Предотвращение и ликвидация гололедных аварий - Применение системного подхода для повышения надежности

1. Применение системного подхода для повышения надежности эргатической энергосистемы в условиях гололедно-ветровых ситуаций

Эргатическая энергосистема относится к «большим системам», характеризуемым множественностью элементов и их связей, иерархичностью построения и неполной познаваемостью количественных характеристик. Теоретической и методологической основой исследований «больших систем» является системный подход. При этом объект рассматривается как определенное множество элементов, взаимосвязь которых обусловливает целостные свойства этого множества; основной акцент делается на выявлении многообразия связей и отношений, имеющих место как внутри исследуемого объекта, так и в его взаимоотношениях с внешней средой. Основные свойства объекта как целостной системы определяются особыми системообразующими связями.
В [13] предложена методика применения системного подхода к решению сложной многофакторной и стохастической проблемы обеспечения надежности ЭЭС в условиях ГВС путем комплексного, взаимосвязанного и пропорционального рассмотрения всех обстоятельств, путей и методов решения этой проблемы.
Надежность ЭЭС при ГВС определяется большим числом внешних факторов (ВФ) - левая часть рис. 2.1. Под внешними факторами понимаются как вредные воздействия (гололед, ветер, плохое качество опор, ошибки проектирования, отсутствие сигнализации, плохая подготовка персонала и т.п.), так и противодействующие им меры (плавка гололеда, изменение режима работы сетей, переключения и др.). Число ВФ исчисляются десятками и нетрудно видеть, что каждый из них может быть существенно детализирован. Дальнейшая детализация ВФ целесообразна при использовании ЭВМ.
Груднообозримое множество ВФ предложено структурировать в комплексы, статистически определяющие численные значения ограниченною ряда представительных системообразующих факторов (СОФ). К СОФ первого уровня относятся:

1. Ку — коэффициент, характеризующий соответствие проектных и фактических нормативных районов по гололеду и ветру; рассчитывается по

формуле
где lс — длина ВЛ, у которых проектные нагрузки отражают фактические условия эксплуатации линий; lа - общая длина ВЛ в рассматриваемом районе;

1. Пр - коэффициент, характеризующий качество принятых проектных решений; рассчитывается по формуле

где Пп — количество правильных проектных решений, принятых для сетевого хозяйства за определенный промежуток времени; Пo - общее количество проектных решений для тех же условий;

1. Рл - отношение фактически выполненного объема реконструкции ВЛ к необходимому объему;
2. Кр — отношение фактически выполненного объема капитального ремонта ВЛ к необходимому объему;
3. Эк - коэффициент эффективности эксплуатационного обслуживания и оперативно-диспетчерского управления в рассматриваемых электрических сетях;
4. КЕ — коэффициент эффективности работы персонала.

К СОФ второго уровня относятся:
tреш - время, затраченное на принятие решения и измеряемое с момента обнаружения гололеда до начала сборки схемы плавки гололеда;
tcб - продолжительность подготовки схем плавки гололеда;
tпл — продолжительность плавки гололеда;
tкp — интервал времени между моментами обнаружения гололеда на ВЛ и появлением первых повреждений на ней (критическое время).

Рис.2.1. Диаграмма связей внешних факторов, системообразующих факторов и критериев надежности и эффективности ЭЭС при ГВС

СОФ второго уровня имеют природу случайных величин и определяются в [13] методами математической статистики. Источником для определения их численного значения является опыт (выборки из первичной эксплуатационной документации - оперативных журналов, сводок, актов и др.) или специально организованный эксперимент. Возможность проведения натурных экспериментов чрезвычайно ограничена. Реальным путем является постановка численного эксперимента на ЭВМ.
Если плавка гололеда по всем взаимно связанным линиям в ЭЭС ведется поочередно, го полное время t с начала гололедообразования до завершения первого цикла плавки на всех линиях

где t1= tpeш +tcб +tnл +tpaзб +tnp + tвв - время плавки на первой линии, отсчитываемое с момента начала гололедообразования до включения линии; tpaзб, tnp, tвв - время разборки схемы плавки, проверки готовности и включения ВЛ после плавки гололеда; N — общее число последовательных плавок в одном цикле; ti - среднее время одной плавки, включая все подготовительные операции на i-й линии.
Критерием надежности системы (КНС) в условиях ГВС является выполнение неравенства

где Ткм — «время комплексных мероприятий». Его смысл заключается в том, чтобы при возникновении ГВС выбрать такую схему и режим плавки гололеда на каждой из N линий и последовательность плавки на них, чтобы с учетом вероятностных значений СОФ время Ткм оказалось меньше tкp с заданной вероятностью. Решение этой задачи возможно с использованием централизованной автоматизированной системы управления плавкой гололеда (гл. 7).
Предложенный КНС отражает характерные особенности системного подхода. Он как бы стягивает в один узел все значимые факторы, прямо или косвенно влияющие на «время комплексных мероприятий».
Надежное электроснабжение в условиях ГВС должно обеспечиваться не любой, а разумной ценой. Эта простая идея отражается в виде критерия эффективности системы (КЭС):

где- сумма приведенных затрат на комплексные мероприятия, направленные на повышение надежности ЭЭС;- сумма затрат, вызванных различного рода потерями (в первую очередь за счет недоотпуска электроэнергии) в случае невыполнения тех или иных мероприятий.