Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений



Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений
Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений

 


Владельцы патента RU 2573171:

Открытое акционерное общество "Системный оператор Единой энергетической системы" (RU)

Изобретение относится к области электротехники. Способ заключается в том, что, в узле нагрузки производят последовательные изменения напряжения, измеряют значения мощности и напряжения на нагрузке и осуществляют перевод в относительные единицы. Причем измерение значения мощности и напряжения на нагрузке производят до и после каждого I-го изменения напряжения в узле нагрузки в виде трехфазной активной мощности Р1(i) и Р2(i) и действующего среднефазного значения напряжения U1(i) и U2(i), где i=1, 2 - порядковый номер измерений в паре для I-го изменения напряжения, индекс 1 соответствует измерению до изменения напряжения, а индекс 2 - после изменения напряжения, по которым определяют значения показателей регулирующих эффектов нагрузки KPi для каждой пары измерений. Исключают пары измерений, значения показателей регулирующего эффекта которых не попадают в заданный доверительный интервал. Производят фильтрацию полученных пар измерений U1(i) и U2(i), P1(i) и Р2(i) по значению регулирующего эффекта нагрузки KPi, определяют первое приближение значений базисной мощности для каждой пары измерений при I-м изменении напряжения - для первой пары измерений, - для последующих пар измерений, относительно которых осуществляют перевод в относительные единицы пары измерений U1(i) и U2(i), P1(i) и P2(i) в соответствии с соотношениями

после чего определяют коэффициенты а0, a1, a2 аппроксимирующего полинома второй степени

P * = a 0 + a 1 U * + a 2 U * 2

и среднеквадратическое отклонение значений напряжения и мощности в относительных единицах от полученного полинома

где N - количество пар измерений, а по определенным ранее значениям коэффициентов a0, a1, a2 вместе со значениями U*1(i) и U*2(i), P*1(i) и P*2(i) уточняют значения базисной мощности для каждой пары измерений в соответствии с соотношением

с последующим их переводом в относительные единицы и повторением операций определения коэффициентов а0, а1, а2, среднеквадратического отклонения σ и последующего уточнения значений базисной мощности РБАЗ(i) до тех пор, пока с каждым последующим повторением среднеквадратическое отклонение σ уменьшается или до заданного минимального значения или до начала своего увеличения. Технический результат заключается в повышении точности. 2 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к области измерений в электротехнике и может быть использовано для определения статических характеристик нагрузки по напряжению U, которые представляют в виде полинома P * ( U * ) = a 0 + a 1 U * + a 2 U * 2 второй степени с коэффициентами аппроксимации a0, a1, a2, которые соответствуют минимальному среднеквадратическому отклонению.

Известен способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению [Гуревич Ю.Е., Либова Л.Е. Применение математических моделей электрической нагрузки в расчетах энергосистем и надежности электроснабжения промышленных потребителей. - М.: изд-во ЭЛЕКС-КМ, 2008. - С. 211-215; Экспериментальные исследования режимов энергосистем / Л.М. Горбунова, М.Г. Портной, Р.С. Рабинович и др.; под ред. С.А. Совалова, - М.: Энергоатомиздат, 1985. - С. 45-48], согласно которому в узле нагрузки последовательно изменяют напряжение и измеряют значения напряжения и мощности на нагрузке с последующим переводом измеренных значений в относительные единицы, а полученную в результате характеристику используют в качестве статической характеристики нагрузки.

Этот способ является наиболее близким по назначению и техническому результату при использовании относительно предложенного, поэтому выбран в качестве прототипа.

Условием использования указанного способа является стационарность исследуемой нагрузки. Если имеют место нерегулярные колебания и дрейф мощности, то указанный способ использоваться не может, поскольку приводит к низкой точности определения статической характеристики нагрузки. В этом случае требуется повторное проведение эксперимента. Повторное проведение эксперимента зачастую сопряжено с рядом технических и организационных трудностей и не всегда возможно. Кроме того, нет гарантии, что при повторном эксперименте нагрузка будет стационарна и использование указанного способа для определения статической характеристики нагрузки будет успешным.

Таким образом, известный способ определения статической характеристики нагрузки обладает относительно низкой точностью.

Задачей изобретения является разработка способа, позволяющего повысить точность определения статических характеристик нагрузки по напряжению при наличии нерегулярных колебаний и дрейфа мощности.

Требуемый технический результат заключается в повышении точности определения статических характеристик нагрузки при наличии нерегулярных колебаний и дрейфа мощности.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в способе, основанном на том, что в узле нагрузки производят последовательные изменения напряжения, измеряют значения мощности и напряжения на нагрузке и осуществляют перевод в относительные единицы, согласно изобретению измерение значения мощности и напряжения на нагрузке производят до и после каждого I-го изменения напряжения в узле нагрузки в виде трехфазной активной мощности Р1(i) и Р2(i) и действующего среднефазного значения напряжения U1(i) и U2(i), где i=l, 2 - порядковый номер измерений в паре для I-го изменения напряжения, индекс 1 соответствует измерению до изменения напряжения, а индекс 2 - после изменения напряжения, по которым определяют значения показателей регулирующих эффектов нагрузки KPi для каждой пары измерений в соответствии с соотношением

,

исключают пары измерений, значения показателей регулирующего эффекта которых не попадают в заданный доверительный интервал, производят фильтрацию полученных пар измерений U1(i) и U2(i), P1(i) и P2(i) по значению регулирующего эффекта нагрузки KPi определяют первое приближение значений базисной мощности для каждой пары измерений при I-м изменении напряжения

- для первой пары измерений,

- для последующих пар измерений,

относительно которых осуществляют перевод в относительные единицы пары измерений U1(i) и U2(i), Р1(i) и P2(i) в соответствии с соотношениями

после чего определяют коэффициенты а0, а1, a2 аппроксимирующего полинома второй степени P * = a 0 + a 1 U * + a 2 U * 2 и среднеквадратическое отклонение значений напряжения и мощности в относительных единицах от полученного полинома

где N - количество пар измерений, а по определенным ранее значениям коэффициентов а0, a1, а2 вместе со значениями U*1(i) и U*2(i), Р*1(i) и P*2(i) уточняют значения базисной мощности для каждой пары измерений в соответствии с соотношением

с последующим их переводом в относительные единицы и повторением операций определения коэффициентов а0, а1, а2, среднеквадратического отклонения σ и последующего уточнения значений базисной мощности РБАЗ(i) до тех пор, пока с каждым последующим повторением среднеквадратическое отклонение σ уменьшается или до заданного минимального значения или до начала своего увеличения.

Способ определения статических нагрузок по напряжению реализуется следующим образом.

Предложенный способ позволяет определять статические характеристики нагрузки по напряжению даже при наличии нерегулярных колебаний и дрейфа мощности благодаря тому, что измерения значений напряжения и мощности производят до и после каждого изменения напряжения, после чего производят фильтрацию полученных пар измерений по значениям регулирующего эффекта нагрузки, а при переводе значений мощности в относительные единицы для каждой пары измерений выбирают такие значения базисных мощностей, чтобы среднеквадратическое отклонение результатов измерений в относительных единицах от полученной статической характеристики нагрузки было минимальным.

Нерегулярные колебания и дрейф мощности могут быть учтены как изменение значения базисной мощности, которая используется для перевода измеренных значений мощности в относительные единицы. В предложенном способе измерения значений напряжения и мощности производят непосредственно до и после изменения напряжения, что максимально снижает вероятность изменения базисной мощности между такими измерениями. Для того чтобы исключить пары измерений, между которыми все же происходит изменение базисной мощности, в предложенном способе предусмотрена фильтрация пар измерений по значениям регулирующего эффекта нагрузки. Так как значения базисной мощности для каждой пары измерений заранее неизвестны, то в предложенном способе их выбирают исходя из условия минимизации среднеквадратического отклонения результатов измерения от полученной статической характеристики нагрузки. Это позволяет свести к минимуму влияние нерегулярных колебаний и дрейфа мощности на получаемую статическую характеристику нагрузки, что расширяет область использования предложенного способа по сравнению с прототипом.

На чертежах представлены:

на фиг. 1 - статическая характеристика нагрузки и результаты измерений напряжения и мощности, полученные по первому приближению значений базисной мощности;

на фиг. 2 - статическая характеристика нагрузки и результаты измерений напряжения и мощности, полученные по значениям базисной мощности, соответствующие минимальному среднеквадратическому отклонению.

В таблице 1 приведены измеренные значения напряжения U1(i) и U2(i) и мощности Р1(i) и Р2(i), а также соответствующие им значения регулирующего эффекта нагрузки KPi.

В таблице 2 приведено первое приближение значения базисной мощности РБАЗi для каждой пары измерений.

В качестве примера приведен способ определения статической характеристики активной мощности нагрузки предприятия ОАО «Сибкабель» г. Томск по напряжению. Нагрузка предприятия ОАО «Сибкабель» имеет резкопеременный характер, обусловленный особенностями производства, что сопровождается нерегулярными колебаниями и дрейфом мощности, поэтому определение статической характеристики нагрузки по напряжению известными способами невозможно.

Последовательное изменение напряжения в узле нагрузки производят с помощью устройства регулирования напряжения под нагрузкой питающего трансформатора. В соответствии с управляющими воздействиями до и после каждого изменения напряжения производят измерение значений трехфазной активной мощности Р1(i) и Р2(i) и действующего среднефазного значения напряжения U1(i) и U2(i), где i - порядковый номер пары измерений, индекс 1 означает, что измерение произведено до изменения напряжения, а индекс 2 означает, что измерение произведено после изменения напряжения. Далее полученные пары измеренных значений U1(i) и U2(i), Р1(i) и Р2(i) (таблица 1) применяют для определения значений показателей регулирующих эффектов нагрузки KPi для каждой пары измерений в соответствии с соотношением

Проверяют, не выходят ли значения показателей регулирующих эффектов за пределы доверительного интервала, например 0,75÷2, и исключают пары измерений, значения регулирующего эффекта которых выходят за его пределы. Исключаемые значения выделены в таблице 1 жирным курсивом.

Значения регулирующих эффектов нагрузки KPi (таблица 1) используют для линейной фильтрации полученных пар измерений U1(i) и U2(i), P1(i) и P2(i) значению регулирующего эффекта нагрузки KPi. Профильтрованные пары значений напряжения U1(i) и U2(i) и мощности Р1(i) и Р2(i) используют для определения значений базисной мощности вначале в виде первого приближения своего значения для каждой пары измерений

- для первой пары измерений,

- для последующих пар измерений.

Далее полученные значения базисной мощности РБАЗ(i) (таблица 2) вместе со значениями U1(i) и U2(i), Р1(i) и Р2(i) переводятся в относительные единицы

В рассматриваемом примере используют неизменное значение базисного напряжения (в данном случае UБАЗ=6200 В).

Полученные значения U*1(i) и U*2(i), P*1(i) и P*2(i) в относительных единицах применяют для определения коэффициентов аппроксимирующего полинома (фиг. 1)

которые могут быть определены стандартным методом наименьших квадратов по зависимостям

Затем полученные коэффициенты, в рассматриваемом случае а0=1,387, а1=-1,794, а2=1,392, вместе со значениями U*1(i) и U*2(i), Р*1(i) и Р*2(i) используются для определения погрешности в виде среднеквадратического отклонения значений напряжения и мощности в относительных единицах от полученного полинома

где N - количество пар измерений.

Затем определенные ранее значения коэффициентов а0, а1, а2 вместе со значениями U*1(i) и U*2(i), P*1(i) и P*2(i) используют для уточнения значений базисной мощности, например, определяют второе приближение значения базисной мощности для каждой пары измерений

с последующим ее переводом в относительные единицы и повторением операций определения коэффициентов а0, а1, а2, среднеквадратического отклонения σ и последующего уточнения значений базисной мощности PБАЗ(i) до тех пор, пока с каждым последующим повторением среднеквадратическое отклонение σ уменьшается или до заданного минимального значения или до начала своего увеличения. То есть перевод значений базисной мощности в относительные единицы, определение коэффициентов а0, а1, а2, определение среднеквадратического отклонения σ и определение следующего приближения значений базисной мощности PБАЗ(i) повторяют до тех пор, пока, среднеквадратическое отклонение σ уменьшается с каждым последующим повторением. В рассматриваемом примере среднеквадратическое отклонение продолжало уменьшаться до минимального значения σ=0,003, после чего начало увеличиваться. Поэтому в качестве искомой статической характеристикой нагрузки по напряжению принимают полином P * = a 0 + a 1 U * + a 2 U * 2 с коэффициентами а0=1,481, а1=-2,277, а2=1,796, соответствующими минимальному среднеквадратическому отклонению σ=0,003 (фиг. 2). Возможно и ограничение процесса некоторым минимальным значением, например, до σ=0,01.

Таким образом, на примере определения статической характеристики активной мощности нагрузки по напряжению предприятия ОАО «Сибкабель» показана работоспособность предложенного способа даже при наличии нерегулярных колебаний нагрузки и дрейфа мощности.

Благодаря введению дополнительного арсенала технических средств (операций способа, охарактеризованных выше), достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении точности определения статических характеристик нагрузки при наличии нерегулярных колебаний и дрейфа мощности и с учетом возможных аномальных искажений, поскольку при обработке результатов измерений исключают пары измерений, значения показателей регулирующего эффекта которых не попадают в заданный доверительный интервал.

Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений, основанный на том, что в узле нагрузки производят последовательные изменения напряжения, измеряют значения мощности и напряжения на нагрузке и осуществляют перевод в относительные единицы, отличающийся тем, что измерение значения мощности и напряжения на нагрузке производят до и после каждого I-го изменения напряжения в узле нагрузки в виде трехфазной активной мощности P1(i) и P2(i) и действующего среднефазного значения напряжения U1(i) и U2(i), где i=1, 2 - порядковый номер измерений в паре для I-го изменения напряжения, индекс 1 соответствует измерению до изменения напряжения, а индекс 2 - после изменения напряжения, по которым определяют значения показателей регулирующих эффектов нагрузки KPi для каждой пары измерений в соответствии с соотношением

исключают пары измерений, значения показателей регулирующего эффекта которых не попадают в заданный доверительный интервал, производят фильтрацию полученных пар измерений U1(i) и U2(i), P1(i) и Р2(i) по значению регулирующего эффекта нагрузки KPi, определяют первое приближение значений базисной мощности для каждой пары измерений при I-м изменении напряжения
- для первой пары измерений,
- для последующих пар измерений,относительно которых осуществляют перевод в относительные единицы пары измерений U1(i) и U2(i), P1(i) и P2(i) в соответствии с соотношениями

после чего определяют коэффициенты а0, а1, a2, аппроксимирующего полинома второй степени P * = a 0 + a 1 U * + a 2 U * 2 и среднеквадратическое отклонение значений напряжения и мощности в относительных единицах от полученного полинома

где N - количество пар измерений, а по определенным ранее значениям коэффициентов a0, a1, a2 вместе со значениями U*1(i) и U*2(i), P*1(i) и P*2(i) уточняют значения базисной мощности для каждой пары измерений в соответствии с соотношением

с последующим их переводом в относительные единицы и повторением операций определения коэффициентов а0, а1, а2, среднеквадратического отклонения σ и последующего уточнения значений базисной мощности РБАЗ(i) до тех пор, пока с каждым последующим повторением среднеквадратическое отклонение σ уменьшается или до заданного минимального значения или до начала своего увеличения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ определения технологических потерь электроэнергии в оборудовании тяговых подстанций заключается в измерении на тяговой подстанции напряжения и тока на уровне напряжения 3,3 кВ.

Изобретение относится к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ определения технологических потерь в тяговой сети заключается в том, что измеряют на участке железной дороги ток, напряжение, ординаты поезда во времени.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для определения статических характеристик нагрузки по напряжению. Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению заключается в том, что в узле нагрузки производят последовательные изменения напряжения, измеряют напряжение и мощность и переводят измеренные значения напряжения и мощности в относительные единицы.

Изобретение относится к области электроснабжения электроподвижного состава железнодорожного транспорта. В способе измеряют информационно-измерительным комплексом на борту электроподвижного состава приращения расхода и рекуперации электрической энергии.

Изобретение относится к способам определения автокорреляционной функции электрического сигнала. Контролируемый интервал временной переменной автокорреляционной функции, включающий автокорреляционную функцию, разбивают на малые элементы разрешения, присваивают элементам разрешения номера от -К до K, где K - число элементов разрешения на положительном и отрицательном участках оси временной переменной, для каждого элемента разрешения формируют весовую функцию wk(ω)=θe-jωkθ, где k - номер элемента разрешения, ω - круговая частота, j - комплексная единица, задают фиксированный набор частот, удобных для измерения на них спектральной плотности мощности, формируют весовую матрицу W из весовых функций на заданном наборе частот, измеряют значения спектральной плотности мощности на этих частотах и объединяют их в вектор измерений s → , составляют уравнение измерений s → = W r → T + n → , где r → = [ ρ ( − K θ ) … ρ ( − θ ) ρ ( 0 ) ρ ( θ ) … ρ ( K θ ) ] T - вектор корреляций, ρ(kθ) - значение автокорреляционной функции анализируемого сигнала на элементе разрешения с номером k, n → - вектор ошибок измерений спектральной плотности, определяют автокорреляционную функцию из уравнения измерений в форме оценки вектора корреляций.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при измерении электрической энергии и мощности переменного тока, а также силы тока и углов сдвига фазы между двумя или большим количеством сигналов.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при измерении электрической энергии. .

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике сбора и обработки данных от счетчиков электрической энергии и мощности, и может быть использовано для передачи накопленных и расчетных данных по коммуникационным каналам в центр сбора информации.

Изобретение относится к области систем обработки информации и электротехники и может быть использовано для замены действительной несинусоидальной кривой тока, содержащей высшие гармоники, эквивалентной синусоидой.

Изобретение относится к области измерительной техники и применяется для учета различного вида коммунальных услуг. .

Изобретение относится к объединяющему блоку для автоматизации подстанции. Техническим результатом является повышение оперативной гибкости и снижение сложности высокоуровневых архитектур системы автоматизации подстанции, а также улучшение мониторинга качества энергии и устойчивости электрораспределительной сети. Предложен объединяющий блок (100) для автоматизации подстанции, содержащий по меньшей мере один входной интерфейс (110a, 110b) для приема входных данных (ID), характеризующих по меньшей мере одно напряжение и/или ток, связанные с компонентом энергетической системы (200), при этом объединяющий блок (100) содержит средство (156) синхронизации времени, которое содержит интерфейс с внешней сетью синхронизации, работающей согласно одному из стандарта B Межотраслевой группы по измерительным средствам (IRIG), стандарта 1PPS или стандарта 1588 Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE). Объединяющий блок (100) выполнен с возможностью реализации логических узлов (TCTR, TVTR) согласно стандарту 61850-7 Международной электротехнической комиссии (IEC), а также привязки информации, поступающей по меньшей мере на один из логических узлов (TCTR, TVTR) и/или из него, к протоколу связи IEC 61850-9-2 - «Выборочные измеренные значения» (SMV). 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для определения статических характеристик нагрузки по напряжению. Способ заключается в том, что в узле нагрузки производят последовательные изменения напряжения, измеряют напряжение и мощность и переводят измеренные значения напряжения в относительные единицы. Но при этом напряжение и мощность измеряют до и после каждого изменения напряжения, определяют значения регулирующего эффекта нагрузки KPi для каждой пары измеренных значений напряжения и мощности. Производят фильтрацию полученных пар измерений, значения регулирующего эффекта KPi которых не попадают в заданный доверительный интервал, определяют коэффициенты a 0, a 1, a 2 методом наименьших квадратов. Принимают в качестве искомой статической характеристики нагрузки по напряжению полином . Технический результат заключается в определении статических характеристик нагрузки по напряжению при наличии нерегулярных колебаний и дрейфа мощности. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, для учета потерь электроэнергии электроподвижным составом при нагоне графикового времени. Способ включает сравнение фактического значения расхода электрической энергии при нагоне графикового времени, зафиксированного с помощью бортового информационно-измерительного комплекса на электроподвижном составе, позволяющего осуществлять запись расхода электроэнергии, координат местоположения и скорости с заданным интервалом времени, с базовым значением расхода электроэнергии для этого же участка. Причем значение базового расхода определяется как среднее арифметическое значение расходов электроэнергии из выборки поездок с аналогичными параметрами для поездов, проследовавших данный участок без нагона графикового времени за предшествующий период времени. Достигается повышение точности определения непроизводительных потерь электроэнергии электроподвижным составом при нагоне графикового времени. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для учета потерь электроэнергии электроподвижным составом при неграфиковых остановках. Способ включает сравнение фактического значения расхода электрической энергии при неграфиковой остановке, зафиксированного с помощью бортового информационно-измерительного комплекса на электроподвижном составе, позволяющего осуществлять запись расхода электроэнергии, координат местоположения и скорости с заданным интервалом времени, с базовым значением расхода электроэнергии для этого же участка. Причем значение базового расхода определяется как среднее арифметическое значение расходов электроэнергии из выборки поездок с аналогичными параметрами для поездов, проследовавших данный участок без остановок за предшествующий период времени. Отнесение остановки поезда к неграфиковой осуществляется на основании сравнения фактического графика движения с нормативным из системы ГИД-Урал. Достигается повышение точности определения потерь электроэнергии электроподвижным составом при неграфиковых остановках. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх