible region of stability with a given safety factor is performed:

δ - нарушение границ устойчивости,δ - violation of stability boundaries,

U1 - напряжения в узлах нагрузки,U 1 - voltage at load nodes,

результат формируют в виде ограничения по напряжению для всех узлов энергосистемы:the result is formed in the form of a voltage limit for all nodes of the power system:

характеристики нагрузки определяют следующими методами:load characteristics are determined by the following methods:

- активного эксперимента, который является принудительным изменением напряжения в узле энергосистемы;- active experiment, which is a forced change in voltage in a power system node;

- пассивного эксперимента, который возможен только в периоды стационарности нагрузки;- passive experiment, which is possible only during periods of stationary load;

при этом используют интеллектуальную автоматику отключения нагрузок (АОН) и минимизируют отключение нагрузки за счет:At the same time, they use intelligent automatic load shedding (ALS) and minimize load shedding due to:

- вычисления требуемого объема отключения нагрузки непосредственно при выдаче управляющего воздействия;- calculation of the required volume of load shedding directly when issuing a control action;

- динамической АОН - выдачи воздействий несколькими ступенями, разнесенными во времени, с учетом динамики развития аварии;- dynamic caller ID - issuing impacts in several stages, separated in time, taking into account the dynamics of the accident;

- «мерцающей» АОН - технология оптимизации отключения отопительной нагрузки, в которой часть нагрузки в энергосистеме отключается на определенное время без каких-либо последствий для потребителя, при этом в первую очередь управляющие воздействия УВ выдают на нагрузку, заведенную под «мерцающий» АОН, далее после истечения заданного времени нагрузка включается, а другая нагрузка, близкого объема, отключается, при этом общая нагрузка района реализации АОН уменьшается на требуемую величину, а время перерыва электроснабжения у каждого потребителя не превышает заданной величины;- “flickering” caller ID - a technology for optimizing the shutdown of the heating load, in which part of the load in the power system is turned off for a certain time without any consequences for the consumer, while first of all the control actions of the shock wave are issued to the load connected to the “flickering” caller ID, then after the specified time has elapsed, the load is turned on, and another load of similar volume is turned off, while the total load of the area where the caller ID is implemented is reduced by the required amount, and the time of power supply interruption for each consumer does not exceed the specified value;

а принцип работы АОН заключается в равенстве суммарного объема мощности отключаемой нагрузки объему мощности управляющего воздействия:and the principle of operation of ANI is that the total volume of power of the switched off load is equal to the volume of power of the control action:

PYB - объем мощности управляющего воздействия,P YB - volume of control action power,

РOH - мощность одной отключаемой нагрузки,P OH - power of one load to be switched off,

i - порядковый номер нагрузки;i - serial number of the load;

и принимают следующие допущения:and make the following assumptions:

- отключаемые нагрузки, заведенные под действие АОН, сгруппированы по ступеням отключения нагрузки фиксированной мощности, при чем, объем мощности ступени с большим порядковым номером включает объем мощности ступени с предыдущим порядковым номером:- disconnected loads brought under the action of AON are grouped into load disconnection stages of fixed power, and the power volume of the stage with a large serial number includes the power volume of the stage with the previous serial number:

PCTj - объем мощности ступени отключения нагрузки равен объему мощности управляющего воздействия ;P CTj - the power volume of the load cut-off stage is equal to the power volume of the control action ;

Pj - шаг мощности отключаемой нагрузки j-ой ступени;P j - power step of the switched-off load of the j-th stage;

при этом мощность каждого управляющего воздействия задается в зависимости от конфигурации соответствующих ступеней отключения нагрузки (ОН), сформированных в АОН, в свою очередь мощность ступени ОН равна суммарной мощности сгруппированных команд ОН, подгрупп ОН, и мощности ступени с предыдущим порядковым номером, а мощность сгруппированных команд ОН, подгрупп ОН, равна суммарной мощности нагрузки потребителей заведенных под данную команду на подстанционном уровне в месте фактической реализации отключения, мощность нагрузки потребителя при расчете мощности управляющего воздействия (УВ) выбирают, исходя из накопленных ранее статистических данных, при этом доступна функция оперативной корректировки нагрузки потребителя, которую используют при смене сезона года;in this case, the power of each control action is set depending on the configuration of the corresponding load shedding (LO) stages formed in the AON, in turn, the power of the LO stage is equal to the total power of the grouped LO commands, LO subgroups, and the power of the stage with the previous serial number, and the power of the grouped OH commands, OH subgroups, is equal to the total load power of consumers assigned to this command at the substation level in the place where the outage is actually implemented, the load power of the consumer when calculating the power of the control action (CA) is selected based on previously accumulated statistical data, while the operational adjustment function is available consumer load, which is used when the season changes;

а УВ вычисляют в два этапа:and the HC is calculated in two stages:

• на первом этапе в режиме offline при настройке противоаварийной автоматики выполняют укрупненное вычисление требуемых УВ на полной схеме энергосистемы противоаварийного управления, которые гарантированно возвращают энергосистему к устойчивому и допустимому по перетокам режиму;• at the first stage, in offline mode, when setting up the emergency control automation, a large-scale calculation of the required HCs is performed on the complete circuit of the emergency control power system, which is guaranteed to return the power system to a stable and permissible flow regime;

• на втором этапе производят уточненный расчет УВ для разукрупнения воздействия на отключение нагрузки и уменьшения общего объема отключаемой нагрузки, расчет проводят по каждому узлу нагрузки отдельно;• at the second stage, a refined calculation of the HC is carried out to disaggregate the impact on load shedding and reduce the total volume of the load to be disconnected; the calculation is carried out for each load node separately;

• вычисление УВ выполняют по следующему алгоритму:• calculation of the HC is performed according to the following algorithm:

• до начала расчета УВ задают возможные УВ;• before starting the calculation of the shock wave, possible shock waves are specified;

• величина УВ на отключение нагрузки определяют ступенью отключения нагрузки в узле, которая меньше или равна величине нагрузки потребителя, заведенного под АОН;• the magnitude of the load shedding power is determined by the load shedding stage in the node, which is less than or equal to the load value of the consumer connected to the caller ID;

• моделируют возможные аварийные события и для каждого аварийного события моделируют заранее заданные сценарии ликвидации аварии;• simulate possible emergency events and for each emergency event simulate predetermined emergency response scenarios;

• если расчет послеаварийного режима успешен и пределы по току не нарушены, то считают, что он может существовать;• if the calculation of the post-emergency mode is successful and the current limits are not violated, then it is considered that it can exist;

• среди всех успешных УВ выбирают минимальное;• among all successful HCs, the minimum is chosen;

• минимизируют вычисления, сортируя УВ от меньшего к большему, выбирая успешное УВ и останавливают расчет;• minimize calculations by sorting HCs from smallest to largest, selecting successful HCs and stopping the calculation;

• успешное УВ проверяют на устойчивость динамического перехода;• a successful shock wave is checked for stability of the dynamic transition;

• в результате вычисления получаем общий объем отключений с достаточным запасом по устойчивости;• as a result of the calculation, we obtain the total volume of outages with a sufficient stability margin;

• на втором этапом на динамической модели энергосистемы в режиме online в исполнительной системы отключения нагрузки (ИСОН) выполняют уточненный расчет требуемых УВ, который учитывает временные характеристики нагрузки и производится и для которого исходной схемой для расчета УВ является схема, на которой представлен только один узел нагрузки, при этом энергосистема представлена эквивалентным генератором, а каждая нагрузка представлена своей реальной измеренной величиной;• at the second stage, on a dynamic model of the power system online in the load shedding executive system (ISON), a refined calculation of the required shock waves is performed, which takes into account the temporary characteristics of the load and is produced and for which the initial circuit for calculating the shock wave is a diagram on which only one load node is presented , while the power system is represented by an equivalent generator, and each load is represented by its real measured value;

схему выполняют эквивалентной схеме, в которой нагрузки подключены непосредственно к одному узлу, при этом расчет каждого динамического перехода оптимизируют с целью определения максимального времени отключения единичной нагрузки и минимизации отключения нагрузок;the circuit is performed as an equivalent circuit in which the loads are connected directly to one node, while the calculation of each dynamic transition is optimized in order to determine the maximum time for disconnecting a unit load and minimizing the disconnection of loads;

при этом вычисления выполняют по следующему алгоритму:In this case, calculations are performed according to the following algorithm:

• для каждого УВ, полученного в результате расчета на первом этапе, производится расчет динамического перехода, и в случае, если воздействие не нарушает динамическую устойчивость энергосистемы, то производят оптимизацию УВ следующим образом:• for each shock wave obtained as a result of the calculation at the first stage, the dynamic transition is calculated, and if the impact does not violate the dynamic stability of the power system, then the shock wave is optimized as follows:

• выполняют разбиение УВ, выраженного в отключении определенного объема нагрузки, на ступени в соответствии с возможностью разукрупнения нагрузки интеллектуальными устройствами ОН;• perform a division of the shock, expressed in the disconnection of a certain volume of load, into stages in accordance with the possibility of disaggregating the load by intelligent OH devices;

• выполняют повторное моделирование динамического перехода таким образом, что моделируется отключение нагрузки не сразу, а по частям с паузами между выдачей воздействий;• perform repeated modeling of the dynamic transition in such a way that the load is not switched off immediately, but in parts with pauses between the issuance of impacts;

• получают разбиение нагрузки по ступеням с заданной скоростью отключения;• obtain a load division into steps with a given shutdown speed;

расчет УВ выполняют с помощью метода площадей, при этом начальная мощность нагрузки Р0 и аварийная мощность РA известны заранее из первого этапа расчета, выполняемого в offline, при этом известны мощности нагрузок ΔPi и минимальные времена отключения каждой из нагрузок, средняя величина отключаемой нагрузки определяется, как:HC calculation is performed using the area method, while the initial load power P 0 and emergency power P A are known in advance from the first stage of the calculation, performed offline, and the load powers ΔP i and the minimum shutdown times of each load, the average value of the switched off load are known is defined as:

ΔPi - величина каждой нагрузки,ΔPi is the magnitude of each load,

n - количество нагрузок, участвующих в данном обобщенном воздействии;n is the number of loads participating in this generalized impact;

при этом нагрузки равномерно разбиты на ступени так, что мощность нагрузки узла изменяется по линейному закону и площадь ускорения равна:in this case, the loads are evenly divided into stages so that the load power of the node changes according to a linear law and the acceleration area is equal to:

Δδ - изменение угла генерации, соответствующее времени, в течение которого производятся воздействия на отключение нагрузки;Δδ is the change in the generation angle corresponding to the time during which the load is disconnected;

при этом по изменению мощности это эквивалентно одному воздействию через время Δt на величину ΔР, а площадь торможения равна:Moreover, in terms of power change, this is equivalent to one effect through time Δt on the value ΔР, and the braking area is equal to:

и максимальный угол выдачи воздействий равен:and the maximum impact angle is equal to:

и с помощью полученного отклонения угла и постоянной инерции энергосистемы находят время, за которое произойдет отклонение угла Δδ;and using the resulting angle deviation and the constant inertia of the power system, the time during which the angle deviation Δδ occurs is found;

далее реальные воздействия включают в полученную линейную характеристику так, чтобы площадь не получалась больше чем линейное усреднение, при этом учитывают запас по отключаемой нагрузке и формирование нескольких взаимно резервируемых наборов нагрузки, а при безаварийной работе энергосистемы выполняют настройку и оптимизацию энергосистемы для передачи команд, для чего передаются псевдо-команды на отключение, замеряется время передачи команды, делается поправка на отработку команды непосредственно на устройстве, и таким образом по каждой нагрузке формируют временные характеристики реакции нагрузки на команду, далее на верхнем уровне соотносят требуемые ступени отключения АОН, полученные в результате оптимизации с реальными ступенями отключения нагрузки с указанием максимального времени отключения для каждой ступени,further, real impacts are included in the resulting linear characteristic so that the area does not exceed the linear averaging, while taking into account the margin for the disconnected load and the formation of several mutually redundant load sets, and during trouble-free operation of the power system, the power system is configured and optimized for transmitting commands, for which Pseudo-commands for shutdown are transmitted, the time of command transmission is measured, an adjustment is made for the execution of the command directly on the device, and thus for each load the time characteristics of the load response to the command are formed, then at the upper level the required stages of caller ID shutdown obtained as a result of optimization are correlated with real load shedding stages indicating the maximum shutdown time for each stage,

а сформированные номера ступеней передаются в интеллектуальные устройства отключения нагрузки, и при приходе команды на отключение нагрузки устройство максимально быстро без дополнительных вычислений отключает требуемую нагрузку, при этомand the generated stage numbers are transmitted to intelligent load shedding devices, and when a load shedding command arrives, the device disconnects the required load as quickly as possible without additional calculations, while

сеть передачи данных между устройствами АОН выполняют по технологии, разработанной на основе р2р технологии, которая объединяет конечные устройства АОН, обеспечивает выдачу УВ у потребителей электроэнергии в единую сеть АОН без организации строго иерархичной сети передачи данных, при этомThe data transfer network between Caller ID devices is carried out using technology developed on the basis of p2p technology, which unites Caller ID end devices, ensures the issuance of electricity from electricity consumers into a single Caller ID network without organizing a strictly hierarchical data transmission network, while

маршруты доставки информации оптимизируют мульти-агентным подходом, который работает независимо от основного алгоритма передачи данных, перемещается случайным образом по сети в виде виртуальной сущности и находит маршрут с лучшими временными характеристиками, далее этот маршрут маркируется соответствующими замеренными временными характеристиками, а в момент реализации УВ передача данных осуществляется по всем возможным маршрутам, обеспечивая резервирование и максимальную скорость передачи данных,information delivery routes are optimized using a multi-agent approach, which works independently of the main data transmission algorithm, moves randomly through the network in the form of a virtual entity and finds a route with the best time characteristics, then this route is marked with the corresponding measured time characteristics, and at the time of implementation of the HF transmission data is carried out along all possible routes, ensuring redundancy and maximum data transfer speed,

и при выполнении УВ контролируется фактическое отключение нагрузки, при этом контроль осуществляется следующими способами:and when performing the shock, the actual load shedding is monitored, and control is carried out in the following ways:

• контроль прохождения и отработки команды,• control of the passage and execution of the command,

• контроль измеряемой величины нагрузки на нижнем уровне, на уровне отключающего устройства,• control of the measured load value at the lower level, at the level of the disconnecting device,

• контроль величины нагрузки по целиком по потребителю;• control of the load value for the entire consumer;

при этом, если в результате управления за заданное время не обеспечен необходимый объем отключения нагрузки, то дальнейший процесс выполняю по двум сценариям:Moreover, if, as a result of control, the required volume of load shedding is not provided within a given time, then I carry out the further process according to two scenarios:

- отключение всего потребителя,- disconnecting the entire consumer,

- отключение быстрого гарантированного резерва мощности, нагрузки, которая заведена под интеллектуальный АОН и имеет наименьшее время отключения,- disabling a fast guaranteed power reserve, a load that is connected to an intelligent Caller ID and has the shortest shutdown time,

при этом подсистема интеллектуального управления нагрузкой (ПИУН) выполняет подготовку УВ, а для получения оптимальных УВ на заданную глубину используют алгоритм динамической оптимизации, для которого исходными данными являются:in this case, the intelligent load control subsystem (ILC) prepares shock waves, and to obtain optimal shock waves at a given depth, a dynamic optimization algorithm is used, for which the initial data are:

- текущий оцененный режим,- current evaluated mode,

- прогнозные состояния энергосистемы за рассматриваемый диапазон времени,- forecast states of the power system for the considered time range,

- список возможных УВ,- list of possible HCs,

- состояния УВ;- state of the hydrocarbons;

прогнозные состояния системы за рассматриваемый диапазон времени представляют собой множество:the forecast states of the system for the considered time range are the set:

Хn - вектор состояния системы в каждый момент времени;X n - vector of the system state at each moment of time;

при этом стоимость управляющих воздействий зависит не только от вектора состояния системы, но и от времени, и весь временной диапазон распадается на несколько поддиапазонов, на каждом из которых находится оптимальное для данного поддиапазона УВ, полная целевая функция динамической оптимизации описана формулой:in this case, the cost of control actions depends not only on the state vector of the system, but also on time, and the entire time range is divided into several subranges, each of which contains the optimal shock wave for a given subrange; the complete objective function of dynamic optimization is described by the formula:

fi(Xi) - вектор оптимальных управляющих параметров на поддиапазоне,f i (X i ) - vector of optimal control parameters on the subrange,

bp и ер - индексы начала и конца поддиапазона во временном срезе,b p and e p - indices of the beginning and end of the subrange in the time slice,

С - функция стоимости воздействий, зависящая от стоимости каждого конкретного УВ с учетом времени, задаваемого индексом,C is a function of the cost of impacts, depending on the cost of each specific hydrocarbon, taking into account the time specified by the index,

ξ0 принимается равным начальному значению УВ,ξ 0 is taken equal to the initial value of the shock wave,

fi - целевая функция каждой подзадачи динамической оптимизации, включающая:f i is the objective function of each dynamic optimization subtask, including:

- потери активной мощности,- active power losses,

- отклонения от допустимых диапазонов по напряжению,- deviations from permissible voltage ranges,

- нарушения режимных ограничений;- violation of regime restrictions;

поиск глобального оптимума на всем прогнозном диапазоне осуществляется с учетом стоимости УВ, учитываемой в полной целевой функции, а получения оптимального значения непрерывных УВ используют гибридный метод имитации отжига для непрерывных величин и метод градиентного спуска, при этом ПИУН выдает задания в программно-технический комплекс интеллектуального управления напряжением и реактивной мощностью (ПТК ИУНРМ), а также уставки интеллектуального АОН, содержащие:the search for a global optimum over the entire forecast range is carried out taking into account the cost of shock waves, taken into account in the full objective function, and to obtain the optimal value of continuous shock waves, a hybrid method of simulated annealing for continuous quantities and the gradient descent method are used, while the PIUN issues tasks to the software and hardware complex of intelligent control voltage and reactive power (PTK IUNRM), as well as intelligent caller ID settings, containing:

- ограничения в виде границы по максимальному и минимальному напряжению для узлов, расчетной модели, используемой в ПТК ИУНРМ, при этом каждое ограничение содержит несколько точек измерения напряжения, соответствующих точкам сети, в которых контролируется напряжение локальным регулятором,- restrictions in the form of a boundary on the maximum and minimum voltage for nodes, a calculation model used in the software and hardware complex of IUNRM, with each limitation containing several voltage measurement points corresponding to the points of the network at which the voltage is controlled by a local regulator,

- для каждого ограничения задается время его действия,- for each restriction, its duration is specified,

- ограничения иерархичны: если заканчивается время действия ограничения, то вступает в действие ограничение более высокого уровня, при этом контролируется, то, что ограничения не противоречивы, как по значениям, так и по времени, а на самом верхнем уровне иерархии границ, в корневом элементе иерархии, находятся базовые границы с бесконечным временем действия;- restrictions are hierarchical: if the validity period of a restriction ends, then a restriction of a higher level comes into effect, while it is controlled that the restrictions are not contradictory, both in values and in time, but at the highest level of the hierarchy of boundaries, in the root element hierarchy, basic boundaries with infinite action time are found;

ПИУН передает набор уставок в ИСОН, которые отрабатываются в случае возникновения аварийной ситуации по сигналам от существующей системы противоаварийной автоматики, ИСОН передает ЛУУН, который является контроллером присоединения и управляет коммутационным аппаратом конкретной, конечной нагрузки, команду на отключение и отключает коммутационный аппарат нагрузки, при этомPIUN transmits a set of settings to ISON, which are processed in the event of an emergency using signals from the existing emergency automatic system, ISON transmits to LUUN, which is the connection controller and controls the switching device of a specific, final load, a shutdown command and turns off the load switching device, while

для контроля работы ПИУН со стороны оператора на рабочей станции в оперативном режиме отображается следующая информация:To control the operation of the PIUN from the operator’s side, the following information is displayed on-line at the workstation:

1. Результаты прогноза на определенную глубину:1. Forecast results to a certain depth:

- оцененная ошибка прогноза,- estimated forecast error,

- наибольшие отличия спрогнозированного режима от текущего режима,- the greatest differences between the predicted regime and the current regime,

- прогнозируемый режим в виде схем и таблиц;- predicted regime in the form of diagrams and tables;

2. Статистика по ресурсу оборудования, максимальные и средние длительные токи;2. Statistics on equipment life, maximum and average continuous currents;

3. Результаты определения запасов по устойчивости;3. Results of determining stability reserves;

4. Результаты оптимизации:4. Optimization results:

- оптимальный режим в виде схем и таблиц,- optimal mode in the form of diagrams and tables,

- отличия целевой функции в исходном и начальном режиме,- differences between the target function in the initial and initial modes,

- УВ, соответствующие данному оптимальному режиму;- HCs corresponding to this optimal regime;

при этом все устройства АОН работают на единообразном принципе цифровой АОН, имеющей следующие функции:Moreover, all Caller ID devices operate on the uniform principle of digital Caller ID, which has the following functions:

- формирование динамических ступеней ОН,- formation of dynamic stages of OH,

- формирование набора объема мощности отключения нагрузки,- formation of a set of load shedding power volumes,

- согласование работы управляющих воздействий на отключение нагрузки,- coordination of control actions to disconnect the load,

- гарантированное отключение объема мощности,- guaranteed shutdown of power volume,

- обеспечение заданного уровня потребления,- ensuring a given level of consumption,

- контроль доступного объема мощности отключения,- control of the available volume of shutdown power,

- подготовка балансирующих УВ на устройство выбора отключаемых генераторов,- preparation of balancing hydrocarbons for the device for selecting switchable generators,

- разгруппировка нагрузки потребителя на приоритетную и второстепенную,- ungrouping of the consumer load into priority and secondary,

и используют двухступенчатый алгоритм АОН, в котором при отказе отключения нагрузки средствами ИСУ выполняют отключение потребителя локальными устройствами управления нагрузкой (ЛУУН):and use a two-stage caller ID algorithm, in which, if the load fails to be disconnected, the consumer is disconnected using local load control devices (LCDs) using IMS means:

- при возникновении управляющего воздействия (УВ) для АОН определяется величина нагрузки для быстрого отключения <50 мсек, при этом остаток выделяется в отдельную группу для реализации отключения ЛУУН;- when a control action (CA) occurs for ANI, the load value for quick shutdown is determined <50 ms, while the remainder is allocated to a separate group for the implementation of LUN shutdown;

- подаются задачи, включающие требуемые величины ОН в зависимости от значений до аварийного потребления для каждого из ЛУУН;- tasks are submitted that include the required OH values depending on the values before emergency consumption for each of the LUUN;

- ЛУУН формируют необходимый перечень отключаемых потребителей на основе заранее подготовленных данных по потребителям;- LUUNs form the necessary list of consumers to be disconnected based on pre-prepared data on consumers;

- по каналам связи от ЛУУН отправляется команда до вводного щитка потребителя;- a command is sent via communication channels from the LUN to the consumer’s input panel;

- внутреннее интеллектуальное вводное устройство отключает необходимую группу;- the internal intelligent input device disables the required group;

- ЛУУН ожидает снижение нагрузки заданное время, при этом учитывают как снижение нагрузки до ожидаемой величины, так и скорость снижения нагрузки;- LUUN expects a load reduction for a specified time, taking into account both the reduction in load to the expected value and the speed of load reduction;

- если снижение нагрузки не зафиксировано происходит отключение всего потребителя ЛУУН;- if the load reduction is not detected, the entire LUN consumer is disconnected;

- если снижение зафиксировано, значит, успешно сработали средства ИСУ АОН.- if a decrease is recorded, it means that the ANI IMS tools have worked successfully.

В развитие изобретения при отсутствии фиксации метки времени на конечном измерительном устройстве метку времени назначают системой сбора и передачи информации (ССПИ).In development of the invention, in the absence of fixing a time stamp on the final measuring device, the time stamp is assigned by an information collection and transmission system (ICS).

В развитие изобретения при отсутствии фиксации метки времени на конечном измерительном устройстве метка времени назначается на локальном устройстве управления.In further development of the invention, in the absence of fixing the time stamp on the final measuring device, the time stamp is assigned on the local control device.

В развитие изобретения в состав срезов телеинформации включают дополнительную информацию, вносимую диспетчером через координирующую систему режимной автоматики.In further development of the invention, the teleinformation slices include additional information entered by the dispatcher through the coordinating system of regime automation.

В развитие изобретения модель «узлы/ветви» подготавливается топологическим процессором, а именно:In further development of the invention, the node/branch model is prepared by a topology processor, namely:

- узлы, связанные ветвью нулевого сопротивления, выполняют эквивалентными;- nodes connected by a branch of zero resistance are equivalent;

- суммарные параметры узлов, таких, как нагрузка, генерация, шунт, вычисляют на основе параметров оборудования энергосистемы.- the total parameters of nodes, such as load, generation, shunt, are calculated based on the parameters of the power system equipment.

Набор исходных данных модели узлы/ветви достаточно ограничен. В реальности же в системе присутствует оборудование со своими паспортными данными. Для автоматического формирования упрощенной модели из полной модели используется задача автоматического формирования расчетной модели (топологический процессор).The set of input data for the node/branch model is quite limited. In reality, the system contains equipment with its own passport data. To automatically generate a simplified model from the full model, the task of automatic generation of a computational model (topological processor) is used.

Причем следует отметить, что упрощение модели выполняется только с точки зрения представления информации. Точность вычислений при этом нисколько не ухудшается. Кроме того, упрощенная модель узлы/ветви не содержит ветвей с сопротивлением близким к нулю. Тем самым улучшается сходимость процесса расчета установившегося режима.Moreover, it should be noted that simplification of the model is carried out only from the point of view of information presentation. The accuracy of the calculations does not deteriorate at all. In addition, the simplified node/branch model does not contain branches with resistance close to zero. This improves the convergence of the steady state calculation process.

Устройство интеллектуального управления нагрузкой (УИУН) в изолированных энергосистемах в аварийных режимах, выполненное с возможностью интеграции в систему управления объектами электроэнергетики и содержащее комплект аппаратных средств, автоматизированное рабочее место (АРМ), комплект программного обеспечения, отличающийся тем, что комплект аппаратных средств состоит из подсистемы интеллектуального управления нагрузкой (ПИУН), исполнительной системы отключения нагрузки (ИСОН) и локальных устройств управления нагрузкой (ЛУУН), при этом ПИУН, выполнена с возможностью взаимодействия с устройствами управления верхнего уровня - программно-техническим комплексом интеллектуального управления напряжением и реактивной мощностью (ПТК ИУНРМ) для минимизации технологических потерь в электрической сети; и нижнего уровня - исполнительной системой отключения нагрузки (ИСОН), при этом ИСОН содержит интеллектуальную автоматику отключения нагрузок (АОН) и выполнена с возможностью получения управляющих сигналов от противоаварийной автоматики, а также определения перечня отключаемых нагрузок и передачи сигнала телеуправления на отключение нагрузок в локальные устройства отключения нагрузок, а ЛУУН выполнены с возможностью контроля состояния, величины нагрузок, параметров качества электроэнергии электроустановки потребителя отдельного присоединения, а также возможностью отключения или включения нагрузки.An intelligent load control device (ILOD) in isolated power systems in emergency modes, designed to be integrated into the control system of electric power facilities and containing a set of hardware, an automated workstation (AWS), a set of software, characterized in that the set of hardware consists of a subsystem intelligent load control (PIUN), executive load shedding system (ISON) and local load control devices (LUND), while the PIUN is designed to interact with upper-level control devices - software and hardware complex for intelligent voltage and reactive power control (PTK IUNRM ) to minimize technological losses in the electrical network; and the lower level - by the executive load shedding system (ISON), while the ISON contains intelligent automatic load shedding (ALO) and is designed with the ability to receive control signals from emergency automatics, as well as determine the list of loads to be switched off and transmit a telecontrol signal to disconnect loads to local devices disconnection of loads, and LUUN are designed with the ability to monitor the condition, magnitude of loads, power quality parameters of the electrical installation of a consumer of a separate connection, as well as the ability to disconnect or enable the load.

В развитие изобретения подсистема интеллектуального управления нагрузкой (ПИУН) содержит модуль мониторинга состояния основного энергетического оборудования, модуль расчета пределов статической устойчивости и модуль расчета уставок автоматики отключения нагрузок (АОН).In further development of the invention, the intelligent load control subsystem (ILC) contains a module for monitoring the condition of the main power equipment, a module for calculating static stability limits, and a module for calculating automatic load shedding settings (ALS).

В последнее время особую актуальность приобретает вопрос беспрерывного энергоснабжения, как бытовых потребителей, так и промышленных. Для бытовых потребителей необходимо беспрерывное энергоснабжение в массовом переходе на отопление электрическими источниками тепла. Кроме того, коммунальные службы также крайне чувствительны к отключениям от электричества. Постоянное усложнение промышленных процессов так же делает производство крайне чувствительным к перебоям в электроснабжении. Соответственно время отключения необходимо минимизировать либо по возможности вовсе избежать отключения. Заявленное изобретение находит требуемый баланс между необходимостью предотвращения аварии системной автоматикой и нежелательными последствиями отключения потребителей.Recently, the issue of uninterrupted energy supply for both household and industrial consumers has become particularly relevant. For household consumers, uninterrupted energy supply is necessary in the massive transition to heating with electric heat sources. In addition, utilities are also extremely sensitive to power outages. The constant complication of industrial processes also makes production extremely sensitive to power outages. Accordingly, the shutdown time must be minimized or, if possible, shutdown avoided altogether. The claimed invention finds the required balance between the need to prevent an accident using system automation and the undesirable consequences of disconnecting consumers.

Заявленное изобретение содержит принцип разбиения нагрузки на стороне потребителя на несколько групп в зависимости от «нежелательности» отключения. Принципы группировки могут быть совершено различными и зависят в первую очередь от конечного потребителя. Так, для домов, оборудованных альтернативными источниками тепла, самым нежелательным будет отключение света, и наоборот.The claimed invention contains the principle of dividing the load on the consumer side into several groups depending on the “undesirability” of a shutdown. The principles of grouping can be completely different and depend primarily on the end consumer. So, for houses equipped with alternative heat sources, the most undesirable thing would be to turn off the lights, and vice versa.

Большой запас вычислительной мощности, существенные коммуникационные возможности, а также широкий территориальный охват аппаратной платформы позволяют создать на базе заявленного изобретения интеллектуальные центры управления функционалом Smartgrid с механизмом прогнозирования возникновения аварийных ситуаций и предотвращении развития аварий.A large supply of computing power, significant communication capabilities, as well as a wide territorial coverage of the hardware platform make it possible to create, based on the claimed invention, intelligent control centers for Smartgrid functionality with a mechanism for predicting the occurrence of emergency situations and preventing the development of accidents.

Особенно актуально использование заявленного изобретения в изолированных эгергосистемах потребителями в изолированных, труднодоступных и островных территориях.The use of the claimed invention in isolated energy systems by consumers in isolated, hard-to-reach and island territories is especially relevant.

Заявленное изобретение обеспечивает прогнозирование возникновения аварийных ситуаций и предотвращение развития аварий, что увеличивает срок службы изолированных энергосистем и повышает надежность энергоснабжения потребителей в изолированных, труднодоступных и островных территориях.The claimed invention provides prediction of the occurrence of emergency situations and prevention of the development of accidents, which increases the service life of isolated power systems and increases the reliability of power supply to consumers in isolated, hard-to-reach and island territories.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Заявленное изобретение поясняется на графических материалах. На фиг. 1 приведена схема изолированной энергосистемы со встроенным устройством интеллектуального управления нагрузкой.The claimed invention is illustrated in graphic materials. In fig. Figure 1 shows a diagram of an isolated power system with a built-in intelligent load control device.

1 - оперативный информационный комплекс энергосистемы (ОИК);1 - operational information complex of the power system (OIC);

2 - телеинформация: телеизмерения (ТИ), телесигналы (ТС);2 - teleinformation: telemeasurements (TI), telesignals (TS);

3 - программно-технический комплекс интеллектуального управления напряжением и реактивной мощностью (ПТК ИУНРМ);3 - software and hardware complex for intelligent control of voltage and reactive power (PTK IUNRM);

4 - автоматизированное рабочее место (АРМ);4 - automated workstation (AWS);

5 - прогнозные режимы;5 - forecast modes;

6 - текущий режим сети;6 - current network mode;

7 - передача ограничений;7 - transfer of restrictions;

8 - статистика по ресурсу энергетического оборудования;8 - statistics on the service life of power equipment;

9 - подсистема интеллектуального управления нагрузкой (ПИУН);9 - intelligent load control subsystem (IPUN);

10 - модуль расчета пределов по статической устойчивости;10 - module for calculating static stability limits;

11 - модуль расчета уставок интеллектуального АОН;11 - module for calculating the settings of the intelligent Caller ID;

12 - модуль мониторинга состояния основного энергетического оборудования;12 - module for monitoring the condition of the main power equipment;

13 - профили нагрузок;13 - load profiles;

14 - объем отключения нагрузки;14 - load shedding volume;

15 - максимальные и средние токи;15 - maximum and average currents;

16 - источники реактивной мощности (ИРМ), компенсаторы реактивной мощности (КРМ);16 - reactive power sources (RPS), reactive power compensators (RPC);

17 - трансформаторы;17 - transformers;

18 - генераторы;18 - generators;

19 - исполнительная система отключения нагрузки (ИСОН)19 - load shedding executive system (ISON)

20 - управляющие воздействия (УВ);20 - control actions (CA);

21 - противоаварийная автоматика (ПА);21 - emergency automatics (EA);

22 -состояние и величина параметров нагрузок;22 - state and value of load parameters;

23 - телеуправление (ТУ), управляющие воздействия (УВ)23 - telecontrol (TC), control actions (CF)

24 - локальное устройство управления нагрузкой (ЛУУН);24 - local load control device (LUUN);

25 - потребитель отдельного присоединения напряжения 0,4, 6-10 кВ;25 - consumer of a separate connection voltage 0.4, 6-10 kV;

26 - потребитель отдельного присоединения напряжения 35 кВ;26 - consumer of a separate connection voltage 35 kV;

27 - потребитель отдельного присоединения напряжения 110-500 кВ;27 - consumer of a separate connection voltage 110-500 kV;

28 - устройство интеллектуального управления нагрузкой (УИУН).28 - intelligent load control device (UIUN).

На фиг. 2 приведена Блок-схема работы подсистемы оптимального управления напряжением и реактивной мощностью энергосистемы.In fig. Figure 2 shows a block diagram of the operation of the subsystem for optimal control of voltage and reactive power of the power system.

201 - сбор информации о текущем состоянии системы;201 - collection of information about the current state of the system;

202 - формирование среза данных в модели узлы/ветви;202 - formation of a data slice in the nodes/branches model;

203 - оценивание состояния;203 - condition assessment;

204 - прогнозирование режима;204 - mode prediction;

205 - расчет пределов по статистической устойчивости и формирование ограничений для ДО;205 - calculation of limits on statistical stability and formation of restrictions for subsidiaries;

206 - динамическая оптимизация (ДО) с учетом ограничений;206 - dynamic optimization (DO) taking into account restrictions;

207 - контроль результатов оптимизации;207 - control of optimization results;

208 - расчет уставок интеллектуального АОН;208 - calculation of settings for intelligent Caller ID;

209 - выдача управляющих воздействий (УВ)209 - issuance of control actions (CA)

На фиг. 4 - Пассивный эксперимент, где:In fig. 4 - Passive experiment, where:

(а) - сильно изменяются условия электроснабжения, слабо изменяется нагрузка;(a) - power supply conditions change greatly, the load changes slightly;

(б) - слабо изменяются условия электроснабжения, сильно изменяется нагрузка.(b) - power supply conditions change slightly, the load changes greatly.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Регулирование подключенной к электрической сети нагрузки основано на интеграции в единое информационное пространство всех источников энергии и потребителей. При этом каждое устройство, входящее в состав сети контроля, снабжается компонентами управления, работа которых регулируется программным обеспечением.Regulation of the load connected to the electrical network is based on the integration of all energy sources and consumers into a single information space. In this case, each device that is part of the control network is equipped with control components, the operation of which is regulated by software.

Чем сложнее энергосистема, тем больше требуется элементов управления, что приводит к необходимости увеличения капиталовложений и трудозатрат в проектирование и реализацию такого технического решения. В настоящий момент на рынке РФ нет устройств для комплексного управления нагрузкой. Для реализации комплексной системы управления нагрузками необходимо разделить всех потребителей на группы по степени важности, и управлять каждой из них в отдельности, опираясь на приоритеты. Система управления нагрузкой должна автоматически рассчитывать энергопотребление, и в случае превышения установленной для конкретного потребителя величины, возвращать нагрузку в допустимые пределы, отключая неприоритетные группы потребителей или применяя регулирующий эффект нагрузки.The more complex the power system, the more control elements are required, which leads to the need for increased capital investment and labor costs in the design and implementation of such a technical solution. At the moment, there are no devices for integrated load control on the Russian market. To implement an integrated load management system, it is necessary to divide all consumers into groups according to importance, and manage each of them separately, based on priorities. The load management system must automatically calculate energy consumption, and if the value established for a particular consumer is exceeded, return the load to acceptable limits by turning off non-priority groups of consumers or applying a load control effect.

Помимо приоритетов нагрузки должны учитываться и такие характеристики, как допустимые частота, минимальное и максимальное время отключения нагрузок и длительность принудительного отключения.In addition to load priorities, characteristics such as permissible frequencies, minimum and maximum load shutdown times, and forced shutdown duration must also be taken into account.

Использование заявленного изобретения в изолированных энергосистемах в аварийных режимах увеличивает срок службы изолированных энергосистем, позволяет исключить излишние отключения электроприемников потребителей и минимизировать последствия аварийных возмущений в изолированных энергосистемах.The use of the claimed invention in isolated power systems in emergency modes increases the service life of isolated power systems, eliminates unnecessary shutdowns of consumer power receivers and minimizes the consequences of emergency disturbances in isolated power systems.

Функционирование устройства интеллектуального управления нагрузкой (УИУН) 28 (фиг. 1) в системе управления объектами электроэнергетики обеспечивается в комплексе с аппаратами по предотвращению возникновения аварийных ситуаций, а также с блокировкой управляющих воздействий (УВ) при срабатывании противоаварийной автоматики (ПА) 21 (фиг. 1), в частности отключения нагрузки.The functioning of the intelligent load control device (ILC) 28 (Fig. 1) in the control system of electric power facilities is provided in conjunction with devices for preventing the occurrence of emergency situations, as well as with blocking control actions (CA) when the emergency automatics (EA) 21 are triggered (Fig. 1), in particular load shedding.

Отключение нагрузки потребителей электрической энергии (ОН) применяется для предотвращения нарушения устойчивости, ограничения снижения частоты и напряжения, ликвидации перегрузки контролируемых сечений, линии электропередач (ЛЭП) и оборудования. ОН выполняется путем отключения всех электрических связей энергопринимающих установок потребителей электрической энергии с энергосистемой с запретом автоматического повторного включения и автоматического ввода резерва отключенных связей. Под действие ОН могут быть подключены энергопринимающие установки потребителей электрической энергии всех категорий надежности электроснабжения.Switching off the load of electrical energy consumers (EE) is used to prevent instability, limit the reduction in frequency and voltage, eliminate overload of controlled sections, power lines (PTL) and equipment. It is carried out by disconnecting all electrical connections of the power receiving installations of electrical energy consumers with the power system with the prohibition of automatic re-enablement and the automatic entry of a reserve of disconnected connections. Power receiving installations of electrical energy consumers of all categories of power supply reliability can be connected to the OH.

При действии ОН минимально необходимый уровень потребления электрической энергии в соответствии с уровнем аварийной или технологической брони обеспечивается путем использования потребителем электрической энергии автономных резервных источников питания с автоматическим запуском, предусмотренных категорией надежности электроснабжения этого потребителя.When the ES is in operation, the minimum required level of electrical energy consumption in accordance with the level of emergency or technological armor is ensured by the consumer of electrical energy using autonomous backup power supplies with automatic start, provided for by the power supply reliability category of this consumer.

Предусмотрены также альтернативы отключению нагрузки при перегрузке электропередачи:There are also alternatives to disconnecting the load when the power transmission is overloaded:

- Отключение (или разгрузка) генераторов в передающей системе;- Shutdown (or unloading) of generators in the transmission system;

- Экстренное увеличение генерируемой мощности в приемной системе;- Emergency increase in generated power in the receiving system;

- Временное снижение потребляемой мощности за счет регулирующего эффекта нагрузки по напряжению;- Temporary reduction in power consumption due to the regulating effect of voltage load;

- Управление возбуждением генераторов в приемной системе;- Control of excitation of generators in the receiving system;

- Деление системы (Вариант: выделение на перегруженную передачу определенного количества генераторов электростанции).- System division (Option: allocation of a certain number of power plant generators to an overloaded transmission).

УИУН 28 (фиг. 1) предназначено для регулирования подключенной к электрической сети нагрузки и в случае превышения установленной для конкретного потребителя величины, возвращения нагрузки в допустимые пределы путем отключения неприоритетных групп потребителей или применения регулирующего эффекта нагрузки.UIUN 28 (Fig. 1) is intended to regulate the load connected to the electrical network and, in case of exceeding the value established for a particular consumer, return the load to acceptable limits by disconnecting non-priority groups of consumers or applying the regulating effect of the load.

Управление УИУН 28 (фиг. 1) выполняют с использованием автоматизированного рабочего места (АРМ) 4 (фиг. 1) и коммуникационных портов для связи с автоматизированной системой более высокого уровня по протоколу связи МЭК 61850.Control of the UIUN 28 (Fig. 1) is performed using an automated workstation (AWS) 4 (Fig. 1) and communication ports for communication with a higher-level automated system using the IEC 61850 communication protocol.

В функционал УИУН 28 (фиг. 1) включены:The functionality of UIUN 28 (Fig. 1) includes:

- подсистема интеллектуального управления нагрузкой (ПИУН) 9 (фиг. 1), которая работает совместно с подсистемой оптимального управления напряжением и реактивной мощностью энергосистемы (ПОУ ИУНРМ) (фиг. 2);- intelligent load control subsystem (PIUN) 9 (Fig. 1), which works in conjunction with the subsystem for optimal control of voltage and reactive power of the power system (POU IUNRM) (Fig. 2);

- исполнительная система отключения нагрузки (ИСОН) 19 (фиг. 1), которая по рассчитанному объему отключения нагрузки 14 (фиг. 1) определяет перечень отключаемых нагрузок и в зависимости от ступени автоматики отключения нагрузки (АОН) передает сигнал телеуправления 23 (фиг. 1) на отключение нагрузок в локальные устройства отключения нагрузок;- load shedding executive system (ISON) 19 (Fig. 1), which, based on the calculated volume of load shedding 14 (Fig. 1), determines the list of loads to be switched off and, depending on the stage of automatic load shedding (AL), transmits a telecontrol signal 23 (Fig. 1 ) to disconnect loads to local load disconnect devices;

- локальное устройство управления нагрузкой (ЛУУН) 24 (фиг. 1), которое контролирует состояния и величину параметров нагрузок 22 (фиг. 1) на основе телеинформации: параметры качества электроэнергии электроустановки потребителя отдельного присоединения 25, 26, 27 (фиг. 1) и по команде от ИСОН 19 (фиг. 1) производит отключение или включение нагрузки.- local load control device (LUUN) 24 (Fig. 1), which controls the states and values of load parameters 22 (Fig. 1) based on teleinformation: power quality parameters of the electrical installation of the consumer of a separate connection 25, 26, 27 (Fig. 1) and upon command from ISON 19 (Fig. 1), it turns off or turns on the load.

Такое разделение УИУН 28 (фиг. 1) на функциональные подсистемы обеспечивает надежность управления в режиме реального времени. Выход из строя вычислительно-емких математических алгоритмов подсистемы интеллектуального управления нагрузкой (ПИУН) 9 (фиг. 1) не приводит к выходу из строя всей изолированной энергосистемы, а переводит изолированную энергосистему на работу по ранее рассчитанным уставкам АОН, обеспечивающим допустимое управление.This division of UIUN 28 (Fig. 1) into functional subsystems ensures reliable control in real time. Failure of the computationally intensive mathematical algorithms of the intelligent load control subsystem (PIUN) 9 (Fig. 1) does not lead to the failure of the entire isolated power system, but transfers the isolated power system to work according to previously calculated AON settings that provide acceptable control.

ПИУН 9 (фиг. 1) обеспечивает взаимодействие с устройствами управления верхнего программно-технического комплекса интеллектуального управления напряжением и реактивной мощностью для минимизации технологических потерь в электрической сети; ПТК ИУНРМ 3 (фиг. 1) и нижнего уровня ИСОН 19 (фиг. 1).PIUN 9 (Fig. 1) ensures interaction with control devices of the upper software and hardware complex for intelligent control of voltage and reactive power to minimize technological losses in the electrical network; PTC IUNRM 3 (Fig. 1) and the lower level ISON 19 (Fig. 1).

ПИУН 9 (фиг. 1) производит расчет запасов устойчивости и расчет уставок интеллектуального АОН.PIUN 9 (Fig. 1) calculates stability margins and calculates the settings of the intelligent Caller ID.

ПИУН 9 (фиг. 1) состоит из трех функциональных модулей:PIUN 9 (Fig. 1) consists of three functional modules:

- модуль расчета пределов по статической устойчивости 10 (фиг. 1);- module for calculating static stability limits 10 (Fig. 1);

- модуль расчета уставок интеллектуального АОН 11 (фиг. 1);- module for calculating the settings of the intelligent Caller ID 11 (Fig. 1);

- модуль мониторинга основного энергетического оборудования 12 (фиг. 1).- monitoring module for main power equipment 12 (Fig. 1).

Подсистема ПИУН 9 (фиг. 1) выполнена с возможностью обеспечения следующих функций:The PIUN 9 subsystem (Fig. 1) is designed to provide the following functions:

- Расчет запасов по статической устойчивости с учетом регулирующего эффекта нагрузки;- Calculation of static stability reserves taking into account the regulating effect of the load;

- Расчет и уточнение значений статических характеристик нагрузки (СХН);- Calculation and clarification of the values of static load characteristics (SLC);

- Передача ограничений 7 (фиг. 1) в блок динамической оптимизации ПТК ИУНРМ 3 (фиг. 1);- Transfer of restrictions 7 (Fig. 1) to the dynamic optimization block of the software and hardware complex IUNRM 3 (Fig. 1);

- Получение результатов динамической оптимизации от ПТК ИУНРМ 3 (фиг. 1);- Obtaining the results of dynamic optimization from the software and hardware complex IUNRM 3 (Fig. 1);

- Расчет уставок интеллектуального АОН;- Calculation of settings for intelligent Caller ID;

- Передача уставок интеллектуального АОН в ИСОН 19 (фиг. 1).- Transfer of intelligent caller ID settings to ISON 19 (Fig. 1).

ИСОН 19 (фиг. 1) функционально представляет из себя интеллектуальный АОН, децентрализованную адаптивную систему управления.ISON 19 (Fig. 1) is functionally an intelligent Caller ID, a decentralized adaptive control system.

Преимуществом ИСОН 19 (фиг. 1) является действие, опережающее работу всех других видов автоматики. В ИСОН 19 (фиг. 1) с учетом информации, полученной от всех ЛУУН 24 (фиг. 1) и от верхнего уровня ПИУН 9 (фиг. 1), реализуется алгоритм подбора очередей АОН под ступени отключения нагрузки и действие на включение нагрузки. ИСОН 19 (фиг. 1) формирует индивидуальные команды на отключение и включение нагрузки конкретной очереди АОН в ЛУУН 24 (фиг. 1). На выходе ИСОН 19 (фиг. 1) формируется столько команд, сколько предусматривается очередей отключения нагрузки и ее обратного включения. Данные команды должны передаваться от ИСОН 19 (фиг. 1) в ЛУУН 24 (фиг. 1) по резервированным каналам противоаварийной автоматики или по протоколу МЭК 61850.The advantage of ISON 19 (Fig. 1) is its action, which is ahead of the work of all other types of automation. In ISON 19 (Fig. 1), taking into account the information received from all LUUN 24 (Fig. 1) and from the upper level of PIUN 9 (Fig. 1), an algorithm is implemented for selecting Caller ID queues for the stages of load shedding and the action to turn on the load. ISON 19 (Fig. 1) generates individual commands to turn off and turn on the load of a specific Caller ID queue in LUUN 24 (Fig. 1). At the output of ISON 19 (Fig. 1), as many commands are generated as there are queues for turning off the load and turning it back on. These commands must be transmitted from ISON 19 (Fig. 1) to LUUN 24 (Fig. 1) via redundant emergency control channels or via the IEC 61850 protocol.

Основной задачей ИСОН 19 (фиг. 1) является смещение функций АОН в распределительную сеть, разукрупнение ступеней ОН, децентрализация управления устройств ПА 21 (фиг. 1) и организация контроля предшествующего режима на местах.The main task of ISON 19 (Fig. 1) is to shift the functions of Caller ID into the distribution network, disaggregate the OH stages, decentralize the control of PA 21 devices (Fig. 1) and organize control of the previous mode on site.

ЛУУН 24 (фиг. 1) представляет распределенную автоматику, формирующую оптимальный состав отключений и предназначено для контроля параметров электроэнергии потребителя и управления его коммутацией в цикле работы ПА 21 (фиг. 1) (АОН).LUUN 24 (Fig. 1) represents distributed automation that forms the optimal composition of outages and is intended to control the parameters of the consumer's electricity and control its switching in the operating cycle of PA 21 (Fig. 1) (AON).

Каждая очередь исполнительных устройств ЛУУН 24 (фиг. 1) автоматически настраивается на срабатывание от конкретной команды отключения или включения нагрузки от ИСОН 19 (фиг. 1).Each queue of actuators LUUN 24 (Fig. 1) is automatically configured to respond to a specific command to turn off or turn on the load from ISON 19 (Fig. 1).

Функции ЛУУН 24 (фиг. 1) в части контроля работы нагрузки, заключаются в:The functions of LUUN 24 (Fig. 1) in terms of monitoring load operation are as follows:

- контроле технологических ограничений параметров качества электрической энергии;- control of technological limitations of electrical energy quality parameters;

- контроле суммарной потребляемой нагрузкой мощности;- control of the total power consumed by the load;

- протоколировании (логирование) всех поступающих команд от ИСОН 19 (фиг. 1);- logging (logging) of all incoming commands from ISON 19 (Fig. 1);

- отображении диагностических сообщений о работе нагрузки пользователю.- displaying diagnostic messages about load operation to the user.

Локальное устройство управления нагрузкой ЛУУН 24 (фиг. 1) представляет собой измерительный преобразователь со встроенным программным обеспечением.The local load control device LUUN 24 (Fig. 1) is a measuring transducer with built-in software.

ЛУУН 24 (фиг. 1) осуществляет измерение параметров режимов электрических сетей переменного трехфазного тока с номинальной частотой 50 Гц, а также выполняют функции телеуправления, телесигнализации и технического учета электроэнергии с обеспечением обмена информацией по гальванически развязанным цифровым интерфейсам RS-485 и Ethernet.LUUN 24 (Fig. 1) measures the parameters of the modes of three-phase alternating current electrical networks with a nominal frequency of 50 Hz, and also performs the functions of telecontrol, telesignaling and technical electricity metering, ensuring the exchange of information via galvanically isolated digital interfaces RS-485 and Ethernet.

ЛУУН 24 (фиг. 1) предназначены для применения в составе УИУН 28 (фиг. 1) и позволяют создавать распределенные системы телемеханики и ПА 21 (фиг. 1), системы технического учета электроэнергии, системы мониторинга качества электрической энергии и основного энергетического оборудования.LUUN 24 (Fig. 1) are intended for use as part of UIUN 28 (Fig. 1) and allow the creation of distributed telemechanics systems and PA 21 (Fig. 1), technical electricity metering systems, monitoring systems for the quality of electrical energy and main energy equipment.

ЛУУН 24 (фиг. 1) поддерживают передачу информации как напрямую в ПИУН 9 (фиг. 1), так и в составе системы интеллектуального АОН, телемеханики через сервера телемеханики или оперативного информационного комплекса энергосистемы (ОИК) 1 (фиг. 1).LUUN 24 (Fig. 1) support the transfer of information both directly to PIUN 9 (Fig. 1), and as part of an intelligent caller ID system, telemechanics through a telemechanics server or operational information complex of the power system (OIC) 1 (Fig. 1).

ЛУУН 24 (фиг. 1) обеспечивает измерение и передачу по интерфейсам связи RMS параметров режима электрической сети:LUUN 24 (Fig. 1) provides measurement and transmission of electrical network mode parameters via RMS communication interfaces:

- среднеквадратические значения переменного тока и напряжения, активной, реактивной и полной мощностей, энергии активной и реактивной в прямом и обратном направлениях;- root mean square values of alternating current and voltage, active, reactive and apparent powers, active and reactive energy in forward and reverse directions;

- параметров режима электрической сети на основе токов и напряжений основной частоты:- parameters of the electrical network mode based on currents and voltages of the fundamental frequency:

• действующие значения переменного тока, напряжение, активной, реактивной и полной мощностей;• effective values of alternating current, voltage, active, reactive and apparent powers;

• частоты сети;• network frequencies;

• коэффициентов мощности cos ϕ (tg ϕ; ϕ) (пофазно и среднего);• power factors cos ϕ (tg ϕ; ϕ) (phase-by-phase and average);

• отдельных параметров качества электроэнергии - напряжение нулевой последовательности (U0), напряжение прямой последовательности (U1), напряжение обратной последовательности (U2), коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности (K2U), коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения (KU), ток нулевой последовательности (I0), ток прямой последовательности (I1), ток обратной последовательности (12), коэффициент несимметрии токов (K2I), коэффициент искажения синусоидальности кривой тока (KI), коэффициент гармонических искажений (THD).• individual parameters of power quality - zero-sequence voltage (U0), positive-sequence voltage (U1), negative-sequence voltage (U2), negative-sequence voltage asymmetry coefficient (K2U), sinusoidal distortion coefficient of the voltage curve (KU), zero-sequence current ( I0), positive sequence current (I1), negative sequence current (12), current unbalance factor (K2I), current sinusoidal distortion factor (KI), harmonic distortion factor (THD).

ЛУУН 24 (фиг. 1) обеспечивает выдачу управляющих воздействий (телеуправление) через встроенные дискретные выходы по командам, поступающим по цифровым интерфейсам от ИСОН 19 (фиг. 1). При изменении состояний любого дискретного сигнала события регистрируются, присваивается метка времени и зафиксированное состояние готово для передачи. Точность присвоения метки времени - не хуже 1 мс.LUUN 24 (Fig. 1) provides control actions (telecontrol) through built-in discrete outputs based on commands received via digital interfaces from ISON 19 (Fig. 1). When the states of any discrete signal change, the events are logged, a timestamp is assigned, and the captured state is ready for transmission. The accuracy of assigning a time stamp is no worse than 1 ms.

ЛУУН 24 (фиг. 1) оснащен часами реального времени. Наличие часов позволяет присваивать метки единого астрономического времени записям в журнале событий и передавать параметры посредством стандартных протоколов с метками времени. Синхронизация часов осуществляется по протоколу SNTP.LUUN 24 (Fig. 1) is equipped with a real time clock. The presence of a clock allows you to assign uniform astronomical time stamps to entries in the event log and transfer parameters using standard protocols with time stamps. Clock synchronization is carried out using the SNTP protocol.

ЛУУН 24 (фиг. 1) производит измерения действующих значений токов и напряжений, а также вычисления полной, активной и реактивной мощности по отдельным фазам с учетом высших гармоник. Для измерения параметров режима электрической сети (действующие значения переменного тока и напряжения, активной, реактивной и полной мощностей, энергии активной и реактивной в прямом и обратном направлениях) используются следующие известные выражения.LUUN 24 (Fig. 1) measures the effective values of currents and voltages, as well as calculates the total, active and reactive power for individual phases, taking into account higher harmonics. To measure the parameters of the electrical network mode (effective values of alternating current and voltage, active, reactive and apparent power, active and reactive energy in the forward and reverse directions), the following well-known expressions are used.

Для реализации требуемой точности и режимов работы устройства необходимы следующие характеристики цепей приема аналоговых сигналов:To achieve the required accuracy and operating modes of the device, the following characteristics of analog signal reception circuits are required:

- Измерения осуществляются от измерительных трансформаторов тока и напряжения напрямую без использования промежуточных преобразователей с: Iном=1 А; 5 А Uном=57,7 В; 100 В, 220, 380, 690 В;- Measurements are carried out from current and voltage measuring transformers directly without the use of intermediate converters with: In = 1 A; 5 A Unom=57.7 V; 100 V, 220, 380, 690 V;

- Длительная перегрузочная способность входов напряжения, не менее, 1,5 Uном (1,8 для входа «разомкнутый треугольник»);- Long-term overload capacity of voltage inputs, no less than 1.5 Un (1.8 for the “open delta” input);

- Длительная перегрузочная способность токовых входов, не менее, длительно 2 Iном, кратковременно (1 с) 40 Iном;- Long-term overload capacity of current inputs, not less, long-term 2 In, short-term (1 s) 40 In;

- Динамический диапазон каналов тока, не менее, Iном 0,1-10 (при 50 А на входе 500 мВ на аналого-цифровом преобразователе (АЦП));- Dynamic range of current channels, no less than Inom 0.1-10 (at 50 A at the 500 mV input on the analog-to-digital converter (ADC));

- Динамический диапазон канала тока 3I0, не менее, Iном 0,1-10 (при 50 А на входе 3,2 В на МК);- Dynamic range of the current channel 3I0, no less, Inom 0.1-10 (at 50 A at the input 3.2 V to the MK);

- Потребление на фазу по цепям переменного тока при Iном и переменного напряжения при Uном: не более 0,5 ВА;- Consumption per phase in alternating current circuits at Inom and alternating voltage at Unom: no more than 0.5 VA;

- Длительность цикла измерения и опроса, не более 0,1 с;- Duration of the measurement and survey cycle, no more than 0.1 s;

- Должна производиться проверка достоверности входных аналоговых сигналов;- The plausibility of the input analog signals must be checked;

- Предел основной приведенной погрешности должен быть не больше: ±0,2% или ±0,5%.- The limit of the main reduced error should be no more than: ±0.2% or ±0.5%.

Применяется дифференциальный режим работы аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) микроконтроллера, при этом согласующий усилитель имеет 2 выхода - прямой и инверсный с одинаковым положительным смещением сигнала. Таким образом вдвое повышается разрядность АЦП и удаляется постоянная составляющая.The differential mode of operation of the analog-to-digital converter (ADC) of the microcontroller is used, while the matching amplifier has 2 outputs - direct and inverse with the same positive signal offset. This doubles the ADC bit capacity and removes the DC component.

Для защиты от перенапряжений устанавливается варистор с напряжением срабатывания 470 В. Сопротивление резисторов делителя напряжения выбрано с учетом требования по обеспечению динамического диапазона входа. С целью снижения основной приведенной погрешности применяются резисторы, имеющие температурный коэффициент сопротивления не более 50ррm/°С. Как и в токовых цепях используется дифференциальный режим работы АЦП микроконтроллераTo protect against overvoltages, a varistor with an operating voltage of 470 V is installed. The resistance of the voltage divider resistors is selected taking into account the requirement to ensure the dynamic range of the input. In order to reduce the main reduced error, resistors are used that have a temperature coefficient of resistance of no more than 50ppm/°C. As in current circuits, the differential operating mode of the microcontroller ADC is used

Для реализации требуемых режимов работы ЛУУН 24 (фиг. 1) содержит цифровые входы.To implement the required operating modes, LUUN 24 (Fig. 1) contains digital inputs.

Цепи цифровой связи ЛУУН 24 (фиг. 1) оснащены интерфейсами, которые позволяют осуществлять интеграцию устройств в системы управления подстанциями, применять удобные способы установки параметров, а также осуществлять управление через локальный компьютер. Для реализации требуемых режимов работы устройства необходимы следующие характеристики и протоколы работы цепей цифровой связи:The digital communication circuits of LUUN 24 (Fig. 1) are equipped with interfaces that allow the integration of devices into substation control systems, the use of convenient methods for setting parameters, and also control via a local computer. To implement the required operating modes of the device, the following characteristics and operating protocols of digital communication circuits are required:

- Количество интерфейсов Ethernet - 2 шт.;- Number of Ethernet interfaces - 2 pcs.;

- Количество интерфейсов RS-485 - 1 шт.; Протоколы цифровой связи: Modbus RTU, Modbus TCP, ГОСТ Р МЭК 870-5- 101, ГОСТ Р МЭК 870-5-103, ГОСТ Р МЭК 870-5-104; МЭК 61850-8.1, SNTP.- Number of RS-485 interfaces - 1 pc.; Digital communication protocols: Modbus RTU, Modbus TCP, GOST R IEC 870-5-101, GOST R IEC 870-5-103, GOST R IEC 870-5-104; IEC 61850-8.1, SNTP.

Заявленное устройство использует встроенную в микроконтроллер и внешнюю периферию и память, подключаемую посредством последовательных (UART, SPI, I2C) и параллельных шин (FMC).The claimed device uses built-in microcontroller and external peripherals and memory connected via serial (UART, SPI, I2C) and parallel buses (FMC).

ПИУН 9 (фиг. 1) предназначена для поддержания оптимального по критерию устойчивости нормального режима энергосистемы в реальном режиме времени на основе данных телеизмерений и циклического решения оптимизационных задач, а также расчета уставок АОН 11 (фиг. 1).PIUN 9 (Fig. 1) is designed to maintain the optimal normal mode of the power system according to the stability criterion in real time based on telemetering data and cyclic solution of optimization problems, as well as calculating the settings of Caller ID 11 (Fig. 1).

Подсистема интеллектуального управления нагрузкой использует следующие компоненты ПТК ИУНРМ 3 (фиг. 1):The intelligent load control subsystem uses the following components of the software and hardware complex IUNRM 3 (Fig. 1):

1. Интеграционная платформа, обеспечивающая:1. Integration platform providing:

- Получение телеинформации 22 (фиг. 1) (ТИ, ТС) о текущем состоянии энергосистемы по стандартному протоколу IEC 60870-5-104;- Receiving teleinformation 22 (Fig. 1) (TI, TS) about the current state of the power system according to the standard protocol IEC 60870-5-104;

- Выполнение алгоритмов оптимального управления;- Execution of optimal control algorithms;

- Передачу управляющих воздействий в централизованную координирующую систему режимной автоматики, обеспечивающих оптимальное управление в соответствии с заданной целевой функцией.- Transfer of control actions to a centralized coordinating system of automatic control systems, ensuring optimal control in accordance with a given target function.

2. Архивную базу данных для хранения: архивов информации о состоянии энергосистемы, рабочих данных подсистемы оптимального управления напряжением и реактивной мощностью.2. Archive database for storing: archives of information about the state of the power system, operating data of the subsystem for optimal control of voltage and reactive power.

3. Подсистему сообщений, обеспечивающую выдачу сообщений пользователю и протоколирование диагностической информации о работе системы.3. Message subsystem, which provides messages to the user and logging of diagnostic information about the operation of the system.

Функциональные модули ПИУН 9 (фиг. 1), работающие в цикле управления осуществляют:Functional modules PIUN 9 (Fig. 1), operating in the control cycle, carry out:

- Расчет пределов по статической устойчивости текущего и прогнозного режимов.- Calculation of limits on static stability of current and forecast modes.

- Расчет уставок интеллектуального АОН 11 (фиг. 1).- Calculation of settings for intelligent Caller ID 11 (Fig. 1).

Расчетный модуль для моделирования электрических режимов (РММЭР), оценивания состояния и оптимизации решает следующие задачи:The calculation module for modeling electrical modes (RMMER), state assessment and optimization solves the following problems:

- Расчет установившегося режима;- Calculation of steady state;

- Оптимизация потерь;- Optimization of losses;

- Ввод в допустимую область по напряжениям;- Entering the permissible voltage range;

- Оценивание состояния;- Condition assessment;

- Расчет потерь;- Calculation of losses;

- Анализ устойчивости;- Stability analysis;

- Расчет предельных режимов методом утяжеления (статическая устойчивость, предельно допустимые режимы по токам, напряжениям, перетокам);- Calculation of limiting modes using the weighting method (static stability, maximum permissible modes for currents, voltages, flows);

- Анализ динамической устойчивости;- Dynamic stability analysis;

- Подготовка и работа с мнемосхемами (структурные схемы, схемы электрических соединений).- Preparation and work with mnemonic diagrams (structural diagrams, electrical connection diagrams).

В рамках ПИУН 9 (фиг. 1) энергосистемы РММЭР выполняет базовые вычислительные функции.Within the framework of PIUN 9 (Fig. 1) of the power system, RMMER performs basic computing functions.

Взаимодействие с вычислительными модулями РММЭР осуществляется с помощью СОМ-сервера.Interaction with RMMER computing modules is carried out using a COM server.

На фиг. 2 показан блок схема работы подсистемы оптимального управления напряжением и реактивной:In fig. Figure 2 shows a block diagram of the operation of the optimal voltage control and reactive subsystem:

1. Осуществляют сбор информации о текущем состоянии энергосистемы 201 (фиг. 1), для чего используют систему сбора и передачи информации (ССПИ), которая собирает информацию о состоянии энергосистемы от существующего оперативного информационного комплекса энергосистемы (ОИК) посредством инициирования процесса подготовки измерений пригодных для моделирования режимов и оптимизации, таких как:1. Information about the current state of the power system 201 (Fig. 1) is collected, for which they use an information collection and transmission system (ICTS), which collects information about the state of the power system from the existing operational information complex of the power system (OIC) by initiating the process of preparing measurements suitable for modeling modes and optimization, such as:

- получение архивных срезов телеинформации и состояния сети, с помощью которых выполняют процесс обучения и начальный запуск прогнозирования;- obtaining archived sections of television information and network status, with the help of which the learning process and the initial launch of forecasting are carried out;

- получение текущих срезов телеинформации и состояния сети- obtaining current sections of television information and network status

- логический контроль целостности получаемых данных;- logical control of the integrity of the received data;

- формирование среза в модели «узлы/ветви» 202 (фиг. 2) с помощью топологического процессора при этом выполняют привязку телеметрии к однолинейной схеме электрической сети.- formation of a slice in the “nodes/branches” model 202 (Fig. 2) using a topological processor, while linking telemetry to a single-line diagram of the electrical network.

2. В ССПИ формируют срез телеинформации 22 (фиг. 1), представляющий собой набор измерений и телесигналов о состоянии сети взятый за определенное время. Одновременность времени определяется метками времени присутствующими в каждом аналоговом измерении или измерении состояния коммутационного аппарата. Метка времени, как правило, передается от конечного цифрового измерительного устройства (цифрового преобразователя). В случае отсутствия фиксации метки времени на конечном измерительном устройстве метка времени назначается на устройстве сбора (ССПИ) или на локальном устройстве управления. В качестве системы сбора используют ССПИ, которая служит для:2. In the SSPI, a teleinformation slice 22 is formed (Fig. 1), which is a set of measurements and telesignals about the state of the network taken over a certain time. Time simultaneity is determined by the time stamps present in each analog measurement or switching device state measurement. The timestamp is typically transmitted from the final digital measuring device (digital converter). If the time stamp is not fixed on the final measuring device, the time stamp is assigned on the collection device (SSPI) or on the local control device. SSPI is used as a collection system, which serves for:

- Сбора текущей телеинформации по протоколу МЭК 60870-5-104;- Collection of current teleinformation according to the IEC 60870-5-104 protocol;

- Формированию и сохранению в базе данных срезов телеинформации с заданной периодичностью;- Formation and storage of sections of television information in the database at a specified frequency;

- Выдаче наборов управляющих воздействий; Ведению архивов принимаемой и выдаваемой информации.- Issuing sets of control actions; Maintaining archives of received and issued information.

Состав срезов телеинформации 22 (фиг. 1):Composition of TV information sections 22 (Fig. 1):

- Телеизмерения активной и реактивной (Р, Q) мощности по линиям электропередачи, в том числе, линиям, отходящим к потребителю (питающим нагрузку);- Telemetry of active and reactive (P, Q) power along power lines, including lines going to the consumer (supplying the load);

- Измерения напряжения на шинах станций и подстанций;- Voltage measurements on station and substation buses;

- Состояния коммутационных аппаратов; Режим работы локальных устройств регулирования:- Conditions of switching devices; Operating mode of local control devices:

- Ручное регулирование по номеру ступени;- Manual regulation by stage number;

- Ручное регулирование по величине поперечной проводимости;- Manual regulation of the transverse conductivity value;

- Автоматическое регулирование по напряжению;- Automatic voltage regulation;

- Планируемое время нахождения устройства регулирования в данном режиме работы;- Planned time for the control device to remain in this operating mode;

- Положения устройств управляющих аппаратов устройств регулирования (номер текущей отпайки РПН, номер текущей ступени регулирования компенсирующих устройств при ступенчатом регулировании);- Positions of the control devices of the control devices (number of the current tap tap, number of the current control stage of the compensating devices during step regulation);

- Величина уставки поперечной проводимости компенсирующих устройств (при непрерывном регулировании);- The setting value of the transverse conductivity of the compensating devices (with continuous regulation);

- Величина уставки по напряжению локальных устройств регулирования.- The value of the voltage setting of local control devices.

В состав срезов телеинформации 22 (фиг. 1) также включаются дополнительную информацию, вносимую диспетчером через координирующую систему режимной автоматики, так, как режим работы устройств локальной автоматики.The teleinformation slices 22 (Fig. 1) also include additional information entered by the dispatcher through the coordinating system of operational automation, such as the operating mode of local automation devices.

Формирование среза данных и контроль полноты данных осуществляют, используя подсистему оптимального управления напряжением и реактивной мощностью, входящей в программное обеспечение ПТК ИУНРМ 3 (фиг. 1)).Formation of a data slice and control of data completeness is carried out using the subsystem for optimal control of voltage and reactive power included in the software PTK IUNRM 3 (Fig. 1)).

Получение среза телеизмерений и состояния коммутационных аппаратов осуществляется через SQL-запрос к архивной базе данных координирующей системы режимной автоматики. Архивные срезы данных формируются на стороне координирующей системы режимной автоматики.Obtaining a snapshot of telemetry measurements and the state of switching devices is carried out through an SQL query to the archive database of the coordinating system of regime automation. Archived data slices are formed on the side of the coordinating system of regime automation.

Состав срезов исходных данных аналогичен составу данных, получаемых оперативно, за исключением того, что данные дополнены меткой времени среза. Метка времени среза, назначается единой для всех параметров среза и может отличаться от меток времени, полученных с устройств.The composition of the source data slices is similar to the composition of the data received online, except that the data is supplemented with a slice timestamp. The slice timestamp is assigned uniformly for all slice parameters and may differ from the timestamps received from devices.

Так, например, если формируется срез за время t, но некоторые данные не изменялись (например, состояния коммутационных аппаратов) в течение времени θ, то метка времени, полученная с конечного устройства для этих данных будет t-θ. В срез для этих данных должна быть записана метка времени среза t. При этом метка времени устройства также должна присутствовать в срезе в виде отдельного поля.So, for example, if a slice is formed over time t, but some data has not changed (for example, the states of switching devices) during time θ, then the timestamp received from the end device for this data will be t-θ. The slice timestamp t must be recorded in the slice for this data. In this case, the device timestamp must also be present in the slice as a separate field.

Далее осуществляется логический контроль входных данных. Полученный срез данных проверяется на соблюдение следующих условий:Next, logical control of the input data is carried out. The resulting data slice is checked for compliance with the following conditions:

- если по присоединению измеряется, как переток мощности, так и состояние коммутационного аппарата, то проверяется их соответствие;- if both the power flow and the state of the switching device are measured at the connection, then their compliance is checked;

- если есть измерения перетоков мощности по всем присоединениям отходящих от шин, то сумма всех перетоков не должна превышать допустимого небаланса, заданного уставкой;- if there are measurements of power flows across all connections extending from the buses, then the sum of all flows should not exceed the permissible imbalance specified by the setting;

- при последовательном формировании срезов контролируется изменчивость данных. При этом между двумя последовательными срезами в пределах одного объекта должно быть хотя бы одно изменение в измерениях или состояниях;- with sequential formation of slices, data variability is controlled. In this case, between two consecutive slices within one object there must be at least one change in dimensions or states;

- наличие признаков недостоверности в исходных данных.- presence of signs of unreliability in the source data.

Для того чтобы актуализировать исходные данные для оценивания состояния 203 (фиг. 2) сопоставляют телеинформацию 22 (фиг. 1): телеизмерение (ТИ)/телесигнал (ТС), с расчетной моделью РММЭР. Такое сопоставление обеспечивается за счет «привязки» ТИ/ТС к расчетной модели.In order to update the initial data for assessing state 203 (Fig. 2), teleinformation 22 (Fig. 1): telemetering (TI)/telesignal (TS) is compared with the calculated model RMMER. This comparison is ensured by “linking” TI/TS to the calculation model.

Привязка осуществляется с графической схемы, представленной в РММЭР, и хранится соответственно в графической схеме. Такой подход позволяет не увеличивать размер расчетной модели до коммутационных схем.The binding is carried out from the graphical diagram presented in RMMER, and is stored accordingly in the graphical diagram. This approach makes it possible not to increase the size of the calculation model to switching circuits.

Таким образом, в результате «привязки» связываются элемент графической схемы с одним ТС и несколькими (по числу типов) ТИ.Thus, as a result of “binding”, an element of a graphical diagram is associated with one vehicle and several (according to the number of types) TI.

Например, ТС состояния выключателя, переток Р через выключатель, переток Q через выключатель. Привязка осуществляется по уникальному идентификатору ТС/ТИ. Преобразование измерений и телесигналов до уровня модели осуществляется топологическим процессором.For example, TC state of the switch, flow P through the switch, flow Q through the switch. Linking is carried out using a unique vehicle/TI identifier. The transformation of measurements and telesignals to the model level is carried out by a topological processor.

Под моделью энергосистемы узлы/ветви понимают схему замещения электроэнергетической системы или сети, которая эквивалентна данной электрической схеме и адекватно отражает процессы, происходящие в ней. В схеме замещения реальные элементы сети (физические устройства) заменяются идеализированными элементами (активными сопротивлениями, емкостями, индуктивностями, идеальными трансформаторами, задающими токами и мощностями). Схему замещения представляют в виде графа, состоящего из узлов и соединяющих их ветвей.By a power system model, nodes/branches mean an equivalent circuit of an electrical power system or network that is equivalent to a given electrical circuit and adequately reflects the processes occurring in it. In an equivalent circuit, real network elements (physical devices) are replaced by idealized elements (active resistances, capacitances, inductances, ideal transformers, master currents and powers). The equivalent circuit is represented as a graph consisting of nodes and branches connecting them.

Под узлом понимается набор соединенных элементов одного класса напряжения, имеющих сопротивление равное нулю, либо близкое к нулю, которым для данного вида расчета можно пренебречь. Примером узла могут служить: шины подстанции, место присоединения отпайки на лини электропередачи.A node is understood as a set of connected elements of the same voltage class, having a resistance equal to zero or close to zero, which can be neglected for this type of calculation. An example of a node can be: substation buses, the location where the tap is connected to the power line.

Ветвью называют участок электрической цепи, соединяющий два узла и, как правило, имеющий ненулевое сопротивление. К каждому узлу может подходить от 1 до нескольких ветвей. Примеры ветвей: трансформаторы, воздушные и кабельные линии, продольные реакторы.A branch is a section of an electrical circuit that connects two nodes and, as a rule, has a non-zero resistance. Each node can have from 1 to several branches. Examples of branches: transformers, overhead and cable lines, longitudinal reactors.

Идентифицируются ветви тремя числами: «№ узла начала ветви», «№ узла конца ветви», «№цепи». Если два узла соединяют несколько параллельных ветвей, то номер цепи задается разным для каждой цепи. Для одноцепных линий номер цепи задается равным нулю. Линии электропередачи (ЛЭП) на схеме замещения представлены ветвью с продольным сопротивлением и поперечной проводимостью.Branches are identified by three numbers: “node number of the beginning of the branch”, “node number of the end of the branch”, “node of the chain”. If two nodes connect several parallel branches, then the chain number is set differently for each chain. For single-circuit lines, the circuit number is set to zero. Power transmission lines (PTL) in the equivalent circuit are represented by a branch with longitudinal resistance and transverse conductivity.

Набор исходных данных модели узлы/ветви достаточно ограничен. В реальности же в системе присутствует оборудование со своими паспортными данными. Для автоматического формирования упрощенной модели из полной модели используется задача автоматического формирования расчетной модели (топологический процессор).The set of input data for the node/branch model is quite limited. In reality, the system contains equipment with its own passport data. To automatically generate a simplified model from the full model, the task of automatic generation of a computational model (topological processor) is used.

Причем, следует отметить, что упрощение модели выполняется только с точки зрения представления информации. Точность вычислений при этом нисколько не ухудшается. Кроме того, упрощенная модель узлы/ветви не содержит ветвей с сопротивлением близким к нулю. Тем самым улучшается сходимость процесса расчета установившегося режима. Модель узлы/ветви подготавливается топологическим процессором, а именно:Moreover, it should be noted that simplification of the model is carried out only from the point of view of information presentation. The accuracy of the calculations does not deteriorate at all. In addition, the simplified node/branch model does not contain branches with resistance close to zero. This improves the convergence of the steady state calculation process. The node/branch model is prepared by the topology processor, namely:

- Узлы, связанные ветвью нулевого сопротивления, эквивалентируются;- Nodes connected by a branch of zero resistance are equivalent;

- На основе данных по оборудованию вычисляются суммарные параметры узлов (нагрузка, генерация, шунт).- Based on equipment data, the total parameters of nodes (load, generation, shunt) are calculated.

3. Программным обеспечением ПТК ИУНРМ 3 (фиг. 1) (программный блок или, по-другому, модуль оценивания состояния 203 (фиг. 2) - компонент подсистемы оптимального управления, производят оценку состояния, которая заключается в получении такого установившегося режима, который был бы наиболее близок к имеющимся измерениям. Результатом работы задачи оценивания состояния является:3. Software PTK IUNRM 3 (Fig. 1) (software block or, in other words, state assessment module 203 (Fig. 2) - a component of the optimal control subsystem, produces a state assessment, which consists in obtaining such a steady state, which was would be closest to the available measurements.The result of the state estimation task is:

- Расчет всех параметров текущего режима (активных и реактивных мощностей нагрузки и генерации, модулей и фаз узловых напряжений, перетоков активных и реактивных мощностей) и отбраковка ошибочной телеинформации по данным телеизмерений (ТИ) и телесигналов (ТС) о положении коммутационной аппаратуры;- Calculation of all parameters of the current mode (active and reactive load and generation powers, modules and phases of nodal voltages, flows of active and reactive powers) and rejection of erroneous teleinformation based on telemetering data (TI) and telesignals (TS) about the position of switching equipment;

- Расчет ретроспективных режимов на основе архива телеметрии в ССПИ;- Calculation of retrospective modes based on the telemetry archive in the SSPI;

- Достоверизация всех параметров, используемых в расчете режимов;- Reliability of all parameters used in the calculation of modes;

- Подготовка исходной модели для других задач комплекса (установившийся режим, оптимизация и др.).- Preparation of the initial model for other tasks of the complex (steady state, optimization, etc.).

Решение задачи оценивания состояния 203 (фиг. 2) проводится двумя методами: статическим и динамическим.The solution to the state estimation problem 203 (Fig. 2) is carried out by two methods: static and dynamic.

Задача статического оценивания состояния решается независимо для каждого момента времени и позволяет получить сбалансированный установившийся режим для каждого среза измерений.The problem of static state estimation is solved independently for each time instant and allows us to obtain a balanced steady state for each measurement slice.

Задача динамического оценивания состояния обновляет свое состояния при переходе от одного среза к другому, тем самым учитывая изменение режима работы ЭЭС во времени. Эти два метода оценивания состояния дополняют друг друга взаимно, верифицируя результаты оценивания.The task of dynamic state estimation updates its state when moving from one slice to another, thereby taking into account the change in the operating mode of the EPS over time. These two state assessment methods complement each other, verifying the assessment results.

Программным обеспечением ПТК ИУНРМ 3 (фиг. 1) производится прогнозирование режимов на основе искусственной нейронной сети (ИНС). Результаты динамического оценивания состояния принимаются, как итоговый результат оценивания состояния только в том случае, если точность оценок, получаемая динамическим оцениванием состояния, превышает точность оценок полученных методом статического оценивания состояния. Точность оценок определяется по величине суммарного относительного отклонения. Если результаты динамического оценивания состояния лучше результатов статического, то методами динамического оценивания состояния проводится краткосрочное прогнозирование режима глубиной до 1 мин.The PTK IUNRM 3 software (Fig. 1) predicts modes based on an artificial neural network (ANN). The results of dynamic state assessment are accepted as the final result of state assessment only if the accuracy of the estimates obtained by dynamic state assessment exceeds the accuracy of estimates obtained by the method of static state assessment. The accuracy of the estimates is determined by the value of the total relative deviation. If the results of dynamic state assessment are better than the static results, then short-term mode forecasting with a depth of up to 1 minute is carried out using dynamic state assessment methods.

Результаты краткосрочного прогнозирования режимов используются для оценивания состояния на следующих шагах по времени. Это позволяет выполнять оценивания состояния в случае пропадания или задержки в получении части измерений. Прогнозные измерения используются со значительно большей дисперсией, чем измеренные. Величина изменения дисперсии спрогнозированных измерений настраивается при пусконаладке системы Для решения задачи статического оценивания состояния используется метод взвешенных наименьших квадратов. На сегодняшний день такой подход является классической постановкой задачи оценивания состояния. В классической постановке наиболее распространенным методом решения задачи оценивания состояния является метод взвешенных наименьших квадратов, основанный на минимизации следующей целевой функции:The results of short-term forecasting of modes are used to estimate the state at the next time steps. This makes it possible to perform state assessments in the event of a loss or delay in obtaining part of the measurements. Predictive measurements are used with significantly greater variance than measured ones. The amount of change in the variance of the predicted measurements is adjusted during system commissioning. To solve the problem of static state estimation, the weighted least squares method is used. Today, this approach is the classical formulation of the state estimation problem. In the classical formulation, the most common method for solving the state estimation problem is the weighted least squares method, based on minimizing the following objective function:

- измеренные параметры режима, - measured mode parameters,

v (х) - вычисленные параметры режима по значениям вектора состояния системы х.v (x) - calculated mode parameters based on the values of the system state vector x.

Матрица Rv - ковариационная матрица, при отсутствии корреляционной зависимости между различными измерениями представляющая собой диагональную матрицу дисперсий измеренийMatrix R v - covariance matrix, in the absence of correlation between different measurements, representing a diagonal matrix of measurement variances

- количество измерений.- number of measurements.

Результатом оценивания состояния 203 (фиг. 2) является вектор состояния, содержащий оцененные значения напряжений и углов напряжений для каждого узла,The result of state estimation 203 (Fig. 2) is a state vector containing the estimated values of stresses and stress angles for each node,

- общее количество узлов электрической сети.- the total number of nodes in the electrical network.

Следует отметить, что ввиду явной недостаточности измерений, используются и так называемые псевдоизмерения, то есть экспертные значения нагрузки и генерации полученные, например, на основе контрольных замеров или других данных.It should be noted that due to the obvious insufficiency of measurements, so-called pseudo-measurements are also used, that is, expert values of load and generation obtained, for example, based on control measurements or other data.

Для определения минимума целевой функции решается система нелинейных уравнений, полученных приравниванием нулю градиента целевой функции:To determine the minimum of the objective function, a system of nonlinear equations is solved, obtained by equating the gradient of the objective function to zero:

Решение данной системы уравнений выполняется путем линеаризации нелинейных уравнений в каждой точке и применением метода Ньютона-Рафсона с выбором оптимального шага на каждой итерации.The solution to this system of equations is performed by linearizing the nonlinear equations at each point and using the Newton-Raphson method with choosing the optimal step at each iteration.

Для оценки схемы, нужно указать базисный узел - узел, являющийся опорным по напряжению и с нулевой фазой напряжения. Так как напряжение в базисном узле фиксированное, важно задавать в качестве базисного узел с достоверным измерением напряжения.To evaluate the circuit, you need to specify a basic node - a node that is the reference voltage and has a zero voltage phase. Since the voltage in the reference node is fixed, it is important to set the reference node to a reliable voltage measurement.

В блоке статического оценивания состояния оценивания состояния имеется функция предварительной отбраковки ошибочных измерений: отбраковывает только напряжения в узлах и перетоки в ветвях, а нагрузки и генерации алгоритмом отбраковки не затрагиваются.In the static state estimation block, there is a function for preliminary rejection of erroneous measurements: it rejects only voltages in nodes and flows in branches, and loads and generation are not affected by the rejection algorithm.

Блок оценивания состояния (отдельный программный модуль в составе ПТК ИУНРМ 3 (фиг. 1) автоматически составляет группы ТИ, в которых с большей или меньшей точностью возможна проверка правильности баланса ТИ на основе законов Кирхгофа или взаимоувязка ТИ на основе законов контурных напряжений. Например, возможна проверка совпадения алгебраической суммы измерений перетоков мощности во всех подходящих к узлу ветвях и измеренной нагрузки узла; проверка совпадения замеров перетоков мощности в начале и в конце ветви с приближенным учетом потерь и емкостной генерации ветви; проверка совпадения замеров перетоков в параллельных ветвях и т.п. Такой подход известен как метод контрольных уравнений.The state assessment block (a separate software module as part of the software package IUNRM 3 (Fig. 1) automatically compiles groups of TIs in which, with greater or less accuracy, it is possible to check the correct balance of TIs based on Kirchhoff's laws or interconnection of TIs based on the laws of loop stresses. For example, it is possible checking the coincidence of the algebraic sum of measurements of power flows in all branches approaching a node and the measured load of the node; checking the coincidence of measurements of power flows at the beginning and end of a branch with an approximate account of losses and capacitive generation of the branch; checking the coincidence of measurements of flows in parallel branches, etc. This approach is known as the control equation method.

Далее, в зависимости от заданной точности ТИ, от величины не баланса и от заданного порога допустимости небаланса, все ТИ, входящие в данную балансную группу, могут быть признаны достоверными или сомнительными (а также могут быть введены промежуточные градации между достоверностью и сомнительностью).Further, depending on the specified accuracy of the TI, the magnitude of the unbalance and the specified threshold of tolerance of the unbalance, all TI included in a given balance group can be recognized as reliable or doubtful (and intermediate gradations between reliability and doubtfulness can also be introduced).

Каждое такое измерение задается тремя параметрами: признаком измерения, измеренной величиной и точностью. Признаки измерений задаются на этапе пуско-наладки системы. В дальнейшем они могут корректироваться в ходе ее эксплуатации. Признаки измерений имеют следующие условные обозначения: N - забраковано длительно. Этот признак может быть выбран для забраковки телеизмерения. S - статистические данные. Для нагрузочных и генераторных узлов, для которых в базовом режиме задано значение нагрузки или генерации, в случае отсутствия телеизмерения, подставляется значение из базового режима. Если имеются данные о графиках нагрузок, то будут подставляться статистические данные с учетом графиков нагрузок. # - забраковано. Этот признак выставляется автоматически, в случае если алгоритм отбраковки плохих измерений забраковал данное измерение. Таким образом, в этот узел будет «списываться» небаланс по окружающей части сети.Each such measurement is specified by three parameters: measurement sign, measured value and accuracy. Signs of measurements are set at the stage of commissioning of the system. In the future, they can be adjusted during its operation. Measurement signs have the following symbols: N - rejected for a long time. This sign can be selected to reject telemetry. S - statistical data. For load and generator nodes for which the load or generation value is set in the basic mode, in the absence of telemetry, the value from the basic mode is substituted. If there is data on load graphs, then statistical data will be substituted taking into account the load graphs. # - rejected. This flag is set automatically if the algorithm for rejecting bad measurements rejects this measurement. Thus, the imbalance in the surrounding part of the network will be “written off” to this node.

В качестве точности измерения задается дисперсия измерения. Следует учитывать, что точность измерения, полученного от устройств ТМ, определяется суммарной погрешностью всего измерительного тракта. Для большей очевидности в качестве точности может быть заданы среднеквадратичные отклонения. Это отразится только на величине целевой функции. При этом важно, чтобы по всем измерениям использовался один подход к заданию точности измерений (или дисперсия или среднеквадратичное отклонение). Минимально допустимое значение точности - 0,1. Для большинства нагрузок рекомендуемое значение точности 20-30% от исходной величины нагрузки, для нагрузок со значительной вариабельностью (например, тяговая ЖД) - 40-80%.The measurement dispersion is specified as the measurement accuracy. It should be taken into account that the accuracy of measurements obtained from TM devices is determined by the total error of the entire measuring path. For greater clarity, standard deviations can be specified as accuracy. This will only affect the value of the objective function. In this case, it is important that for all measurements one approach is used to specify the measurement accuracy (either dispersion or standard deviation). The minimum acceptable accuracy value is 0.1. For most loads, the recommended accuracy value is 20-30% of the original load value, for loads with significant variability (for example, traction railway) - 40-80%.

Рекомендуемая точность: 1) Точность измерения напряжений в узлах задаются в соответствии с экспертно принятой средней точностью трансформатора напряжения 1%, то есть: в сети 110 кВ - 1; в сети 220 кВ - 2; в сети 500 кВ - 5 в узлах напряжением менее 35 кВ - 0,5.Recommended accuracy: 1) The accuracy of measuring voltages in nodes is set in accordance with the expertly accepted average accuracy of a voltage transformer of 1%, that is: in a 110 kV network - 1; in the 220 kV network - 2; in a 500 kV network - 5 in nodes with voltage less than 35 kV - 0.5.

2) Точность измерения перетоков P,Q задаются равной: напряжение меньше 110 кВ - от 0,5 до 1; в сети 110 кВ - 2; в сети 220 кВ - 4; в сети 500 кВ - от 10 до 28.2) The accuracy of measuring flows P, Q is set equal to: voltage less than 110 kV - from 0.5 to 1; in the 110 kV network - 2; in the 220 kV network - 4; in a 500 kV network - from 10 to 28.

3) Точность измеряемых нагрузок/генераций в среднем задаются 2-3% от максимальной величины нагрузки/генерации.3) The accuracy of the measured loads/generations is set on average to 2-3% of the maximum load/generation value.

4) Для статистически заданных (не измеряемых) нагрузок точность задается от 20 до 30% от их текущего значения для большинства нагрузок, а для нагрузки полностью или частично являющейся тяговой - от 40 до 60%.4) For statistically specified (not measured) loads, the accuracy is set from 20 to 30% of their current value for most loads, and for a load that is fully or partially traction - from 40 to 60%.

Относительное отклонение расчетного значения параметра от его измеренной величины вычисляется по формулеThe relative deviation of the calculated value of a parameter from its measured value is calculated using the formula

θi - дисперсия измерения.θ i - measurement variance.

Относительное отклонение - безразмерная относительная величина.Relative deviation is a dimensionless relative quantity.

Для нагрузок и генераций узлов θi со знаком "+" означает наличие в узле избыточной мощности в сравнении с измеренной или статистически рассчитанной величиной, со знаком "-" - недостаточной.For loads and generation nodes θ i with a “+” sign means the presence of excess power in the node in comparison with the measured or statistically calculated value, with a “-” sign - insufficient power.

Практическая полезность относительного отклонения в том, что оно характеризует степень, грубость нарушения измеренной величины независимо от абсолютного значения этого нарушения и от заданной точности, т.е. величина относительного отклонения является инвариантным показателем относительно указанных величин. Для группы связанных узлов, для отдельных участков схемы сети показывает, как правило, общую для группы узлов тенденцию к избытку или недостатку мощности, обусловленную измерениями перетоков мощности в ветвях по границам этой группы узлов и их суммарной нагрузкой и генерацией. Для большей информативности и наглядности величина тенденции к избытку или недостатку мощности вычисляется также и для узлов, в которых нет нагрузки или генерации и отображается также в форме относительного отклонения.The practical usefulness of the relative deviation is that it characterizes the degree and severity of the violation of the measured value, regardless of the absolute value of this violation and the specified accuracy, i.e. the value of the relative deviation is an invariant indicator with respect to the specified values. For a group of connected nodes, for individual sections of the network diagram, it usually shows a general tendency for a group of nodes towards excess or lack of power, caused by measurements of power flows in the branches along the boundaries of this group of nodes and their total load and generation. For greater information and clarity, the magnitude of the tendency towards excess or lack of power is also calculated for nodes in which there is no load or generation and is also displayed in the form of a relative deviation.

Важной величиной при анализе оценивания состояния является суммарное относительное отклонение, вычисляемое как сумма по всем измерениям по следующей формуле:An important quantity when analyzing condition assessment is the total relative deviation, calculated as the sum of all measurements using the following formula:

Узлы, в которых нет измерения, не участвуют в расчете суммарного отклонения (хотя для них и вычисляется относительное отклонение). Также в расчете суммарного отклонения не участвуют забракованные измерения, измерения балансирующих узлов, измерения в отключенных линиях.Nodes that do not have a measurement do not participate in the calculation of the total deviation (although the relative deviation is calculated for them). Also, rejected measurements, measurements of balancing nodes, and measurements in disconnected lines are not included in the calculation of the total deviation.

Алгоритм расчета начального значения мощностей нагрузок. Возможны несколько путей задания начального значения нагрузок узловAlgorithm for calculating the initial value of load power. There are several possible ways to set the initial value of node loads

- Имеется ТИ активной и реактивной мощности нагрузки:- There is a TI of active and reactive load power:

- Имеется ТИ только активной мощности.- There is a TI of only active power.

Значение реактивной мощности будет вычислено с использованием заданного tg(φ) нагрузки:The reactive power value will be calculated using the given load tg(φ):

- Имеется ТИ только тока нагрузки. Значения активной и реактивной мощности вычисляются по заданному номинальному напряжению нагрузки и tg(φ);- There is a TI of only the load current. The values of active and reactive power are calculated based on the specified rated load voltage and tg(φ);

- ТИ нагрузки отсутствуют или признаны ошибочными. Начальное значение активной мощности вычисляется путем интерполяции между зимним и летним максимум нагрузки с помощью коэффициента «зима-лето».- TI loads are missing or found to be erroneous. The initial value of active power is calculated by interpolating between the winter and summer maximum load using the winter-summer coefficient.

Этот коэффициент задается соответствующим графиком и в процессе расчетов автоматически корректируется. При наличии у нагрузки ссылки на один из типовых суточных графиков приведенные выше расчеты будут выполняться с учетом такого графика.This coefficient is set by the corresponding schedule and is automatically adjusted during the calculation process. If the load has a link to one of the standard daily schedules, the above calculations will be performed taking into account such a schedule.

Реактивная мощность будет вычислена с помощью tg(φ).Reactive power will be calculated using tg(φ).

Задача динамического оценивания состояния решается с использованием фильтра Калмана. Для прогнозирования слабоизменчивых компонент вектора состояния системы на короткий промежуток времени используется динамическое оценивание состояния на базе модификации фильтра Калмана. Время упреждения может быть от нескольких секунд (интервал между получением данных измерений (среза) в момент времени k и в момент времени k+1) до 1 мин. Фильтр Калмана является классическим методом динамического оценивания состояния.The problem of dynamic state estimation is solved using the Kalman filter. To predict weakly variable components of the system state vector for a short period of time, dynamic state estimation based on modification of the Kalman filter is used. The lead time can be from several seconds (the interval between receiving measurement data (slice) at time k and at time k+1) to 1 minute. The Kalman filter is a classic method for dynamic state estimation.

Блок динамического оценивания состояния не требует ввода дополнительных исходных данных сверх тех, что задаются для статического оценивания состояния. Однако, для того чтобы динамическое оценивание состояния начало выдавать адекватные результаты требуется время для накопления статистики.The dynamic state estimation block does not require entering additional initial data beyond those specified for static state estimation. However, in order for dynamic state assessment to begin to produce adequate results, time is required to accumulate statistics.

При наличии архивной базы данных возможно накопление статистики, используя ретроспективную информацию из нее. Для контроля за работой алгоритма оценивания состояния предусмотрена выдача пользовательских сообщений. Для обобщенного контроля за работой блока оценивания состояния используются значения суммарной относительной ошибки алгоритмов статического и динамического оценивания состояния.If you have an archival database, it is possible to accumulate statistics using retrospective information from it. To monitor the operation of the state estimation algorithm, the issuance of user messages is provided. For generalized control over the operation of the state estimation block, the values of the total relative error of the static and dynamic state estimation algorithms are used.

4. Прогнозирование режимов (фиг. 3) в подсистеме оптимального управления режимом и реактивной мощностью выполняется комбинированным алгоритмом, использующим прогнозирование на основе графиков нагрузки и машинного обучения с использованием искусственных нейронных сетей.4. Prediction of modes (Fig. 3) in the subsystem for optimal control of mode and reactive power is performed by a combined algorithm using forecasting based on load graphs and machine learning using artificial neural networks.

Глубина прогнозирования до 1 суток.Forecasting depth up to 1 day.

В качестве иерархических графиков нагрузки применяется комбинация суточных графиков и годовых коэффициентов.A combination of daily schedules and annual coefficients is used as hierarchical load graphs.

Рн0 - начальное значение мощности нагрузки или генерации в базовом режиме.R n0 - initial value of load or generation power in the basic mode.

Pсг.з - значение коэффициента зимнего суточного графика активной мощности в относительных единицах для данного момента времени,P сг.з - the value of the coefficient of the winter daily active power schedule in relative units for a given point in time,

Pсг.л - значение коэффициента летнего суточного графика активной мощности в относительных единицах для данного момента времени, Кз - «коэффициент зимы», задаваемый для каждого месяца. Значение равное 1 соответствует работе только по зимнему графику, 0 - только по летнему.P sg.l - the value of the coefficient of the summer daily schedule of active power in relative units for a given point in time, K z - the “winter coefficient” set for each month. A value equal to 1 corresponds to working only on a winter schedule, 0 - only on a summer schedule.

Значение для конкретного дня каждого месяца вычисляется линейной аппроксимацией по значениям для соответствующих месяцев. Значение реактивной мощности нагрузки вычисляется с использованием заданного для каждой нагрузки отношения между активной и реактивной мощностью tg(φ). В результате прогнозирования по иерархическим графикам нагрузки получаются прогнозные значения измерений и оценки дисперсий измерений:The value for a specific day of each month is calculated by a linear approximation to the values for the corresponding months. The reactive power value of the load is calculated using the ratio between active and reactive power tg(φ) specified for each load. As a result of forecasting using hierarchical load graphs, predicted measurement values and estimates of measurement variances are obtained:

i - текущий момент времени, τ - глубина прогнозирования.i is the current moment in time, τ is the forecasting depth.

Дисперсия σ(τ) экспоненциально зависит от глубины прогнозированияThe variance σ(τ) depends exponentially on the prediction depth

Возможно применение уточненного прогнозирования с использованием ИНС. В качестве базовой архитектуры ИНС для прогнозирования режимов применена рекуррентная нейронная сеть LSTM. Использование рекуррентных LSTM сетей для прогнозирования нагрузки позволяет получить результаты, не уступающие сетям FCRBM.It is possible to use refined forecasting using ANN. A recurrent neural network LSTM is used as the basic architecture of the ANN for predicting modes. Using recurrent LSTM networks for load forecasting allows one to obtain results that are not inferior to FCRBM networks.

При этом на основе сетей LSTM возможно построение глубоких сетей, что в свою очередь позволяет выявить более сложные зависимости в исходных данных. Такая архитектура ячейки LSTM решает проблему исчезающих градиентов, которая мешала рекуррентным сетям обучать долгосрочные зависимости.At the same time, based on LSTM networks, it is possible to build deep networks, which in turn makes it possible to identify more complex dependencies in the source data. This LSTM cell architecture solves the problem of vanishing gradients that has prevented recurrent networks from learning long-term dependencies.

Одной из важных особенностей исходных данных для решения задачи оптимального управления напряжением и реактивной мощностью является их вероятностный характер. Входные измерения задаются не просто значением, но также сопровождаются дисперсиями. Это дает дополнительную информацию для обучения нейронной сети. Кроме того, если на выходе нейронной сети мы будем иметь не только значения параметров режима, но и распределения вероятностей для этих параметров, то такая информация позволит принимать более обоснованные решения по управлению режимами на основе результатов прогнозирования. Поэтому для решения задачи прогнозирования применены Байесовские ИНС. Построить Байесовскую нейронную сеть, учитывающую вероятности параметров ИНС можно применив метод Байесовского обратного распространения (Bayes By Backprop или сокращенно ВВВ).One of the important features of the initial data for solving the problem of optimal control of voltage and reactive power is their probabilistic nature. Input measurements are not simply given by a value, but are also accompanied by variances. This provides additional information for training the neural network. In addition, if at the output of the neural network we have not only the values of the mode parameters, but also the probability distributions for these parameters, then such information will allow us to make more informed decisions on mode control based on the forecasting results. Therefore, Bayesian ANNs are used to solve the forecasting problem. You can build a Bayesian neural network that takes into account the probabilities of the ANN parameters using the Bayes By Backprop method (BBB).

Метод Bayes by Backprop (ВВВ) позволяет получить апостериорное распределение весов нейронной сетиThe Bayes by Backprop (BBB) method allows you to obtain the posterior distribution of neural network weights

d - размерность пространства параметров нейронной сети.d is the dimension of the parameter space of the neural network.

Это распределение, как правило, является распределением Гаусса.This distribution is typically a Gaussian distribution.

Входными значениями алгоритма прогнозирования для каждого рассматриваемого момента времени являются замеренные значения напряжений в узлах электрической сети, перетоки активной и реактивной мощности в ветвях и измерения инъекций активной и реактивной мощности в узлах (нагрузка и генерация). Также при наличии векторных измерений в исходных данных могут присутствовать замеренные углы напряжений.The input values of the forecasting algorithm for each considered moment in time are the measured voltage values in the nodes of the electrical network, the flow of active and reactive power in the branches and the measurements of injections of active and reactive power in the nodes (load and generation). Also, if there are vector measurements, the source data may contain measured voltage angles.

Вектор входных измерений может быть отсортирован в соответствии с оптимальным с точки зрения сходимости порядком узлов или быть неупорядоченным.The vector of input measurements can be sorted according to the order of nodes that is optimal from a convergence point of view, or it can be unordered.

Архивная база данных исходных данных для прогнозирования режима заполняется программно-технический комплекс интеллектуального управления напряжением и реактивной мощностью для минимизации технологических потерь в электрической сети; ПОУ ИУНРМ. Кроме архивных данных измерений, преобразованных в модель узлы/ветви, для работы алгоритма прогнозирования требуется информация о дисперсиях измерений. Данная информация подготавливается в процессе пуско-наладки блока оценивания состояния.The archival database of initial data for predicting the mode is filled with a software and hardware complex for intelligent control of voltage and reactive power to minimize technological losses in the electrical network; POU IUNRM. In addition to historical measurement data converted into a node/branch model, the prediction algorithm requires information about measurement variances. This information is prepared during the commissioning process of the condition assessment unit.

Блок прогнозирования с использованием ИНС в качестве прогноза выдает вектор спрогнозированных измерений, а также среднеквадратичное отклонение каждой прогнозируемой величины от фактического измерения на тестовой выборке:The forecasting block using an ANN produces a vector as a forecast predicted measurements, as well as the standard deviation of each predicted value from the actual measurement on the test sample:

nt - количество срезов в тестовой выборке,n t - number of slices in the test sample,

- тестовое значение, - test value,

- измеренное значение. - measured value.

Итоговым показателем точности прогноза является суммарное среднеквадратичное отклонение по всем прогнозируемым измерениям. Среднеквадратичное отклонение σ2 используется для вычисления дисперсии, которая в свою очередь используется для получения обобщенного результата прогнозирования методом оценивания состояния Предложенная архитектура и алгоритм прогнозирования позволяет надежно отстроится от ошибок прогнозирования уточненного метода. Экспертный подход с использованием многоуровневых графиков нагрузки дает более надежный прогноз, но с большой дисперсией. Уточненный алгоритм с использованием ИНС дает прогноз с меньшей дисперсией. При этом возможные флуктуации уточненного прогноза сразу нивелируются вычислением среднеквадратичного отклонения (и соответственно, дисперсии) и последующим оцениванием состояния.The final indicator of forecast accuracy is the total standard deviation for all predicted measurements. The standard deviation σ 2 is used to calculate the variance, which in turn is used to obtain a generalized forecasting result using the state estimation method. The proposed architecture and forecasting algorithm allows one to reliably tune out the forecasting errors of the refined method. An expert approach using multi-level load graphs gives a more reliable forecast, but with large dispersion. A refined algorithm using an ANN produces a forecast with less variance. In this case, possible fluctuations in the updated forecast are immediately leveled out by calculating the standard deviation (and, accordingly, variance) and subsequent assessment of the state.

Для контроля за работой алгоритма прогнозирования предусмотрена выдача следующей информации и диагностических сообщений:To monitor the operation of the forecasting algorithm, the following information and diagnostic messages are provided:

- Прогнозный режим (на схеме и в таблицах).- Forecast mode (on the diagram and in tables).

- Величины относительных отклонений измерений (на схеме и в таблицах).- Values of relative measurement deviations (in the diagram and in tables).

- Величины дисперсий измерений (на схеме и в таблицах).- Values of measurement dispersion (in the diagram and in tables).

- Обобщенный показатель качества уточненного прогноза (суммарное среднеквадратичное отклонение- Generalized indicator of the quality of the updated forecast (total standard deviation

- При долговременном ухудшении качества уточненного прогноза выдается аварийное сообщение.- If there is a long-term deterioration in the quality of the updated forecast, an alarm message is issued.

5. Программным обеспечением ПТК ИУНРМ 3 (фиг. 1) производится расчет пределов статической устойчивости. Под статической устойчивостью понимается возможность синхронной работы синхронных электрических генераторов и синхронных двигателей ЭЭС при медленных изменениях нагрузки. Задача расчета статической устойчивости оценить на основе циклических расчетов установившихся режимов (УР). Критерием нарушения статической устойчивости является отсутствие сходимости УР после постепенного утяжеления режима. Для нахождения предельного режима методом утяжеления задается траектория утяжеления, т.е. список узлов в которых изменяется генерация и нагрузка и начальный шаг изменения для каждого узла. В рамках задачи интеллектуального управления нагрузкой основной задачей является формирование задания в ПТК ИУНРМ 3 (фиг. 1) в виде ограничений. Траектория утяжеления может быть получена автоматически на основе разницы между оптимальным и исходным режимом. Двигаясь дальше по данной траектории методом утяжеления, мы можем получить предельный режим, как по статической устойчивости, так и по режимным или технологическим ограничениям. Расчет запасов по устойчивости выполняется с учетом статических характеристики нагрузки по напряжению Рн (U,f)P(G), Qн(U,f) и частоте.5. The PTK IUNRM 3 software (Fig. 1) calculates the static stability limits. Static stability means the possibility of synchronous operation of synchronous electric generators and synchronous EPS motors with slow load changes. The task of calculating static stability is assessed on the basis of cyclic calculations of steady-state conditions (SS). The criterion for violation of static stability is the lack of convergence of the UR after a gradual increase in severity of the regime. To find the limiting mode using the weighting method, a weighting trajectory is specified, i.e. a list of nodes in which generation and load changes and the initial change step for each node. Within the framework of the task of intelligent load control, the main task is the formation of a task in the software and hardware complex IUNRM 3 (Fig. 1) in the form of restrictions. The weighting trajectory can be obtained automatically based on the difference between the optimal and the original mode. Moving further along this trajectory using the weighting method, we can obtain the limiting regime, both in terms of static stability and in terms of operational or technological limitations. Calculation of stability margins is carried out taking into account the static characteristics of the load in terms of voltage P n (U, f) P (G), Q n (U, f) and frequency.

Статические характеристики нагрузки задаются отдельно для Р и для Q в виде коэффициентов полинома.Static load characteristics are specified separately for P and for Q in the form of polynomial coefficients.

Для активной мощности нагрузки задаются коэффициенты А0, A1, А2, Af для вычисления зависимости мощности нагрузки от напряжения и частоты по формуле:For active load power, coefficients A 0 , A 1 , A 2 , A f are set to calculate the dependence of load power on voltage and frequency using the formula:

Для реактивной мощности нагрузки задаются коэффициенты В0, B1, В2, Bf для вычисления зависимости мощности нагрузки от напряжения по формуле:For reactive load power, the coefficients B 0 , B 1 , B 2 , B f are set to calculate the dependence of load power on voltage using the formula:

Статические характеристики нагрузки по напряжению и частоте не сводятся в точности к квадратичным полиномам. Зависимости от напряжения значительно более сложные, и их математическое описание при представлении в полиномиальной форме должно содержать большое число коэффициентов. Форму представления СХН приходится упрощать. Главным образом, из-за того, что количественно можно определить только малое число коэффициентов, входящих в формулы, описывающие СХН. Коэффициенты старших степеней не имеют столь же стабильной основы как коэффициенты до второй степени включительно. Однако, при описании СХН для целей оптимального управления квадратичных полиномов вполне достаточно. При отсутствии достоверной информации об СХН узла энергосистемы, используются обобщенные типовые коэффициенты, различающиеся в зависимости от класса напряжения и характера моделируемой нагрузки.The static characteristics of the load in terms of voltage and frequency do not reduce exactly to quadratic polynomials. The voltage dependences are much more complex, and their mathematical description, when presented in polynomial form, must contain a large number of coefficients. The form of presentation of the SCN has to be simplified. Mainly due to the fact that only a small number of coefficients included in the formulas describing SCN can be determined quantitatively. The coefficients of the higher degrees do not have as stable a basis as the coefficients up to the second degree inclusive. However, when describing SCN for the purposes of optimal control, quadratic polynomials are quite sufficient. In the absence of reliable information about the SCN of a power system node, generalized typical coefficients are used, which differ depending on the voltage class and the nature of the simulated load.

6. Режимные ограничения являются входными данными для алгоритма оптимального управления напряжением и реактивной мощностью. В качестве режимных ограничений выступают:6. Mode restrictions are input data for the algorithm for optimal control of voltage and reactive power. The regime restrictions are:

- Ограничения по уровню напряжения в узлах электрической сети (минимальные и максимальные);- Limitations on the voltage level in the electrical network nodes (minimum and maximum);

- Ограничения на инъекцию реактивной мощности в узлах электрической сети, представляющих собой генераторы и компенсирующие устройства;- Restrictions on the injection of reactive power in electrical network nodes, which are generators and compensating devices;

- Ограничения по току в ветвях модели узлы/ветви, соответствующие токовым ограничениям по ВЛ и трансформаторам;- Current restrictions in the branches of the nodes/branches model, corresponding to the current restrictions on overhead lines and transformers;

- Ограничения по перетоку мощности в ветвях модели узлы/ветви, соответствующие ограничениям по мощности ВЛ и трансформаторов. Режимные ограничения автоматически вычисляются в цикле интеллектуального управления нагрузкой алгоритмом анализа запасов по статической устойчивости и режимным ограничениям алгоритмом утяжеления. Важной особенностью режимных ограничений является их соответствие режиму работы ЭЭС (нормальный, ремонтный, аварийный, послеаварийный, вынужденный и т.п.).- Restrictions on power flow in the branches of the nodes/branches model, corresponding to the restrictions on the power of overhead lines and transformers. Mode restrictions are automatically calculated in the intelligent load control cycle by an algorithm for analyzing reserves based on static stability and mode restrictions by a weighting algorithm. An important feature of operating restrictions is their compliance with the operating mode of the EPS (normal, repair, emergency, post-emergency, forced, etc.).

Для однозначности терминологии режим работы ЭЭС назван «тип» режима. Для каждого момента времени может быть сформулирована следующая задача оптимизации в детерминированной постановке:For unambiguous terminology, the operating mode of the EPS is called the “type” of the mode. For each moment in time, the following optimization problem can be formulated in a deterministic formulation:

u - элементы вектора U напряжений в узлах электрической сети. Оптимизация производится с учетом следующих ограничений на изменения параметров режима:u - elements of the voltage vector U at the nodes of the electrical network. Optimization is carried out taking into account the following restrictions on changes in mode parameters:

Уравнения установившегося режима электрической сети формируются в виде ограничений равенств к задаче оптимизации:The steady-state equations of the electrical network are formed in the form of equality constraints to the optimization problem:

В случае нарушения запасов устойчивости выполняется задача ввода режима в допустимую область по устойчивости с заданным коэффициентом запаса. Для этого решается следующая оптимизационная задача:In the event of a violation of the stability margins, the task of entering the mode into the permissible region of stability with a given safety factor is performed. To do this, the following optimization problem is solved:

δ - нарушение границ устойчивости,δ - violation of stability boundaries,

U1 - напряжения в узлах нагрузки.U 1 - voltage at load nodes.

В результате формируются ограничения по напряжению для всех узлов энергосистемы:As a result, voltage restrictions are formed for all nodes of the power system:

Методы экспериментального определения характеристик нагрузки делятся на два класса: метод активного эксперимента и метод пассивного эксперимента (Фиг. 3).Methods for experimental determination of load characteristics are divided into two classes: the active experiment method and the passive experiment method (Fig. 3).

Активный эксперимент подразумевает под собой принудительное изменение напряжения в узле энергосистемы.An active experiment involves a forced change in voltage in a power system node.

Изменение напряжения в достаточно узком диапазоне (до ±10%) практически не опасно для потребителей и, если это технически выполнимо, может быть допущено для любого узла нагрузки.Voltage changes in a fairly narrow range (up to ±10%) are practically not dangerous for consumers and, if technically feasible, can be allowed for any load node.

Корректировка СХН выполняется в процессе пассивного эксперимента, состоящего в использовании всегда имеющихся в энергосистеме вариаций частоты и напряжения. Зарегистрировав эти вариации и соответствующую реакцию на них активной и реактивной нагрузки, в результате статистической обработки можно определить линии регрессии (JIР) Рн на U и Qн на U, характеризующие их усредненные зависимости. При пассивном эксперименте в узле измеряемой нагрузки должны быть достаточно большие вариации напряжения, обусловленные другими нагрузками.The adjustment of the SCN is carried out in the process of a passive experiment, which consists in using the variations in frequency and voltage that are always available in the power system. Having registered these variations and the corresponding reaction of the active and reactive load to them, as a result of statistical processing, it is possible to determine the regression lines (JIP) P n on U and Q n on U, characterizing their averaged dependencies. In a passive experiment, there should be sufficiently large voltage variations at the node of the measured load due to other loads.

Пассивный эксперимент для определения СХН возможен только в периоды стационарности нагрузки (к примеру, суточный максимум или минимум). В это время флуктуации нагрузки в разных узлах не коррелированы. Если изменения условий электроснабжения и изменения параметров электроприемников в измеряемой нагрузке не коррелированы, то при совместном действии обоих этих факторов данные замеров в координатах PН(U) образуют некоторое пятно. Если эти изменения подчиняются нормальному закону распределения, то пятно образует эллипс.A passive experiment to determine SCN is possible only during periods of stationary load (for example, daily maximum or minimum). At this time, load fluctuations in different nodes are not correlated. If changes in power supply conditions and changes in the parameters of power receivers in the measured load are not correlated, then with the combined action of both of these factors, the measurement data in the P H (U) coordinates form a certain spot. If these changes obey the normal distribution law, then the spot forms an ellipse.

В первом из этих случаев определение ЛР дает результат, близкий к линии АВ, соответствующей СХН измеряемой нагрузки (Фиг. 3 (а)), но во втором случае результат ЛР никак не отвечает СХН (Фиг. 3 (б)).In the first of these cases, the determination of the LR gives a result close to the line AB, corresponding to the SCN of the measured load (Fig. 3 (a)), but in the second case, the result of the LR does not correspond to the SCN in any way (Fig. 3 (b)).

Интеллектуальный АОН (ИСОН) позволит минимизировать отключение нагрузки за счет:Intelligent Caller ID (ISON) will minimize load shedding due to:

- вычисления требуемого объема отключения нагрузки непосредственно при выдаче управляющего воздействия- calculation of the required volume of load shedding directly when issuing a control action

- динамического АОН - выдачи воздействий несколькими ступенями, разнесенными во времени, с учетом динамики развития аварии;- dynamic caller ID - issuing impacts in several stages, separated in time, taking into account the dynamics of the accident;

- «мерцающий АОН» - технология оптимизации отключения отопительной нагрузки.- “flickering Caller ID” - technology for optimizing heating load shutdown.

Принцип работы АОН заключается в равенстве суммарного объема мощности отключаемой нагрузки объему мощности управляющего воздействия.The principle of operation of AON is that the total volume of power of the switched off load is equal to the volume of power of the control action.

PYB - объем мощности управляющего воздействия; РОН - мощность одной отключаемой нагрузки; i - количество отключаемых нагрузок (порядковый номер нагрузки).P YB - volume of control power; P ON - power of one load to be switched off; i is the number of loads to be switched off (serial number of the load).

Для решения данного уравнения в существующей АОН приняты следующие допущения:To solve this equation in the existing caller ID, the following assumptions are made:

- Отключаемые нагрузки, заведенные под действие АОН, сгруппированы по ступеням отключения нагрузки фиксированной мощности, при чем, объем мощности ступени с большим порядковым номером включает объем мощности ступени с предыдущим порядковым номером.- The disconnected loads brought under the action of AON are grouped into load disconnection stages of fixed power, and the power volume of the stage with a large serial number includes the power volume of the stage with the previous serial number.

PСTj - объем мощности ступени отключения мощности; Pj - шаг мощности отключаемой нагрузки j-ой ступени. Объем мощности ступени отключения нагрузки равен объему мощности управляющего воздействия:P CTj - power volume of the power cut-off stage; P j - power step of the switched-off load of the j-th stage. The power volume of the load shedding stage is equal to the power volume of the control action:

Мощность каждого управляющего воздействия задается в зависимости от конфигурации соответствующих ступеней ОН сформированных в АОН. Мощность ступени ОН равна суммарной мощности сгруппированных команд ОН (подгрупп ОН) и мощности ступени с предыдущим порядковым номером. Мощность команд ОН (подгрупп ОН) равна суммарной мощности нагрузки потребителей, заведенных под данную команду на подстанционном уровне в месте фактического реализации отключения. Мощность нагрузки потребителя при расчете мощности УВ выбирается, исходя из накопленных ранее, статистических данных и может оперативно корректироваться. Оперативная корректировка (корректировка объемов мощности УВ) используется редко, обычно при смене сезона года, ввиду высокой трудоемкости. В действительности на практике, ввиду низкой информационной емкости каналов передачи аварийных команд, в центральном устройстве отключения нагрузки доступны только предварительно сгруппированные подступени, а не отдельные нагрузки.The power of each control action is set depending on the configuration of the corresponding OH stages formed in the ANI. The power of the OH stage is equal to the total power of the grouped OH commands (OH subgroups) and the power of the stage with the previous serial number. The power of OH commands (OH subgroups) is equal to the total load power of consumers assigned to a given command at the substation level at the location where the shutdown is actually implemented. When calculating the hydrocarbon power, the load power of the consumer is selected based on previously accumulated statistical data and can be promptly adjusted. Operational adjustment (adjustment of hydrocarbon power volumes) is rarely used, usually when the season changes, due to its high labor intensity. In reality, in practice, due to the low information capacity of the emergency command transmission channels, only pre-grouped substations are available in the central load shedding device, and not individual loads.

Данная группировка подступеней выполняется на местах переприема команд отключения нагрузки по большей части в местах реализации отключения отдельных потребителей.This grouping of substages is carried out at places where load shedding commands are received, mostly in places where individual consumers are disconnected.

Сбор информации о вводе или выводе отдельного потребителя на уровне подстанционного устройства отключения нагрузки выполняемой оперативной накладкой или ключом, а так же текущее оперативное состояние, режим и готовность схемы отключения не автоматизирован, отсутствует обратная связь и требует постоянного контроля оперативным персоналом, а для центрального устройства отключения и противоаварийных автоматик дозирующих управляющие воздействия может быть необходимость коррекции уставок, требующая проведения постоянного анализа. Из всего выше сказанного следует что равенство (30 не соблюдается, вследствие чего в объеме управляющих воздействий заведомо включен значительный запас по мощности. Данный запас варьируется в зависимости от времени суток, сезонного периода, характера технологического цикла потребителя и в определенных ситуациях, с учетом наложения отказов/неисправностей в цепях отключения отдельного потребителя, может проявиться недопустимое недоотключение.Collection of information about the input or output of an individual consumer at the level of a substation load shedding device performed by an operational pad or key, as well as the current operational state, mode and readiness of the shutdown circuit is not automated, there is no feedback and requires constant monitoring by operating personnel, and for the central shutdown device and emergency automatics dosing control actions, there may be a need to adjust the settings, requiring constant analysis. From all of the above, it follows that equality (30 is not observed, as a result of which the volume of control actions obviously includes a significant power reserve. This reserve varies depending on the time of day, seasonal period, the nature of the consumer’s technological cycle and in certain situations, taking into account the imposition of failures / faults in the disconnection circuits of an individual consumer, an unacceptable under-disconnection may occur.

Для достижения всех преимуществ адаптивного АОН требуется перевод всех устройств АОН на единообразный принцип цифрового АОН. Это позволит реализовать функции адаптивного АОН, такие как:To achieve all the benefits of adaptive Caller ID, it is necessary to transfer all Caller ID devices to the uniform principle of digital Caller ID. This will allow you to implement the functions of adaptive caller ID, such as:

- формирование динамических ступеней ОН или набор объема мощности отключения нагрузки- formation of dynamic OH stages or set of load shedding power volume

- согласованная работа управляющих воздействий на отключение нагрузки;- coordinated operation of control actions to disconnect the load;

- гарантированное отключение объема мощности или обеспечение заданного уровня потребления;- guaranteed shutdown of power volume or provision of a given level of consumption;

- контроль доступного объема мощности отключения;- control of the available volume of shutdown power;

- подготовка балансирующих УВ на устройство выбора отключаемых генераторов;- preparation of balancing hydrocarbons for the device for selecting switchable generators;

- разгруппировка нагрузки потребителя на приоритетную и второстепенную.- ungrouping the consumer load into priority and secondary.

Большой запас вычислительной мощности, существенные коммуникационные возможности, а также широкий территориальный охват аппаратной платформы позволяют создать на базе этого оборудования интеллектуальные центры управления функционалом Smartgrid. Представляется возможным решать следующие задачи:A large supply of computing power, significant communication capabilities, as well as a wide territorial coverage of the hardware platform make it possible to create intelligent control centers for Smartgrid functionality based on this equipment. It seems possible to solve the following problems:

- Реализация «щадящего» АОН. Т.е. по возможности отключение не критичной для потребителя нагрузки, как в бытовом сегменте потребителей, так и в промышленном.- Implementation of a “sparing” Caller ID. Those. whenever possible, disconnecting loads that are not critical for the consumer, both in the domestic and industrial consumer segments.

- Сглаживание пиков потребления в ЭЭС. Путем введения льготных тарифов на не приоритетную нагрузку.- Smoothing of consumption peaks in EPS. By introducing preferential tariffs for non-priority loads.

- Ликвидация перегрузок в сети 10 кВ и ниже. С контролем топологии сети (реклоузеры).- Elimination of overloads in the network of 10 kV and below. With network topology control (reclosers).

- Учет обратной генерации у потребителя. В случае потребитель использует альтернативные источники энергии он может организовать выдачу мощности обратно в сеть в часы пик. Возможно также в случае дефицита мощности в ЭЭС, например, по команде диспетчера.- Accounting for reverse generation at the consumer. If the consumer uses alternative energy sources, he can arrange for power to be supplied back to the grid during peak hours. It is also possible in the event of a power shortage in the EPS, for example, at the command of a dispatcher.

В последнее время особую актуальность приобретает вопрос беспрерывного энергоснабжения, как бытовых потребителей, так и промышленных. Для бытовых потребителей основная причина в массовом переходе на отопление электрическими источниками тепла, бойлерами и т.п. Кроме того, коммунальные службы также крайне чувствительны к отключениям электричества. Постоянное усложнение промышленных процессов так же делает производство крайне чувствительным к перебоям в электроснабжении. Соответственно время отключения необходимо минимизировать либо по возможности вовсе избежать отключения. Необходимый баланс между необходимостью предотвращения аварии системной автоматикой и нежелательными последствиями отключения потребителей, можно найти с помощью реализации выборочного действия АОН.Recently, the issue of uninterrupted energy supply for both household and industrial consumers has become particularly relevant. For household consumers, the main reason is the massive transition to heating with electric heat sources, boilers, etc. In addition, utilities are also extremely sensitive to power outages. The constant complication of industrial processes also makes production extremely sensitive to power outages. Accordingly, the shutdown time must be minimized or, if possible, shutdown avoided altogether. The necessary balance between the need to prevent an accident by system automation and the undesirable consequences of disconnecting consumers can be found by implementing selective action of Caller ID.

Для этого необходимо разбить нагрузку на стороне потребителя на несколько групп в зависимости от «нежелательности» отключения. Принципы группировки могут быть совершено различными и зависят в первую очередь от конечного потребителя. Так, для домов, оборудованных альтернативными источниками тепла, самым нежелательным будет отключение света, и наоборот.To do this, it is necessary to divide the load on the consumer side into several groups depending on the “undesirability” of the shutdown. The principles of grouping can be completely different and depend primarily on the end consumer. So, for houses equipped with alternative heat sources, the most undesirable thing would be to turn off the lights, and vice versa.

Предлагается вариант двухступенчатого алгоритма «щадящего» АОН. Производится попытка отключения средствами SmartGrid на стороне потребителя в случае неудачи производиться отключение классическими средствами, т.е. всего фидера на подстанции, где установлено оборудование ЛУУН.A variant of a two-stage algorithm for “sparing” Caller ID is proposed. An attempt is made to shutdown using SmartGrid on the consumer side; in case of failure, shutdown using classical means, i.e. the entire feeder at the substation where the LUUN equipment is installed.

Предлагается следующий укрупненный алгоритм АОН:The following enlarged Caller ID algorithm is proposed:

- При возникновении управляющего воздействия (УВ) для АОН определяется величина нагрузки для быстрого отключения <50 мсек. Остаток выделяется в отдельную группу для реализации «щадящего» отключения.- When a control action (CA) occurs for ANI, the load value for quick shutdown is determined <50 ms. The remainder is allocated to a separate group to implement a “gentle” shutdown.

- Раздаются задачи (требуемые величины ОН в зависимости от значений до аварийного потребления) для каждого из устройств ЛУУН.- Tasks are distributed (required OH values depending on the values before emergency consumption) for each of the LUUN devices.

- Устройства формируют необходимый перечень отключаемых потребителей на основе заранее подготовленных данных по потребителям.- The devices generate the necessary list of disconnected consumers based on pre-prepared data on consumers.

- По каналам связи от ЛУУН отправляется команда до вводного щитка потребителя.- A command is sent via communication channels from the LUN to the consumer’s input panel.

- Внутреннее интеллектуальное вводное устройство отключает необходимую группу.- The internal smart input device disables the required group.

- ЛУУН ожидает снижение нагрузки некоторое заданное время. Причем возможно как ожидание снижение потребления до ожидаемой величины, так и учет скорости снижения нагрузки на фидере.- LUUN expects load reduction for some specified time. Moreover, it is possible to both expect a reduction in consumption to the expected value, and take into account the rate of load reduction on the feeder.

- Если снижение не зафиксировано происходит отключение всего фидера.- If the decrease is not detected, the entire feeder is switched off.

- Если снижение зафиксировано, значит, алгоритм отработал успешно.- If a decrease is recorded, it means the algorithm worked successfully.

При подготовке управляющих воздействий противоаварийная автоматика вычисляет воздействия в два этапа. На первом этапе выполняется укрупненное вычисление требуемого воздействия на полной схеме района противоаварийного управления. В результате мы получаем противоаварийные воздействия, которые гарантированно возвращают систему к устойчивому и допустимому по перетокам режиму. На втором этапе производят уточненный расчет управляющего воздействия для разукрупнения воздействия на отключение нагрузки и в конечном счете уменьшения общего объема отключаемой нагрузки. Этот расчет проводится по каждому узлу нагрузки отдельно.When preparing control actions, emergency automation calculates the actions in two stages. At the first stage, an enlarged calculation of the required impact on the complete diagram of the emergency control area is performed. As a result, we obtain anti-emergency effects that are guaranteed to return the system to a stable and permissible flow regime. At the second stage, a refined calculation of the control action is made to disaggregate the impact on load shedding and ultimately reduce the total volume of the load to be turned off. This calculation is carried out for each load node separately.

В практических расчетах вычисление противоаварийных воздействий сводится к следующему алгоритму. До начала расчета противоаварийных воздействий задаются возможные управляющие воздействия. Величина воздействия на отключение нагрузки определяется ступенью отключения нагрузки в узле, которая, как правило, меньше или равна величине нагрузки фидера, заведенного под АОН. Далее моделируются возможные аварийные события и для каждого аварийного события моделируются заранее заданные сценарии ликвидации аварии. Если расчет послеаварийного режима успешен и пределы по току в нем не нарушены, то считается, что он может существовать. Среди всех успешных противоаварийных воздействия выбирается минимальное. Минимизировать вычисления можно отсортировав противоаварийные воздействия от меньшего к большему и в случае, если противоаварийное воздействие успешно, то расчет дальше не выполняется. Успешное противоаварийное воздействие также проверяется на устойчивость динамического перехода. Расчет противоаварийных воздействий на первом этапе, как правило, производится в режиме offline при настройке противоаварийной автоматики. В результате вычисления получаем общий объем отключения. Данный объем отключения позволяет ликвидировать возможную аварию, но имеет достаточно большой запас по устойчивости, что приводит к избыточному отключению нагрузки. Уточненный расчет требуемых противоаварийных воздействий.In practical calculations, the calculation of emergency actions is reduced to the following algorithm. Before starting the calculation of emergency actions, possible control actions are set. The magnitude of the impact on load shedding is determined by the load shedding stage in the node, which, as a rule, is less than or equal to the load value of the feeder installed under the caller ID. Next, possible emergency events are simulated and for each emergency event, predetermined emergency response scenarios are simulated. If the calculation of the post-emergency mode is successful and the current limits are not violated, then it is considered that it can exist. Among all successful emergency measures, the minimum one is selected. You can minimize calculations by sorting the emergency actions from least to greatest and if the emergency actions are successful, then the calculation is not performed further. Successful anti-emergency action is also tested for the stability of the dynamic transition. The calculation of emergency actions at the first stage, as a rule, is carried out offline when setting up the emergency automation. As a result of the calculation, we obtain the total volume of shutdown. This shutdown volume makes it possible to eliminate a possible accident, but has a fairly large margin of stability, which leads to excessive load shutdown. Refined calculation of the required emergency measures.

Следующим этапом производится уточненный расчет требуемых противоаварийных воздействий, который учитывает временные характеристики нагрузки и производится на динамической модели энергосистемы. Данные расчеты предлагается проводить в режиме online в системе ИСОН. Исходной схемой для расчета управляющих воздействий является схема, на которой представлен только один узел нагрузки. Система представлена эквивалентным генератором, а каждая нагрузка представлена своей реальной измеренной величиной.The next stage is a refined calculation of the required emergency response, which takes into account the temporary characteristics of the load and is carried out on a dynamic model of the power system. These calculations are proposed to be carried out online in the ISON system. The initial diagram for calculating control actions is a diagram that shows only one load node. The system is represented by an equivalent generator, and each load is represented by its actual measured value.

Эта схема эквивалентируется до схемы, в которой нагрузки подключены непосредственно к одному узлу. Расчет каждого динамического перехода оптимизируется с целью определения максимального времени отключения единичной нагрузки и минимизации отключения нагрузок.This circuit is equivalent to a circuit in which the loads are connected directly to a single node. The calculation of each dynamic transition is optimized to determine the maximum time for disconnecting a unit load and minimizing the disconnection of loads.

Алгоритм вычисления следующий:The calculation algorithm is as follows:

- Для каждого противоаварийного воздействия, полученного в результате расчета на первом этапе, производится расчет динамического перехода. В случае, если воздействие не нарушает динамическую устойчивость системы, то производится его оптимизация следующим образом.- For each emergency response obtained as a result of the calculation at the first stage, a dynamic transition is calculated. If the impact does not violate the dynamic stability of the system, then it is optimized as follows.

- Выполняется разбиение воздействия (выраженного в отключении определенного объема нагрузки) на ступени в соответствии с возможностью разукрупнения нагрузки интеллектуальными устройствами ОН.- The impact (expressed in disconnecting a certain amount of load) is divided into stages in accordance with the possibility of load disaggregation by intelligent OH devices.

- Далее выполняется повторное моделирование динамического перехода таким образом, что моделируется отключение нагрузки не сразу, а по частям с паузами между выдачей воздействий. В результате вычисления, получаем разбиение нагрузки по ступеням с заданной скоростью отключения.- Next, the dynamic transition is re-modeled in such a way that the load is not switched off immediately, but in parts with pauses between the issuance of impacts. As a result of the calculation, we obtain a division of the load into stages with a given shutdown speed.

Данный расчет достаточно просто можно выполнить с помощью метода площадей. Начальная мощность нагрузки Р0 и аварийная мощность РА известны заранее из первого этапа расчета, выполняемого в offline. Известны мощности нагрузок ΔPi и минимальные времена отключения каждой из нагрузок. Следует отметить, что на данном этапе не требуется четкого разбиения на конкретные нагрузки. Важно понять дискретность нагрузки. Средняя величина отключаемой нагрузки определяется, как:This calculation can be done quite simply using the area method. The initial load power P 0 and emergency power P A are known in advance from the first stage of the calculation, performed offline. The load power ΔP i and the minimum shutdown times for each load are known. It should be noted that at this stage a clear breakdown into specific loads is not required. It is important to understand the discreteness of the load. The average switched load is determined as:

ΔPi - величина каждой нагрузки n - количество нагрузок, участвующих в данном обобщенном воздействии. Так как число единичных нагрузок в узле достаточно большое, и мы равномерно разбили нагрузки на ступени, то можно условно считать, что мощность нагрузки узла изменяется по линейному закону.ΔPi - the magnitude of each load n - the number of loads participating in this generalized impact. Since the number of unit loads in a node is quite large, and we evenly divided the loads into stages, we can conditionally assume that the load power of the node varies according to a linear law.

В этом случае площадь ускорения будет равнаIn this case, the acceleration area will be equal to

Δδ - изменение угла генерации, соответствующее времени, в течение которого производятся воздействия на отключение нагрузки. При этом по изменению мощности это будет эквивалентно одному воздействию через время Δt на величину ΔР. Площадь торможения при этом равна:Δδ - change in the generation angle corresponding to the time during which the load is switched off. Moreover, in terms of power change, this will be equivalent to one effect after time Δt on the value ΔР. The braking area is equal to:

Откуда определяем максимальный угол выдачи воздействий:How do we determine the maximum impact angle:

Зная отклонение угла и постоянную инерцию системы, можно найти время, за которое произойдет отклонение угла Δδ. После того как получено максимальное время отработки воздействия, вписываем реальные воздействия в полученную линейную характеристику так, чтобы площадь не получалась больше, чем линейное усреднение. Если есть запас по отключаемой нагрузке, то для обеспечения резервирования можно сформировать несколько взаимно резервируемых наборов нагрузки. При нормальной работе системы (когда нет аварий) производится настройка и оптимизация системы для передачи команд. Передаются псевдокоманды на отключение, замеряется время передачи команды, делается поправка на отработку команды непосредственно на устройстве. Таким образом, по каждой нагрузке мы можем сформировать временные характеристики ее реакции на команду. После этого на верхнем уровне соотносятся требуемые ступени отключения АОН, полученные в результате оптимизации с реальными ступенями отключения нагрузки с указанием максимального времени отключения для каждой ступени. Сформированные номера ступеней передаются в интеллектуальные устройства отключения нагрузки. Таким образом, при приходе команды на отключение нагрузки устройство готово максимально быстро без дополнительных вычислений отключить требуемую нагрузку. Для реализации сети передачи данных между устройствами АОН предлагается технология, разработанная на основе р2р технологии. Эта технология позволяет объединить конечные устройства АОН, обеспечивающие выдачу управляющих воздействий у потребителей электроэнергии, в единую сеть АОН без организации строго иерархичной сети передачи данных. Преимущества данного подхода:Knowing the angle deviation and the constant inertia of the system, you can find the time during which the angle deviation Δδ occurs. After the maximum time for processing the impact has been obtained, we enter the real impacts into the resulting linear characteristic so that the area does not turn out to be larger than the linear averaging. If there is a reserve for the load to be switched off, then to ensure redundancy, several mutually redundant load sets can be formed. During normal operation of the system (when there are no accidents), the system is configured and optimized for transmitting commands. Pseudo-commands for shutdown are transmitted, the time of command transmission is measured, and an adjustment is made for the execution of the command directly on the device. Thus, for each load we can form the time characteristics of its response to the command. After this, at the upper level, the required GA shutdown stages obtained as a result of optimization are correlated with the actual load shutdown stages, indicating the maximum shutdown time for each stage. The generated stage numbers are transmitted to intelligent load shedding devices. Thus, when a command to disconnect the load arrives, the device is ready to disconnect the required load as quickly as possible without additional calculations. To implement a data transmission network between Caller ID devices, a technology developed on the basis of p2p technology is proposed. This technology makes it possible to combine caller ID end devices, which provide control actions to electricity consumers, into a single caller ID network without organizing a strictly hierarchical data transmission network. Advantages of this approach:

- Возможность использования любой аппаратной платформы для передачи данных в разных частях сети.- Ability to use any hardware platform for data transmission in different parts of the network.

- Легкость подключения потребителей электроэнергии к АОН. Достаточно только подключиться к любому сегменту сети передачи данных АОН, и установить связь с одним из участников этой сети (любым устройством в сети).- Ease of connecting electricity consumers to Caller ID. You just need to connect to any segment of the Caller ID data network and establish a connection with one of the participants in this network (any device on the network).

Это может быть, например, устройство АОН у другого соседнего потребителя. Дальнейшая конфигурация оптимизация маршрутов передачи данных выполняется автоматически. В доаварийном режиме информация предается в направлении контроля (в головной АОН). Информация объединяется в пакеты, которые могут содержать данные не только с одного конечного устройства АОН, но и объединенные пакеты информации. При этом маршрут передачи информации может также оптимизироваться. Все пакеты информации сопровождаются метками времени, и таким образом мы можем отслеживать скорость доставки информации и оптимизировать доставку информации по трафику и скорости путем включения или отключения тех или иных маршрутов.This could be, for example, a caller ID device at another nearby consumer. Further configuration and optimization of data transmission routes is performed automatically. In pre-emergency mode, information is transmitted in the direction of control (to the head caller ID). Information is combined into packages that can contain data not only from one terminal caller ID device, but also combined packages of information. In this case, the information transmission route can also be optimized. All information packets are accompanied by time stamps, and thus we can monitor the speed of information delivery and optimize the delivery of information based on traffic and speed by enabling or disabling certain routes.

Для оптимизации маршрутов доставки информации используется мультиагентный подход. В данном случае агент - это алгоритм («инспектор»), который работает независимо от основного алгоритма передачи данных.To optimize information delivery routes, a multi-agent approach is used. In this case, the agent is an algorithm (“inspector”) that works independently of the main data transmission algorithm.

Передавая тестовые посылки между устройствами сети «инспектор» перемещается случайным образом по сети в виде виртуальной сущности и находит маршрут с лучшими временными характеристиками. В дальнейшем этот маршрут маркируется соответствующими замеренными временными характеристиками. В момент реализации воздействия передача данных осуществляется по всем возможным маршрутам, обеспечивая резервирование и максимальную скорость передачи данных.By transmitting test messages between network devices, the “inspector” moves randomly through the network in the form of a virtual entity and finds a route with the best timing characteristics. Subsequently, this route is marked with the corresponding measured time characteristics. At the moment the impact is realized, data is transferred along all possible routes, ensuring redundancy and maximum data transfer speed.

При выполнении управления контролируется фактическое отключение нагрузки. Контроль осуществляется несколькими способами: контроль прохождения и отработки команды, контроль измеряемой величины нагрузки на нижнем уровне (на уровне отключающего устройства) и контроль величины нагрузки по целиком по фидеру. В случае, если в результате управления за заданное время не обеспечивается необходимы объем отключения, то дальнейший процесс может развиваться по двум сценариям:When performing control, the actual load shedding is monitored. Control is carried out in several ways: control of the passage and execution of a command, control of the measured load value at the lower level (at the level of the disconnecting device) and control of the load value throughout the entire feeder. If, as a result of control, the required shutdown volume is not achieved within a given time, then the further process can develop according to two scenarios:

- отключение всего фидера;- disconnection of the entire feeder;

- отключение быстрого гарантированного резерва мощности.- disabling fast guaranteed power reserve.

Под быстрым гарантированным резервом мощности понимается нагрузка, которая заведена под интеллектуальный АОН, и имеющая наименьшее время отключения. Причем она может располагаться не обязательно на этом фидере. Второй способ видится наиболее рациональным, так как недоотключение нагрузки может быть связано с неверными измерениями нагрузки по данному фидеру. Таким образом, даже отключение его целиком может не обеспечить требуемый объем нагрузки.By fast guaranteed power reserve we mean a load that is connected to an intelligent Caller ID and has the shortest shutdown time. Moreover, it may not necessarily be located on this feeder. The second method seems to be the most rational, since under-disconnection of the load may be associated with incorrect load measurements on a given feeder. Thus, even turning it off entirely may not provide the required load.

В определенные часы в энергосистеме наблюдается существенный рост потребления - «пики нагрузки». Наличие пиков потребления приводит к необходимости поддержания «вращающегося резерва» на электростанциях. Кроме этого в последнее время значительно растет нагрузка в бытовом секторе, сельской местности и т.д., а существующая сетевая инфраструктура не успевает модернизироваться такими темпами, поэтому существенную проблему представляет перегруз оборудования (трансформаторов, линий). Общепризнанная мировая тенденция решения проблемы «пиков» является представление потребителям изменяющихся во времени тарифов, отражающих стоимость электроэнергии в различные периоды времени.At certain hours, the energy system experiences a significant increase in consumption - “load peaks”. The presence of consumption peaks leads to the need to maintain a “spinning reserve” at power plants. In addition, recently the load in the household sector, rural areas, etc. has been growing significantly, and the existing network infrastructure does not have time to modernize at such a pace, so overload of equipment (transformers, lines) poses a significant problem. A generally accepted global trend for solving the problem of peaks is to provide consumers with time-varying tariffs that reflect the cost of electricity over different periods of time.

Заявленное изобретение реализуется путем установки многотарифного счетчика электроэнергии. Альтернативой может служить установка интеллектуального устройства, рассмотренного ранее. Возникновение локальной перегрузки в этом случае контролирует ЛУУН по заранее заданной уставке. При выявлении перегрузки ЛУУН выдает команду на вывод определенных групп нагрузок. При прохождении пика производится ввод нагрузок обратно. Потребитель получает более льготный тариф, выразив согласие на установку подобной системы. Кроме того, возможно разработать устройство для контроля перегрузок проблемного участка ЭЭС, и «щадящего» отключения необходимой нагрузки. Наиболее перспективный метод решения вышеуказанных проблем, установка у потребителя накопителей энергии и альтернативных источников генерации. Это позволяет без ухудшения качества жизни снять проблемы, а также снизить экологическую нагрузку. Кроме того, представляется интересным организация обратной выдачи мощности в сеть. Создаваемая распределенная сеть АОН способна оказать помощь в управлении подобными устройствами. Например, управлять выдачей мощностей в сеть. В обычном режиме генерация у потребителя может работать «впрок» накапливая энергию в накопителях (аккумуляторных батареях) и при необходимости по команде от ЛУУН выдавать накопленную мощность в сеть. В связи с тем что длительное отключение даже части нагрузки потребителя все равно является нежелательным и существенно ухудшает качество жизни потребителя, предлагается алгоритм попеременного отключения различных потребителей. В случае если суммарная величина отключаемой нагрузки позволяет попеременное отключение потребителей ЛУУН определяет превышение «комфортного» периода отключения и производит отключение у следующего потребителя (группы потребителей) и последующее включение предыдущего. «Мерцающий» АОН особенно актуален в связи с тем, что возрастает доля отопительной нагрузки.The claimed invention is implemented by installing a multi-tariff electricity meter. An alternative is to install the smart device discussed earlier. The occurrence of a local overload in this case is controlled by the LUN according to a predetermined setting. When an overload is detected, the LUUN issues a command to output certain groups of loads. When the peak passes, the loads are reintroduced. The consumer receives a more preferential tariff by agreeing to install such a system. In addition, it is possible to develop a device to control overloads of the problem area of the EPS, and “gently” disconnect the necessary load. The most promising method of solving the above problems is the installation of energy storage devices and alternative generation sources at the consumer's site. This allows you to remove problems without deteriorating the quality of life, as well as reduce the environmental load. In addition, it seems interesting to organize the reverse supply of power to the network. The created distributed Caller ID network can provide assistance in managing such devices. For example, manage the supply of power to the network. In normal mode, the consumer’s generation can operate “for future use” by accumulating energy in storage devices (batteries) and, if necessary, upon command from the LUUN, release the accumulated power to the network. Due to the fact that a long-term shutdown of even part of the consumer’s load is still undesirable and significantly worsens the consumer’s quality of life, an algorithm for alternately disconnecting various consumers is proposed. If the total value of the disconnected load allows for alternate disconnection of consumers, the LUN determines that the “comfortable” disconnection period has been exceeded and disconnects the next consumer (consumer group) and then switches on the previous one. The “flickering” Caller ID is especially relevant due to the fact that the share of the heating load is increasing.

Принцип мерцающего АОН достаточно прост. Часть нагрузки в энергосистеме может быть отключена на определенное время без каких-либо последствий для потребителя. Соответственно, если возникает потребность в отключении нагрузки, в первую очередь воздействия могут быть выданы на нагрузку, заведенную под «мерцающий» АОН. После истечения заданного времени нагрузка будет включена при этом другая нагрузка, близкого объема, будет отключена. Таким образом, общая нагрузка района реализации АОН будет уменьшена на требуемую величину, но при этом время перерыва электроснабжения у каждого потребителя не будет превышать заданной величины.The principle of flickering Caller ID is quite simple. Part of the load in the power system can be switched off for a certain period of time without any consequences for the consumer. Accordingly, if there is a need to disconnect the load, first of all, impacts can be issued on the load connected to the “flickering” Caller ID. After the specified time has expired, the load will be turned on, while another load of similar volume will be turned off. Thus, the total load of the area where GA is implemented will be reduced by the required amount, but at the same time, the time of interruption of power supply for each consumer will not exceed the specified value.

Алгоритм реализации:Implementation algorithm:

- Для нагрузки, которая может быть отключена алгоритмом «мерцающего» АОН, задается время, на которое она может быть отключена, а также минимальная величина электроэнергии, которую должна потреблять нагрузка (если она включена) в процентах от текущего потребления.- For a load that can be turned off by the “flickering” Caller ID algorithm, the time for which it can be turned off is specified, as well as the minimum amount of electricity that the load should consume (if it is turned on) as a percentage of current consumption.

- Выдача воздействия на интеллектуальное устройство отключения нагрузки должно сопровождаться не только величиной, на которую надо отключить нагрузку, но и длительностью отключения нагрузки.- The issuance of an influence on the intelligent load shedding device must be accompanied not only by the amount by which the load must be disconnected, but also by the duration of the load shedding.

Длительность отключения должна учитывать время передачи на отключение другой нагрузки в цикле «мерцающего» АОН.The duration of the shutdown should take into account the transmission time for shutting down another load in the “flickering” Caller ID cycle.

- Команды на отключение нагрузки по принципу «мерцающего» АОН будут передаваться по очереди на различные группы нагрузок до тех пор, пока не будет устранена причина аварии.- Commands to disconnect the load using the “flickering” Caller ID principle will be transmitted in turn to different groups of loads until the cause of the accident is eliminated.

Подобный алгоритм может работать на любом уровне иерархии АОН и практически для любых типов воздействия.Such an algorithm can work at any level of the Caller ID hierarchy and for almost any type of impact.

ПИУН выполняет подготовку управляющих воздействий (расчет требуемых противоаварийных воздействий). В подсистеме интеллектуального управления нагрузкой для получения оптимальных управляющих воздействий на заданную глубину используются алгоритм динамической оптимизации.PIUN carries out the preparation of control actions (calculation of the required emergency actions). In the intelligent load control subsystem, a dynamic optimization algorithm is used to obtain optimal control actions at a given depth.

Исходными данными для динамической оптимизации являются:The initial data for dynamic optimization are:

- Текущий оцененный режим.- Current rated mode.

- Прогноз в виде набора спрогнозированных режимов.- Forecast in the form of a set of predicted regimes.

- Список возможных управляющих воздействий (УВ).- List of possible control actions (CA).

- Состояния УВ.- Conditions of the hydrocarbons.

Прогнозные состояния системы за рассматриваемый диапазон времени представляют собой множество:The forecast states of the system for the considered time range are the set:

Хn - вектор состояния системы в каждый момент времени.X n is the vector of the system state at each moment in time.

В предлагаемом решении учитывается стоимость управляющих воздействий, зависящая не только от вектора состояния системы, но и от времени. В результате оптимизации весь рассматриваемый временной диапазон распадается на несколько поддиапазонов на каждом из которых находится оптимальное для данного поддиапазона решение. Полная целевая функция задачи оптимизации может быть записана, как:The proposed solution takes into account the cost of control actions, which depends not only on the state vector of the system, but also on time. As a result of optimization, the entire time range under consideration is divided into several subranges, on each of which the optimal solution for this subrange is found. The complete objective function of the optimization problem can be written as:

вектор оптимальных управляющих параметров на поддиапазоне; vector of optimal control parameters on the subrange;

bp и ер - индексы начала и конца поддиапазона во временном срезе;b p and e p - indices of the beginning and end of the subrange in the time slice;

С - функция стоимости воздействий зависящая от стоимости каждого конкретного воздействия с учетом времени, задаваемого индексом;C is a function of the cost of impacts depending on the cost of each specific impact, taking into account the time specified by the index;

ξ0 принимается равным начальному значению управляющих параметров.ξ 0 is taken equal to the initial value of the control parameters.

fi - целевая функция каждой подзадачи оптимизации, включающая:f i is the objective function of each optimization subtask, including:

1. потери активной мощности;1. active power losses;

2. отклонения от допустимых диапазонов по напряжению;2. deviations from permissible voltage ranges;

3. нарушения режимных ограничений.3. violation of regime restrictions.

Такая постановка задачи динамической оптимизации позволяет получить оптимальное значение за весь рассматриваемый период времени. Поиск глобального оптимума на всем прогнозном диапазоне осуществляется с учетом стоимости УВ, учитываемой в общей целевой функции.This formulation of the dynamic optimization problem allows us to obtain the optimal value for the entire period of time under consideration. The search for a global optimum over the entire forecast range is carried out taking into account the cost of the shock wave, taken into account in the general objective function.

Для поиска оптимального значения непрерывных управляющих величин, таких, как инъекции активной и реактивной мощности в узлах графа электрической сети, предлагается использовать гибридный метод имитации отжига для непрерывных величин и метод градиентного спуска.To find the optimal value of continuous control quantities, such as injections of active and reactive power in the nodes of the electrical network graph, it is proposed to use a hybrid method of simulated annealing for continuous quantities and the gradient descent method.

Подсистема интеллектуального управления нагрузкой выдает задания в ПТК ИУНРМ, а также уставки интеллектуальной АОН, содержащие:The intelligent load control subsystem issues tasks to the IUNRM software package, as well as intelligent Caller ID settings containing:

- Ограничения в виде границы по напряжению (максимального и минимального) для узлов, расчетной модели, используемой в ПТК ИУНРМ.- Limitations in the form of a voltage limit (maximum and minimum) for nodes, a calculation model used in the software and hardware of IUNRM.

- Каждое ограничение может содержать несколько точек измерения напряжения, соответствующих точкам сети, в которых контролируется напряжение локальным регулятором.- Each limitation can contain several voltage measurement points corresponding to network points at which the voltage is controlled by a local regulator.

- Для каждого ограничения задается время его действия.- For each restriction, its duration is specified.

- Ограничения иерархичны. Если заканчивается время действия ограничения, то вступает в действие ограничение более высокого уровня. При этом должно контролироваться, то, что ограничения не противоречивы, как по значениям, так и по времени. На самом верхнем уровне иерархии границ (корневым элементом иерархии) находятся базовые границы с бесконечным временем действия.- Constraints are hierarchical. If a restriction expires, a restriction at a higher level takes effect. At the same time, it must be controlled that the restrictions are not contradictory, both in value and in time. At the highest level of the boundary hierarchy (the root element of the hierarchy) there are basic boundaries with an infinite validity period.

1. Задание на изменение уровня напряжения в узлах для ПТК ИУНРМ.1. The task of changing the voltage level in the nodes for the PTC IUNRM.

2. Рассчитанные значения уставок для интеллектуальной АОН.2. Calculated values of settings for intelligent Caller ID.

ПИУН передает набор уставок в ИСОН (требуемые противоаварийных воздействий - ступени АОН), которые будут отработаны в случае возникновения аварийной ситуации по сигналам от существующей системы Противоаварийной автоматики.PIUN transmits a set of settings to the ISON (required emergency actions - AON stages), which will be worked out in the event of an emergency based on signals from the existing Emergency Automation system.

ИСОН передает ЛУУН, который является контроллером присоединения и управляет коммутационным аппаратом конкретной, конечной нагрузки, команду на отключение. ЛУУН отключает коммутационный аппарат нагрузки.ISON transmits the shutdown command to the LUUN, which is the bay controller and controls the switching device of a specific final load. LUUN disconnects the load switching device.

Для контроля работы подсистемы интеллектуального управления нагрузкой со стороны оператора на рабочей станции в оперативном режиме отображается следующая информация:To control the operation of the intelligent load control subsystem on the operator’s side, the following information is displayed online at the workstation:

1. Результаты прогноза на определенную глубину:1. Forecast results to a certain depth:

- Оцененная ошибка прогноза;- Estimated forecast error;

- Наибольшие отличия спрогнозированного режима от текущего режима;- The greatest differences between the predicted regime and the current regime;

- Прогнозируемый режим (на схеме и в таблицах).- Predicted regime (in the diagram and in tables).

2. Статистика по ресурсу оборудования (максимальные и средние длительные токи).2. Statistics on equipment life (maximum and average continuous currents).

3. Результаты определения запасов по устойчивости.3. Results of determining stability reserves.

4. Результаты оптимизации4. Optimization results

- Оптимальный режим (на схеме и в таблицах);- Optimal mode (in the diagram and in the tables);

- Отличия целевой функции в исходном и начальном режиме;- Differences between the target function in the initial and initial modes;

- Управляющие воздействия, соответствующие данному оптимальному режиму.- Control actions corresponding to this optimal mode.

Claims (203)

1. Способ интеллектуального управления нагрузкой в изолированных энергосистемах в аварийных режимах, в котором:1. A method for intelligent load control in isolated power systems in emergency modes, in which: осуществляют сбор информации о текущем состоянии энергосистемы, для чего используют систему сбора и передачи информации (ССПИ), которая аккумулирует информацию о состоянии энергосистемы от существующего оперативного информационного комплекса изолированной энергосистемы (ОИК) посредством инициирования процесса подготовки измерений пригодных для моделирования режимов и оптимизации, таких как:collect information about the current state of the power system, for which they use an information collection and transmission system (ICTS), which accumulates information about the state of the power system from the existing operational information complex of an isolated power system (OIC) by initiating the process of preparing measurements of modes suitable for modeling and optimization, such as : - получение архивных срезов телеинформации и состояния сети, с помощью которых выполняют машинное обучение и начальный запуск процесса прогнозирования;- obtaining archived sections of teleinformation and network state, with the help of which machine learning and the initial launch of the forecasting process are performed; - получение и сохранение в базе данных срезов телеинформации с заданной периодичностью текущих срезов телеинформации и состояния сети; логический контроль целостности получаемых данных набором управляющих воздействий;- receiving and storing in the database sections of television information with a given frequency of current sections of television information and network status; logical control of the integrity of the received data using a set of control actions; - формирование среза данных в модели «узлы/ветви», при этом выполняют привязку телеинформации к однолинейной схеме электрической сети, при этом срез телеинформации представляет собой набор телеизмерений и телесигналов о состоянии сети, взятый за определенное время, а одновременность времени определяют метками времени, присутствующими в каждом измерении, при этом метка времени передается от конечного цифрового измерительного устройства, при этом срезы телеинформации включают:- formation of a data slice in the “nodes/branches” model, while linking the teleinformation to a single-line diagram of the electrical network, while the teleinformation slice is a set of telemeasurements and telesignals about the state of the network, taken for a certain time, and the simultaneity of time is determined by the time stamps present in each measurement, while the time stamp is transmitted from the final digital measuring device, while the teleinformation slices include: - телеизмерения активной и реактивной (Р, Q) мощности по линиям электропередачи, в том числе линиям, отходящим к потребителю;- telemetry of active and reactive (P, Q) power along power lines, including lines going to the consumer; - измерения напряжения на шинах станций и подстанций; состояния коммутационных аппаратов;- voltage measurements on station and substation buses; state of switching devices; - режим работы локальных устройств регулирования:- operating mode of local control devices: • ручное регулирование по номеру ступени;• manual regulation by stage number; • ручное регулирование по величине поперечной проводимости;• manual regulation of the transverse conductivity value; • автоматическое регулирование по напряжению;• automatic voltage regulation; • планируемое время нахождения устройства регулирования в данном режиме работы;• planned time for the control device to remain in this operating mode; • положения устройств управляющих аппаратов устройств регулирования;• positions of control devices of regulation devices; • величина уставки поперечной проводимости компенсирующих устройств;• setting value for transverse conductivity of compensating devices; • величина уставки по напряжению локальных устройств регулирования;• voltage setting value of local control devices; при этом формирование среза данных и контроль полноты данных осуществляют, используя подсистему оптимального управления напряжением и реактивной мощностью,in this case, the formation of a data slice and control of data completeness is carried out using a subsystem for optimal control of voltage and reactive power, получение среза телеизмерений и состояния коммутационных аппаратов осуществляют через SQL-запрос к архивной базе данных координирующей системы режимной автоматики, архивные срезы данных формируют на стороне координирующей системы режимной автоматики, а состав срезов исходных данных аналогичен составу данных, получаемых оперативно, при этом исходные данные дополнены меткой времени среза, которая назначается единой для всех параметров среза,obtaining a slice of telemetry and the state of switching devices is carried out through an SQL query to the archive database of the coordinating system of regime automation, archived data slices are formed on the side of the coordinating system of regime automation, and the composition of the source data slices is similar to the composition of the data received operationally, while the source data is supplemented with a label slice time, which is assigned uniformly for all slice parameters, далее осуществляют логический контроль входных данных, для чего полученный срез данных проверяют на соблюдение следующих условий:Next, logical control of the input data is carried out, for which the resulting data slice is checked for compliance with the following conditions: - если по присоединению измеряется как переток мощности, так и состояние коммутационного аппарата, то проверяют их соответствие;- if both the power flow and the state of the switching device are measured at the connection, then their compliance is checked; - если есть измерения перетоков мощности по всем присоединениям, отходящим от шин, то контролируют, чтобы сумма всех перетоков не превышала допустимого небаланса, заданного уставкой;- if there are measurements of power flows across all connections extending from the buses, then control that the sum of all flows does not exceed the permissible imbalance specified by the setting; - при последовательном формировании срезов контролируют изменчивость данных, в соответствии с правилом, что между двумя последовательными срезами в пределах одного объекта должно быть хотя бы одно изменение в измерениях или состояниях;- when sequentially forming slices, data variability is controlled, in accordance with the rule that between two successive slices within one object there must be at least one change in measurements or states; - наличие признаков недостоверности в исходных данных;- presence of signs of unreliability in the source data; актуализируют исходные данные для оценивания состояния, для чего сопоставляют телеинформацию с расчетной моделью, выполненной в расчетном модуле для моделирования электрических режимов (РММЭР) и представляющей собой схему замещения электроэнергетической системы, которая эквивалентна реальной электрической схеме и адекватно отражает процессы, происходящие в ней, при этом в схеме замещения реальные элементы сети заменяются идеализированными элементами, а схему замещения представляют в виде графа, состоящего из узлов и соединяющих их ветвей, при этом узел - это набор соединенных элементов одного класса напряжения, имеющих сопротивление, равное нулю, либо близкое к нулю, которым для данного вида расчета можно пренебречь, а ветвью называют участок электрической цепи, соединяющий два узла, имеющие ненулевое сопротивление, при этом каждому узлу подходит по меньшей мере одна ветвь, при этом ветви идентифицируют тремя числами: «№ узла начала ветви», «№ узла конца ветви», «№ цепи» таким образом, что если два узла соединяют несколько параллельных ветвей, то номер цепи задается разным для каждой цепи, а для одноцепных линий номер цепи задают равным нулю, при этом линии электропередач (ЛЭП) на схеме замещения представлены ветвью с продольным сопротивлением и поперечной проводимостью,update the initial data for assessing the state, for which they compare the teleinformation with the calculation model made in the calculation module for modeling electrical modes (RMMER) and representing an equivalent circuit of the electric power system, which is equivalent to a real electrical circuit and adequately reflects the processes occurring in it, while in an equivalent circuit, real network elements are replaced by idealized elements, and the equivalent circuit is represented as a graph consisting of nodes and branches connecting them, while a node is a set of connected elements of the same voltage class having a resistance equal to zero or close to zero, which for this type of calculation can be neglected, and a branch is a section of an electrical circuit that connects two nodes that have non-zero resistance, with at least one branch suitable for each node, and the branches are identified by three numbers: “Node number of the beginning of the branch”, “Node number end of branch", "circuit number" in such a way that if two nodes connect several parallel branches, then the circuit number is set different for each circuit, and for single-circuit lines the circuit number is set equal to zero, while power lines (power lines) are represented in the equivalent circuit branch with longitudinal resistance and transverse conductivity, далее в модуле оценки состояния производят оценку состояния, которая заключается в получении такого установившегося режима, который был бы наиболее близок к имеющимся измерениям, при этом модуль оценки состояния статическим и динамическим методами выполняет:Then, in the state assessment module, a state assessment is carried out, which consists in obtaining a steady state that would be closest to the existing measurements, while the state assessment module, using static and dynamic methods, performs: - расчет всех параметров текущего режима и отбраковку ошибочной телеинформации по данным телеизмерений о положении коммутационной аппаратуры;- calculation of all parameters of the current mode and rejection of erroneous teleinformation based on telemeasurement data on the position of switching equipment; - расчет ретроспективных режимов на основе архива телеизмерений в ССПИ;- calculation of retrospective modes based on the archive of telemeasurements in the SSPI; - проверка достоверности данных всех параметров используемых в расчете режимов;- checking the reliability of the data of all parameters used in the calculation of the modes; - подготовка исходной модели для других задач комплекса,- preparation of the initial model for other tasks of the complex, при этом статический метод оценки состояния решается независимо для каждого момента времени и выдает сбалансированный установившийся режим для каждого среза измерений, а динамический метод оценки состояния обновляет свое состояния при переходе от одного среза к другому,in this case, the static state estimation method is solved independently for each moment in time and produces a balanced steady state for each measurement slice, and the dynamic state estimation method updates its state when moving from one slice to another, далее выполняют прогнозирование режимов на основе искусственной нейронной сети (ИНС), при этом обрабатывают результаты оценки состояния динамическим методом модифицированным фильтром Калмана и принимают как итоговый результат оценивания состояния только в том случае, если точность оценок, получаемая динамическим методом оценки состояния, превышает точность оценок полученных статическим методом оценки состояния, при этом точность оценок определяют по величине суммарного относительного отклонения,then they perform forecasting of modes based on an artificial neural network (ANN), while processing the results of state assessment by the dynamic method with a modified Kalman filter and accepting them as the final result of state assessment only if the accuracy of the estimates obtained by the dynamic method of state assessment exceeds the accuracy of the estimates obtained a static method of assessing the condition, while the accuracy of the estimates is determined by the value of the total relative deviation, а в статическом методе оценки состояния используют метод взвешенных наименьших квадратов, основанный на минимизации следующей целевой функции:and in the static state estimation method, the weighted least squares method is used, based on minimizing the following objective function: , где , Where - измеренные параметры режима, - measured mode parameters, ν (х) - вычисленные параметры режима по значениям вектора состояния системы х, а матрица Rv - ковариационная матрица, при отсутствии корреляционной зависимости между различными измерениями представляющая собой диагональную матрицу дисперсий измерений - количество измерений, при этом результатом оценки состояния является вектор состояния, содержащий оцененные значения напряжений и углов напряжений для каждого узла,ν (x) are the calculated mode parameters based on the values of the system state vector x, and the matrix R v is a covariance matrix, which, in the absence of a correlation between different measurements, is a diagonal matrix of measurement variances - the number of measurements, while the result of the state assessment is a state vector containing the estimated values of stresses and stress angles for each node, - общее количество узлов электрической сети, при этом для определения минимума целевой функции решается система нелинейных уравнений, полученных приравниванием нулю градиента целевой функции: - the total number of nodes of the electrical network, while to determine the minimum of the objective function, a system of nonlinear equations is solved, obtained by equating the gradient of the objective function to zero: для оценки схемы указывают узел, являющийся опорным по напряжению и с нулевой фазой напряжения, при этом в статическом методе оценки состояния используют функцию предварительной отбраковки ошибочных телеизмерений, которая отбраковывает только напряжения в узлах и перетоки в ветвях, а нагрузки и генерации алгоритмом отбраковки не затрагиваются,to evaluate the circuit, indicate a node that is a reference voltage and with a zero voltage phase, while in the static method of assessing the state, the function of preliminary rejection of erroneous telemeasurements is used, which rejects only voltages in nodes and flows in branches, and loads and generation are not affected by the rejection algorithm, далее, в зависимости от заданной точности телеизмерений, от величины небаланса и от заданного порога допустимости небаланса, все телеизмерения, входящие в данную балансную группу, признают достоверными или сомнительными, при этом каждое телеизмерение имеет три параметра: признак измерения, измеренная величина и точность;further, depending on the specified accuracy of telemeasurements, on the magnitude of the unbalance and on the specified threshold of unbalance admissibility, all telemeasurements included in this balance group are recognized as reliable or doubtful, while each telemeasurement has three parameters: measurement sign, measured value and accuracy; признаки измерений задают на этапе пуско-наладки изолированной энергосистемы системы и корректируют в ходе эксплуатации энергосистемы, при этом признаки измерений имеют следующие условные обозначения:measurement signs are set at the commissioning stage of the isolated power system of the system and adjusted during the operation of the power system, while the measurement signs have the following symbols: N - «забраковано длительно», которое используют для браковки телеизмерения;N - “rejected for a long time”, which is used to reject telemetry; S - «статистические данные», которым обозначают нагрузочные и генераторные узлы, для которых в базовом режиме задано значение нагрузки или генерации;S - “statistical data”, which denotes load and generator nodes for which the load or generation value is set in the basic mode; # - «забраковано», которое выставляется в автоматическом режиме, если алгоритм браковки забраковал измерение, при этом точность измерения определяется суммарной погрешностью всего измерительного тракта, выполненной одинаковым подходом,# - “rejected”, which is set automatically if the rejection algorithm rejected the measurement, while the measurement accuracy is determined by the total error of the entire measuring path, performed using the same approach, при этом относительное отклонение расчетного значения параметра от его измеренной величины вычисляют по формуле: где θi - дисперсия измерения,in this case, the relative deviation of the calculated value of the parameter from its measured value is calculated using the formula: where θ i is the measurement variance, при этом относительное отклонение - безразмерная относительная величина,in this case, the relative deviation is a dimensionless relative quantity, а при анализе оценки состояния суммарное относительное отклонение вычисляют как сумма по всем измерениям по следующей формуле:and when analyzing the condition assessment, the total relative deviation is calculated as the sum of all measurements using the following formula: , при этом узлы, в которых нет измерения, не включают в расчет суммарного относительного отклонения, также в расчете суммарного отклонения не участвуют забракованные измерения, измерения балансирующих узлов, измерения в отключенных линиях, при этом используют комбинированный алгоритм расчета начального значения мощностей нагрузок на основе графиков нагрузки и машинного обучения с использованием ИНС, , while nodes in which there is no measurement are not included in the calculation of the total relative deviation, also rejected measurements, measurements of balancing nodes, measurements in disconnected lines are not included in the calculation of the total deviation, and a combined algorithm for calculating the initial value of load power based on graphs is used load and machine learning using ANN, а в качестве иерархических графиков нагрузки применяют комбинацию суточных графиков и годовых коэффициентов: где Pн0 - начальное значение мощности нагрузки или генерации в базовом режиме; Рсг.з - значение коэффициента зимнего суточного графика активной мощности в относительных единицах для данного момента времени; Pсг.л - значение коэффициента летнего суточного графика активной мощности в относительных единицах для данного момента времени; Кз - «коэффициент зимы», задаваемый для каждого месяца;and as hierarchical load graphs, a combination of daily graphs and annual coefficients is used: where P n0 is the initial value of load or generation power in the basic mode; Р сг.з - the value of the coefficient of the winter daily active power schedule in relative units for a given point in time; P sg.l - the value of the coefficient of the summer daily active power schedule in relative units for a given point in time; Kz - “winter coefficient”, set for each month; при этом значение, равное 1, соответствует работе только по зимнему графику, 0 - только по летнему,in this case, a value equal to 1 corresponds to working only on a winter schedule, 0 - only on a summer schedule, а значение для конкретного дня каждого месяца вычисляется линейной аппроксимацией по значениям для соответствующих месяцев, значение реактивной мощности нагрузки вычисляют с использованием заданного для каждой нагрузки отношения между активной и реактивной мощностью tg(φ);and the value for a specific day of each month is calculated by linear approximation based on the values for the corresponding months, the value of the reactive power of the load is calculated using the ratio between active and reactive power tg(φ) specified for each load; в результате прогнозирования по иерархическим графикам нагрузки получают прогнозные значения измерений и оценки дисперсий измерений:As a result of forecasting using hierarchical load graphs, predicted measurement values and estimates of measurement variances are obtained: , где , Where i - текущий момент времени, х - глубина прогнозирования, при этом дисперсия σ(τ) экспоненциально зависит от глубины прогнозирования:i is the current moment in time, x is the forecasting depth, and the variance σ(τ) depends exponentially on the forecasting depth: в результате прогнозирования режимов с использованием ИНС в качестве прогноза получают вектор спрогнозированных измерений, а также среднеквадратичное отклонение каждой прогнозируемой величины от фактического измерения на тестовой выборке:as a result of forecasting modes using an ANN, the vector is obtained as a forecast predicted measurements, as well as the standard deviation of each predicted value from the actual measurement on the test sample: , где , Where nt - количество срезов в тестовой выборке,n t - number of slices in the test sample, - тестовое значение, - test value, - измеренное значение; - measured value; итоговым показателем точности прогноза является суммарное среднеквадратичное отклонение σ2 по всем прогнозируемым измерениям, которое используют для вычисления дисперсии и которую в свою очередь используют для получения обобщенного результата прогнозирования методом оценки состояния;the final indicator of forecast accuracy is the total standard deviation σ 2 for all predicted measurements, which is used to calculate the variance and which in turn is used to obtain a generalized forecast result using the state assessment method; контроль за работой алгоритма прогнозирования осуществляют по следующим информации и диагностическим сообщениям:The operation of the forecasting algorithm is monitored using the following information and diagnostic messages: - прогнозный режим в виде схем и таблиц;- forecast mode in the form of diagrams and tables; - величины относительных отклонений измерений в виде схем и таблиц;- values of relative measurement deviations in the form of diagrams and tables; - величины дисперсий измерений в виде схем и таблиц;- values of measurement dispersions in the form of diagrams and tables; - обобщенный показатель качества уточненного прогноза;- generalized indicator of the quality of the updated forecast; - при долговременном ухудшении качества уточненного прогноза выдается аварийное сообщение;- in case of long-term deterioration in the quality of the updated forecast, an emergency message is issued; далее выполняют расчет пределов статической устойчивости, которая является показателем возможности синхронной работы синхронных электрических генераторов и синхронных двигателей энергосистемы при медленных изменениях нагрузки, задают ограничения интеллектуальному управлению нагрузкой, а также выполняют расчет запасов по устойчивости с учетом статических характеристик нагрузки по напряжению Рн (U,f)P(G), Qн(U,f) и частоте, при этомNext, they calculate the limits of static stability, which is an indicator of the possibility of synchronous operation of synchronous electric generators and synchronous motors of the power system with slow load changes, set restrictions for intelligent load control, and also calculate stability margins taking into account the static characteristics of the load in voltage P n (U, f)P(G), Qn (U,f) and frequency, while статические характеристики нагрузки задаются отдельно для Р и для Q в виде коэффициентов полинома:static load characteristics are specified separately for P and for Q in the form of polynomial coefficients: - для активной мощности нагрузки задают коэффициенты А0, A1, А2, Af для вычисления зависимости мощности нагрузки от напряжения и частоты по формуле:- for active load power, coefficients A 0 , A 1 , A 2 , A f are set to calculate the dependence of load power on voltage and frequency using the formula: - для реактивной мощности нагрузки задают коэффициенты В0, B1, В2, Bf для вычисления зависимости мощности нагрузки от напряжения по формуле:- for reactive load power, set the coefficients V 0 , B 1 , V 2 , B f to calculate the dependence of load power on voltage according to the formula: далее задают режимные ограничения, которые являются входными данными для алгоритма оптимального управления напряжением и реактивной мощностью, минимальные и максимальные ограничения по уровню напряжения в узлах электрической сети, такие как:then set operating restrictions, which are input data for the algorithm for optimal control of voltage and reactive power, minimum and maximum restrictions on the voltage level in the nodes of the electrical network, such as: - ограничения на инъекцию реактивной мощности в узлах электрической сети, представляющих собой генераторы и компенсирующие устройства;- restrictions on the injection of reactive power in electrical network nodes, which are generators and compensating devices; - ограничения по току в ветвях модели «узлы/ветви», соответствующие токовым ограничениям по ЛЭП и трансформаторам;- current limits in the branches of the “nodes/branches” model, corresponding to current limits on power lines and transformers; - ограничения по перетоку мощности в ветвях модели «узлы/ветви», соответствующие ограничениям по мощности ЛЭП и трансформаторов,- restrictions on the flow of power in the branches of the “nodes/branches” model, corresponding to the restrictions on the power of power lines and transformers, при этом режимные ограничения автоматически вычисляются в цикле интеллектуального управления нагрузкой алгоритмом анализа запасов по статической устойчивости и режимным ограничениям алгоритмом утяжеления и соответствуют режимам работы энергосистемы, оптимизация которых для каждого момента времени выполняется в детерминированной постановке:in this case, operating restrictions are automatically calculated in the intelligent load control cycle by an algorithm for analyzing reserves for static stability and operating limitations by a weighting algorithm and correspond to the operating modes of the power system, the optimization of which for each moment of time is carried out in a deterministic formulation: , где , Where u - элементы вектора U напряжений в узлах электрической сети,u - elements of the voltage vector U at the nodes of the electrical network, а оптимизацию выполняют с учетом следующих ограничений на изменения параметров режима:and optimization is performed taking into account the following restrictions on changes in mode parameters: и формируют уравнения установившегося режима электрической сети в виде ограничений равенств к задаче оптимизации:and form equations for the steady state of the electrical network in the form of equality constraints to the optimization problem: при этом при нарушении запасов устойчивости выполняется задача ввода режима в допустимую область по устойчивости с заданным коэффициентом запаса:in this case, if the stability margins are violated, the task of entering the mode into the permissible region of stability with a given safety factor is performed: , где , Where δ - нарушение границ устойчивости,δ - violation of stability boundaries, U1 - напряжения в узлах нагрузки,U 1 - voltage at load nodes, результат формируют в виде ограничения по напряжению для всех узлов энергосистемы: ,the result is formed in the form of a voltage limit for all nodes of the power system: , характеристики нагрузки определяют следующими методами:load characteristics are determined by the following methods: - активного эксперимента, который является принудительным изменением напряжения в узле энергосистемы;- active experiment, which is a forced change in voltage in a power system node; - пассивного эксперимента, который возможен только в периоды стационарности нагрузки;- passive experiment, which is possible only during periods of stationary load; при этом используют интеллектуальную автоматику отключения нагрузок (АОН) и минимизируют отключение нагрузки за счет:At the same time, they use intelligent automatic load shedding (ALS) and minimize load shedding due to: - вычисления требуемого объема отключения нагрузки непосредственно при выдаче управляющего воздействия;- calculation of the required volume of load shedding directly when issuing a control action; - динамической АОН - выдачи воздействий несколькими ступенями, разнесенными во времени, с учетом динамики развития аварии;- dynamic caller ID - issuing impacts in several stages, separated in time, taking into account the dynamics of the accident; - «мерцающей» АОН - технология оптимизации отключения отопительной нагрузки, в которой часть нагрузки в энергосистеме отключается на определенное время без каких-либо последствий для потребителя, при этом в первую очередь управляющие воздействия УВ выдают на нагрузку, заведенную под «мерцающий» АОН, далее после истечения заданного времени нагрузка включается, а другая нагрузка, близкого объема, отключается, при этом общая нагрузка района реализации АОН уменьшается на требуемую величину, а время перерыва электроснабжения у каждого потребителя не превышает заданной величины;- “flickering” caller ID - a technology for optimizing the shutdown of the heating load, in which part of the load in the power system is turned off for a certain time without any consequences for the consumer, while first of all the control actions of the shock wave are issued to the load connected to the “flickering” caller ID, then after the specified time has elapsed, the load is turned on, and another load of similar volume is turned off, while the total load of the area where the caller ID is implemented is reduced by the required amount, and the time of power supply interruption for each consumer does not exceed the specified value; а принцип работы АОН заключается в равенстве суммарного объема мощности отключаемой нагрузки объему мощности управляющего воздействия:and the principle of operation of ANI is that the total volume of power of the switched off load is equal to the volume of power of the control action: где Where PYB - объем мощности управляющего воздействия, РOH - мощность одной отключаемой нагрузки, i - порядковый номер нагрузки; и принимают следующие допущения:P YB - volume of power of the control action, P OH - power of one switched off load, i - serial number of the load; and make the following assumptions: - отключаемые нагрузки, заведенные под действие АОН, сгруппированы по ступеням отключения нагрузки фиксированной мощности, причем объем мощности ступени с большим порядковым номером включает объем мощности ступени с предыдущим порядковым номером:- disconnected loads brought under the action of AON are grouped into load disconnection stages of fixed power, and the power volume of the stage with a large serial number includes the power volume of the stage with the previous serial number: , где , Where PCTj - объем мощности ступени отключения нагрузки равен объему мощности управляющего воздействия P CTj - the power volume of the load cut-off stage is equal to the power volume of the control action Pj - шаг мощности отключаемой нагрузки j-ой ступени;P j - power step of the switched-off load of the j-th stage; при этом мощность каждого управляющего воздействия задается в зависимости от конфигурации соответствующих ступеней отключения нагрузки (ОН), сформированных в АОН, в свою очередь мощность ступени ОН равна суммарной мощности сгруппированных команд ОН, подгрупп ОН, и мощности ступени с предыдущим порядковым номером, а мощность сгруппированных команд ОН, подгрупп ОН, равна суммарной мощности нагрузки потребителей заведенных под данную команду на подстанционном уровне в месте фактической реализации отключения, мощность нагрузки потребителя при расчете мощности управляющего воздействия (УВ) выбирают, исходя из накопленных ранее статистических данных, при этом доступна функция оперативной корректировки нагрузки потребителя, которую используют при смене сезона года;in this case, the power of each control action is set depending on the configuration of the corresponding load shedding (LO) stages formed in the AON, in turn, the power of the LO stage is equal to the total power of the grouped LO commands, LO subgroups, and the power of the stage with the previous serial number, and the power of the grouped OH commands, OH subgroups, is equal to the total load power of consumers assigned to this command at the substation level in the place where the outage is actually implemented, the load power of the consumer when calculating the power of the control action (CA) is selected based on previously accumulated statistical data, while the operational adjustment function is available consumer load, which is used when the season changes; а УВ вычисляют в два этапа:and the HC is calculated in two stages: • на первом этапе в режиме offline при настройке противоаварийной автоматики выполняют укрупненное вычисление требуемых УВ на полной схеме энергосистемы противоаварийного управления, которые гарантированно возвращают энергосистему к устойчивому и допустимому по перетокам режиму;• at the first stage, in offline mode, when setting up the emergency control automation, a large-scale calculation of the required HCs is performed on the complete circuit of the emergency control power system, which is guaranteed to return the power system to a stable and permissible flow regime; • на втором этапе производят уточненный расчет УВ для разукрупнения воздействия на отключение нагрузки и уменьшения общего объема отключаемой нагрузки, расчет проводят по каждому узлу нагрузки отдельно;• at the second stage, a refined calculation of the HC is carried out to disaggregate the impact on load shedding and reduce the total volume of the load to be disconnected; the calculation is carried out for each load node separately; • вычисление УВ выполняют по следующему алгоритму:• calculation of the HC is performed according to the following algorithm: - до начала расчета УВ задают возможные УВ;- before starting the calculation of the shock wave, possible shock waves are specified; - величина УВ на отключение нагрузки определяют ступенью отключения нагрузки в узле, которая меньше или равна величине нагрузки потребителя, заведенного под АОН;- the magnitude of the load shedding power is determined by the load shedding stage in the node, which is less than or equal to the load value of the consumer connected to the caller ID; - моделируют возможные аварийные события и для каждого аварийного события моделируют заранее заданные сценарии ликвидации аварии;- simulate possible emergency events and for each emergency event simulate predetermined emergency response scenarios; - если расчет послеаварийного режима успешен и пределы по току не нарушены, то считают, что он может существовать;- if the calculation of the post-emergency mode is successful and the current limits are not violated, then it is considered that it can exist; - среди всех успешных УВ выбирают минимальное;- among all successful HCs, the minimum is chosen; - минимизируют вычисления, сортируя УВ от меньшего к большему, выбирая успешное УВ, и останавливают расчет;- minimize calculations by sorting the HC from smallest to largest, choosing a successful HC, and stop the calculation; - успешное УВ проверяют на устойчивость динамического перехода;- a successful shock wave is checked for stability of the dynamic transition; - в результате вычисления получаем общий объем отключений с достаточным запасом по устойчивости;- as a result of the calculation, we obtain the total volume of outages with a sufficient margin of stability; • на втором этапом на динамической модели энергосистемы в режиме online в исполнительной системы отключения нагрузки (ИСОН) выполняют уточненный расчет требуемых УВ, который учитывает временные характеристики нагрузки и производится и для которого исходной схемой для расчета УВ является схема, на которой представлен только один узел нагрузки, при этом энергосистема представлена эквивалентным генератором, а каждая нагрузка представлена своей реальной измеренной величиной;• at the second stage, on a dynamic model of the power system online in the load shedding executive system (ISON), a refined calculation of the required shock waves is performed, which takes into account the temporary characteristics of the load and is produced and for which the initial circuit for calculating the shock wave is a diagram on which only one load node is presented , while the power system is represented by an equivalent generator, and each load is represented by its real measured value; схему выполняют эквивалентной схеме, в которой нагрузки подключены непосредственно к одному узлу, при этом расчет каждого динамического перехода оптимизируют с целью определения максимального времени отключения единичной нагрузки и минимизации отключения нагрузок; при этом вычисления выполняют по следующему алгоритму:the circuit is performed as an equivalent circuit in which the loads are connected directly to one node, while the calculation of each dynamic transition is optimized in order to determine the maximum time for disconnecting a unit load and minimizing the disconnection of loads; In this case, calculations are performed according to the following algorithm: • для каждого УВ, полученного в результате расчета на первом этапе, производится расчет динамического перехода, и в случае, если воздействие не нарушает динамическую устойчивость энергосистемы, то производят оптимизацию УВ следующим образом:• for each shock wave obtained as a result of the calculation at the first stage, the dynamic transition is calculated, and if the impact does not violate the dynamic stability of the power system, then the shock wave is optimized as follows: • выполняют разбиение УВ, выраженного в отключении определенного объема нагрузки, на ступени в соответствии с возможностью разукрупнения нагрузки интеллектуальными устройствами ОН;• perform a division of the shock, expressed in the disconnection of a certain volume of load, into stages in accordance with the possibility of disaggregating the load by intelligent OH devices; • выполняют повторное моделирование динамического перехода таким образом, что моделируется отключение нагрузки не сразу, а по частям с паузами между выдачей воздействий;• perform repeated modeling of the dynamic transition in such a way that the load is not switched off immediately, but in parts with pauses between the issuance of impacts; • получают разбиение нагрузки по ступеням с заданной скоростью отключения;• obtain a load division into steps with a given shutdown speed; расчет УВ выполняют с помощью метода площадей, при этом начальная мощность нагрузки Р0 и аварийная мощность РA известны заранее из первого этапа расчета, выполняемого в offline, при этом известны мощности нагрузок ΔРi и минимальные времена отключения каждой из нагрузок, средняя величина отключаемой нагрузки определяется как:HC calculations are performed using the area method, while the initial load power P 0 and emergency power P A are known in advance from the first stage of the calculation, performed offline, while the load powers ΔP i and the minimum shutdown times of each load, the average value of the switched off load are known defined as: , где , Where ΔPi - величина каждой нагрузки,ΔPi is the magnitude of each load, n - количество нагрузок, участвующих в данном обобщенном воздействии; при этом нагрузки равномерно разбиты на ступени так, что мощность нагрузки узла изменяется по линейному закону и площадь ускорения равна:n is the number of loads participating in this generalized impact; in this case, the loads are evenly divided into stages so that the load power of the node changes according to a linear law and the acceleration area is equal to: , где , Where Δδ - изменение угла генерации, соответствующее времени, в течение которого производятся воздействия на отключение нагрузки;Δδ is the change in the generation angle corresponding to the time during which the load is disconnected; при этом по изменению мощности это эквивалентно одному воздействию через время Δt на величину ΔР, а площадь торможения равна:Moreover, in terms of power change, this is equivalent to one effect through time Δt on the value ΔР, and the braking area is equal to: и максимальный угол выдачи воздействий равен:and the maximum impact angle is equal to: , , и с помощью полученного отклонения угла и постоянной инерции энергосистемы находят время, за которое произойдет отклонение угла Δδ;and using the resulting angle deviation and the constant inertia of the power system, the time during which the angle deviation Δδ occurs is found; далее реальные воздействия включают в полученную линейную характеристику так, чтобы площадь не получалась больше чем линейное усреднение, при этом учитывают запас по отключаемой нагрузке и формирование нескольких взаимно резервируемых наборов нагрузки, а при безаварийной работе энергосистемы выполняют настройку и оптимизацию энергосистемы для передачи команд, для чего передаются псевдо-команды на отключение, замеряется время передачи команды, делается поправка на отработку команды непосредственно на устройстве, и таким образом по каждой нагрузке формируют временные характеристики реакции нагрузки на команду, далее на верхнем уровне соотносят требуемые ступени отключения АОН, полученные в результате оптимизации с реальными ступенями отключения нагрузки с указанием максимального времени отключения для каждой ступени,further, real impacts are included in the resulting linear characteristic so that the area does not exceed the linear averaging, while taking into account the margin for the disconnected load and the formation of several mutually redundant load sets, and during trouble-free operation of the power system, the power system is configured and optimized for transmitting commands, for which Pseudo-commands for shutdown are transmitted, the time of command transmission is measured, an adjustment is made for the execution of the command directly on the device, and thus for each load the time characteristics of the load response to the command are formed, then at the upper level the required stages of caller ID shutdown obtained as a result of optimization are correlated with real load shedding stages indicating the maximum shutdown time for each stage, а сформированные номера ступеней передаются в интеллектуальные устройства отключения нагрузки, и при приходе команды на отключение нагрузки устройство максимально быстро без дополнительных вычислений отключает требуемую нагрузку, при этомand the generated stage numbers are transmitted to intelligent load shedding devices, and when a load shedding command arrives, the device disconnects the required load as quickly as possible without additional calculations, while сеть передачи данных между устройствами АОН выполняют по технологии, разработанной на основе р2р технологии, которая объединяет конечные устройства АОН, обеспечивает выдачу УВ у потребителей электроэнергии в единую сеть АОН без организации строго иерархичной сети передачи данных, при этомThe data transfer network between Caller ID devices is carried out using technology developed on the basis of p2p technology, which unites Caller ID end devices, ensures the issuance of electricity from electricity consumers into a single Caller ID network without organizing a strictly hierarchical data transmission network, while маршруты доставки информации оптимизируют мультиагентным подходом, который работает независимо от основного алгоритма передачи данных, перемещается случайным образом по сети в виде виртуальной сущности и находит маршрут с лучшими временными характеристиками, далее этот маршрут маркируется соответствующими замеренными временными характеристиками, а в момент реализации УВ передача данных осуществляется по всем возможным маршрутам, обеспечивая резервирование и максимальную скорость передачи данных,information delivery routes are optimized using a multi-agent approach, which operates independently of the main data transmission algorithm, moves randomly through the network in the form of a virtual entity and finds a route with the best time characteristics, then this route is marked with the corresponding measured time characteristics, and at the time of implementation of the data transfer is carried out along all possible routes, ensuring redundancy and maximum data transfer speed, и при выполнении УВ контролируется фактическое отключение нагрузки, при этом контроль осуществляется следующими способами:and when performing the shock, the actual load shedding is monitored, and control is carried out in the following ways: • контроль прохождения и отработки команды,• control of the passage and execution of the command, • контроль измеряемой величины нагрузки на нижнем уровне, на уровне отключающего устройства,• control of the measured load value at the lower level, at the level of the disconnecting device, • контроль величины нагрузки по целиком по потребителю;• control of the load value for the entire consumer; при этом, если в результате управления за заданное время не обеспечен необходимый объем отключения нагрузки, то дальнейший процесс выполняю по двум сценариям:Moreover, if, as a result of control, the required volume of load shedding is not provided within a given time, then I carry out the further process according to two scenarios: - отключение всего потребителя,- disconnecting the entire consumer, - отключение быстрого гарантированного резерва мощности, нагрузки, которая заведена под интеллектуальный АОН и имеет наименьшее время отключения,- disabling a fast guaranteed power reserve, a load that is connected to an intelligent Caller ID and has the shortest shutdown time, при этом подсистема интеллектуального управления нагрузкой (ПИУН) выполняет подготовку УВ, а для получения оптимальных УВ на заданную глубину используют алгоритм динамической оптимизации, для которого исходными данными являются:in this case, the intelligent load control subsystem (ILC) prepares shock waves, and to obtain optimal shock waves at a given depth, a dynamic optimization algorithm is used, for which the initial data are: - текущий оцененный режим,- current evaluated mode, - прогнозные состояния энергосистемы за рассматриваемый диапазон времени,- forecast states of the power system for the considered time range, - список возможных УВ,- list of possible HCs, - состояния УВ;- state of the hydrocarbons; прогнозные состояния системы за рассматриваемый диапазон времени представляют собой множество:the forecast states of the system for the considered time range are the set: , где , Where Хn - вектор состояния системы в каждый момент времени;X n - vector of the system state at each moment of time; при этом стоимость управляющих воздействий зависит не только от вектора состояния системы, но и от времени, и весь временной диапазон распадается на несколько поддиапазонов, на каждом из которых находится оптимальное для данного поддиапазона УВ, полная целевая функция динамической оптимизации описана формулой:in this case, the cost of control actions depends not only on the state vector of the system, but also on time, and the entire time range is divided into several subranges, each of which contains the optimal shock wave for a given subrange; the complete objective function of dynamic optimization is described by the formula: , где , Where fi(Xi) - вектор оптимальных управляющих параметров на поддиапазоне,f i (X i ) - vector of optimal control parameters on the subrange, bp и ер - индексы начала и конца поддиапазона во временном срезе,b p and e p - indices of the beginning and end of the subrange in the time slice, С - функция стоимости воздействий, зависящая от стоимости каждого конкретного УВ с учетом времени, задаваемого индексом,C is a function of the cost of impacts, depending on the cost of each specific hydrocarbon, taking into account the time specified by the index, ξ0 принимается равным начальному значению УВ,ξ 0 is taken equal to the initial value of the shock wave, fi - целевая функция каждой подзадачи динамической оптимизации, включающая:f i is the objective function of each dynamic optimization subtask, including: - потери активной мощности,- active power losses, - отклонения от допустимых диапазонов по напряжению,- deviations from permissible voltage ranges, - нарушения режимных ограничений;- violation of regime restrictions; поиск глобального оптимума на всем прогнозном диапазоне осуществляется с учетом стоимости УВ, учитываемой в полной целевой функции, а получения оптимального значения непрерывных УВ используют гибридный метод имитации отжига для непрерывных величин и метод градиентного спуска, при этом ПИУН выдает задания в программно-технический комплекс интеллектуального управления напряжением и реактивной мощностью (ПТК ИУНРМ), а также уставки интеллектуального АОН, содержащие:the search for a global optimum over the entire forecast range is carried out taking into account the cost of shock waves, taken into account in the full objective function, and to obtain the optimal value of continuous shock waves, a hybrid method of simulated annealing for continuous quantities and the gradient descent method are used, while the PIUN issues tasks to the software and hardware complex of intelligent control voltage and reactive power (PTK IUNRM), as well as intelligent caller ID settings, containing: - ограничения в виде границы по максимальному и минимальному напряжению для узлов, расчетной модели, используемой в ПТК ИУНРМ, при этом каждое ограничение содержит несколько точек измерения напряжения, соответствующих точкам сети, в которых контролируется напряжение локальным регулятором,- restrictions in the form of a boundary on the maximum and minimum voltage for nodes, a calculation model used in the software and hardware complex of IUNRM, with each limitation containing several voltage measurement points corresponding to the points of the network at which the voltage is controlled by a local regulator, - для каждого ограничения задается время его действия,- for each restriction, its duration is specified, - ограничения иерархичны: если заканчивается время действия ограничения, то вступает в действие ограничение более высокого уровня, при этом контролируется, то, что ограничения не противоречивы, как по значениям, так и по времени, а на самом верхнем уровне иерархии границ, в корневом элементе иерархии, находятся базовые границы с бесконечным временем действия;- restrictions are hierarchical: if the validity period of a restriction ends, then a restriction of a higher level comes into effect, while it is controlled that the restrictions are not contradictory, both in values and in time, but at the highest level of the hierarchy of boundaries, in the root element hierarchy, basic boundaries with infinite action time are found; ПИУН передает набор уставок в ИСОН, которые отрабатываются в случае возникновения аварийной ситуации по сигналам от существующей системы противоаварийной автоматики, ИСОН передает ЛУУН, который является контроллером присоединения и управляет коммутационным аппаратом конкретной, конечной нагрузки, команду на отключение и отключает коммутационный аппарат нагрузки, при этомPIUN transmits a set of settings to ISON, which are processed in the event of an emergency using signals from the existing emergency automatic system, ISON transmits to LUUN, which is the connection controller and controls the switching device of a specific, final load, a shutdown command and turns off the load switching device, while для контроля работы ПИУН со стороны оператора на рабочей станции в оперативном режиме отображается следующая информация:To control the operation of the PIUN from the operator’s side, the following information is displayed on-line at the workstation: • Результаты прогноза на определенную глубину:• Forecast results at a certain depth: - оцененная ошибка прогноза,- estimated forecast error, - наибольшие отличия спрогнозированного режима от текущего режима,- the greatest differences between the predicted regime and the current regime, - прогнозируемый режим в виде схем и таблиц;- predicted regime in the form of diagrams and tables; • Статистика по ресурсу оборудования, максимальные и средние длительные токи;• Statistics on equipment life, maximum and average continuous currents; • Результаты определения запасов по устойчивости;• Results of determining stability reserves; • Результаты оптимизации:• Optimization results: - оптимальный режим в виде схем и таблиц,- optimal mode in the form of diagrams and tables, - отличия целевой функции в исходном и начальном режиме,- differences between the target function in the initial and initial modes, - УВ, соответствующие данному оптимальному режиму;- HCs corresponding to this optimal regime; при этом все устройства АОН работают на единообразном принципе цифровой АОН, имеющей следующие функции:Moreover, all Caller ID devices operate on the uniform principle of digital Caller ID, which has the following functions: - формирование динамических ступеней ОН,- formation of dynamic stages of OH, - формирование набора объема мощности отключения нагрузки,- formation of a set of load shedding power volumes, - согласование работы управляющих воздействий на отключение нагрузки,- coordination of control actions to disconnect the load, - гарантированное отключение объема мощности,- guaranteed shutdown of power volume, - обеспечение заданного уровня потребления,- ensuring a given level of consumption, - контроль доступного объема мощности отключения,- control of the available volume of shutdown power, - подготовка балансирующих УВ на устройство выбора отключаемых генераторов,- preparation of balancing hydrocarbons for the device for selecting switchable generators, - разгруппировка нагрузки потребителя на приоритетную и второстепенную,- ungrouping of the consumer load into priority and secondary, и используют двухступенчатый алгоритм АОН, в котором при отказе отключения нагрузки средствами ИСУ выполняют отключение потребителя локальными устройствами управления нагрузкой (ЛУУН):and use a two-stage caller ID algorithm, in which, if the load fails to be disconnected, the consumer is disconnected using local load control devices (LCDs) using IMS means: - при возникновении управляющего воздействия (УВ) для АОН определяется величина нагрузки для быстрого отключения <50 мсек, при этом остаток выделяется в отдельную группу для реализации отключения ЛУУН;- when a control action (CA) occurs for ANI, the load value for quick shutdown is determined <50 ms, while the remainder is allocated to a separate group for the implementation of LUN shutdown; - подаются задачи, включающие требуемые величины ОН в зависимости от значений до аварийного потребления для каждого из ЛУУН;- tasks are submitted that include the required OH values depending on the values before emergency consumption for each of the LUUN; - ЛУУН формируют необходимый перечень отключаемых потребителей на основе заранее подготовленных данных по потребителям;- LUUNs form the necessary list of consumers to be disconnected based on pre-prepared data on consumers; - по каналам связи от ЛУУН отправляется команда до вводного щитка потребителя;- a command is sent via communication channels from the LUN to the consumer’s input panel; - внутреннее интеллектуальное вводное устройство отключает необходимую группу;- the internal intelligent input device disables the required group; - ЛУУН ожидает снижение нагрузки заданное время, при этом учитывают как снижение нагрузки до ожидаемой величины, так и скорость снижения нагрузки;- LUUN expects a load reduction for a specified time, taking into account both the reduction in load to the expected value and the speed of load reduction; - если снижение нагрузки не зафиксировано происходит отключение всего потребителя ЛУУН;- if the load reduction is not detected, the entire LUN consumer is disconnected; - если снижение зафиксировано, значит, успешно сработали средства ИСУ АОН.- if a decrease is recorded, it means that the ANI IMS tools have worked successfully. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при отсутствии фиксации метки времени на конечном измерительном устройстве метку времени назначают системой сбора и передачи информации (ССПИ).2. The method according to claim 1, characterized in that in the absence of fixing a time stamp on the final measuring device, the time stamp is assigned by an information collection and transmission system (ICS). 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при отсутствии фиксации метки времени на конечном измерительном устройстве метка времени назначается на локальном устройстве управления.3. The method according to claim 1, characterized in that if there is no fixation of the time stamp on the final measuring device, the time stamp is assigned on the local control device. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в состав срезов телеинформации включают дополнительную информацию, вносимую диспетчером через координирующую систему режимной автоматики.4. The method according to claim 1, characterized in that the teleinformation slices include additional information entered by the dispatcher through the coordinating system of automatic control systems. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что модель «узлы/ветви» подготавливается топологическим процессором, а именно:5. The method according to claim 1, characterized in that the “nodes/branches” model is prepared by a topological processor, namely: - узлы, связанные ветвью нулевого сопротивления, выполняют эквивалентными;- nodes connected by a branch of zero resistance are equivalent; - суммарные параметры узлов, таких, как нагрузка, генерация, шунт, вычисляют на основе параметров оборудования энергосистемы.- the total parameters of nodes, such as load, generation, shunt, are calculated based on the parameters of the power system equipment. 6. Устройство интеллектуального управления нагрузкой (УИУН) в изолированных энергосистемах в аварийных режимах, выполненное с возможностью интеграции в систему управления объектами электроэнергетики и содержащее комплект аппаратных средств, автоматизированное рабочее место (АРМ), комплект программного обеспечения, отличающееся тем, что комплект аппаратных средств состоит из подсистемы интеллектуального управления нагрузкой (ПИУН), исполнительной системы отключения нагрузки (ИСОН) и локальных устройств управления нагрузкой (ЛУУН), при этом ПИУН выполнена с возможностью взаимодействия с устройствами управления верхнего уровня - программно-техническим комплексом интеллектуального управления напряжением и реактивной мощностью (ПТК ИУНРМ) для минимизации технологических потерь в электрической сети; и нижнего уровня - исполнительной системой отключения нагрузки (ИСОН), при этом ИСОН содержит интеллектуальную автоматику отключения нагрузок (АОН) и выполнена с возможностью получения управляющих сигналов от противоаварийной автоматики, а также определения перечня отключаемых нагрузок и передачи сигнала телеуправления на отключение нагрузок в локальные устройства отключения нагрузок, а ЛУУН выполнены с возможностью контроля состояния, величины нагрузок, параметров качества электроэнергии электроустановки потребителя отдельного присоединения, а также возможностью отключения или включения нагрузки.6. An intelligent load control device (ILOD) in isolated power systems in emergency modes, designed to be integrated into the control system of electric power facilities and containing a set of hardware, an automated workstation (AWS), a set of software, characterized in that the set of hardware consists from the intelligent load control subsystem (PIUN), the load shutdown executive system (ISON) and local load control devices (LOUN), while the PIUN is designed to interact with upper-level control devices - the software and hardware complex for intelligent voltage and reactive power control (PTK) IUNRM) to minimize technological losses in the electrical network; and the lower level - by the executive load shedding system (ISON), while the ISON contains intelligent automatic load shedding (ALO) and is designed with the ability to receive control signals from emergency automatics, as well as determine the list of loads to be switched off and transmit a telecontrol signal to disconnect loads to local devices disconnection of loads, and LUUN are designed with the ability to monitor the condition, magnitude of loads, power quality parameters of the electrical installation of a consumer of a separate connection, as well as the ability to disconnect or enable the load. 7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что подсистема интеллектуального управления нагрузкой (ПИУН) содержит модуль мониторинга состояния основного энергетического оборудования, модуль расчета пределов статической устойчивости и модуль расчета уставок автоматики отключения нагрузок (АОН).7. The device according to claim 6, characterized in that the intelligent load control subsystem (ILC) contains a module for monitoring the condition of the main power equipment, a module for calculating static stability limits, and a module for calculating automatic load shutdown settings (ALS).
RU2022123196A 2022-08-30 Method for intelligent load control in isolated power systems in emergency modes and device for its implementation RU2812195C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2812195C1 true RU2812195C1 (en) 2024-01-25

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2216847C2 (en) * 1996-12-20 2003-11-20 ДА ПОНТЕ Мануэл Душ Сантуш Hybrid generating device
RU68221U1 (en) * 2007-04-19 2007-11-10 Валерий Юрьевич Лапшин INTELLIGENT LOAD REMOTE CONTROL
US10243371B2 (en) * 2016-12-15 2019-03-26 Caterpillar Inc. System, apparatus, and method for controlling load sharing of generator sets
RU2723544C1 (en) * 2020-02-06 2020-06-15 Акционерное общество "Системный оператор Единой энергетической системы" (АО "СО ЕЭС") Automatic emergency load control system in isolated power system
RU2725023C1 (en) * 2019-12-30 2020-06-29 Ла Куэста Барросо Ольга Михайловна Де Method of monitoring and controlling consumption of electric energy by consumers in a home and a complex for its implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2216847C2 (en) * 1996-12-20 2003-11-20 ДА ПОНТЕ Мануэл Душ Сантуш Hybrid generating device
RU68221U1 (en) * 2007-04-19 2007-11-10 Валерий Юрьевич Лапшин INTELLIGENT LOAD REMOTE CONTROL
US10243371B2 (en) * 2016-12-15 2019-03-26 Caterpillar Inc. System, apparatus, and method for controlling load sharing of generator sets
RU2725023C1 (en) * 2019-12-30 2020-06-29 Ла Куэста Барросо Ольга Михайловна Де Method of monitoring and controlling consumption of electric energy by consumers in a home and a complex for its implementation
RU2723544C1 (en) * 2020-02-06 2020-06-15 Акционерное общество "Системный оператор Единой энергетической системы" (АО "СО ЕЭС") Automatic emergency load control system in isolated power system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8738191B2 (en) System and method for power grid management
EP2070173B1 (en) Determination and use of power system sensitivities for power flow control
WO2014173131A1 (en) Large power grid overall situation on-line integrated quantitative evaluation method based on response
Arghira et al. Modern SCADA philosophy in power system operation-A survey
Jabr et al. Distribution management systems for smart grid: Architecture, work flows, and interoperability
Novosel et al. Benefits of synchronized-measurement technology for power-grid applications
US8718833B2 (en) Automated systems and methods for controlling localized load conditions to extend electrical distribution system component life
Xiang et al. IoT and edge computing based direct load control for fast adaptive frequency regulation
JP2016144229A (en) Power system operation device, power system operation method and power system operation system
RU2812195C1 (en) Method for intelligent load control in isolated power systems in emergency modes and device for its implementation
KR101926308B1 (en) Distribution automation system having dispersion generation
Novosel et al. Benefits of PMU technology for various applications
KR101926306B1 (en) Distribution Automation System
Gu et al. A Dynamic Load-Shedding Technology based on IEC 61850 in Microgrid
Tchokonte Real-time identification and monitoring of the voltage stability margin in electric power transmission systems using synchronized phasor measurements
Skok et al. System integrity protection schems for future power transmission system using synchrophasors
Venkatanagaraju et al. Mitigation of power system blackout with microgrid system
Sajadi et al. Distributed control scheme for voltage regulation in smart grids
Suter et al. The distribution control centre in a smartgrid
Farahmand et al. An enterprise approach to the interactive objectives and constraints of Smart Grids
Arghandeh et al. Synchronized measurements and their applications in distribution systems: An update
Gong Development of an improved on-line voltage stability index using synchronized phasor measurement
Eichler Next generation network analysis applications for secure and economic integration of distributed renewable generation in distribution grids
Bustamante et al. UFLS and smart load for frequency regulation in electrical power system—A Review
KR101926309B1 (en) Control Method of distribution automation system having dispersion generation