Наведено процедуру виявлення місця однофазного КЗ на ЛЕП під час вимірювання параметрів аварійного режиму на базі штучної нейронної мережі. Доведено працездатність і переваги запропонованого підходу у разі застосування багатошарового персептрона.

Досліджено специфіку задачі відновлення електроживлення знеструмлених у результаті аварії споживачів. Представлено оціночну модель і набір основних обмежень і критеріїв оптимізації цієї задачі.

Індекс рубрикатора НБУВ: З279-082.031-05

Рубрики:

Лінії електропередачі та електричні мережі

Шифр НБУВ: Ж69973 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Викладено результати досліджень з підготовки та використання штучних нейронних мереж для розв'язання задач визначення виду та місця короткого замикання на лініях електропередачі.

Розв'язано актуальну науково-технічну задачу визначення місць пошкоджень (ВМП) на лініях електропередачі (ЛЕП) високої напруги під час вимірювання параметрів аварійного режиму (ПАР) з одного боку ЛЕП з застосуванням штучних нейронних мереж (ШНМ). Відзначено, що на точність засобів ВМП ЛЕП, які використовуються на практиці для електроенергетичних систем, впливає точність вимірювання ПАР і проведення вимірювання з однієї чи з двох боків ЛЕП (значення перехідного опору суттєво впливає на точність ВМП ЛЕП, але не визначається за однобічного вимірювання ПАР). Запропоновано та розроблено метод виду короткого замикання (КЗ) на ЛЕП під час вимірювання ПАР з одного боку ЛЕП з використанням ансамблю імовірнісних нейронних мереж. Удосконалено метод розв'язання задачі ВМП ЛЕП за вимірювання ПАР з одного ЛЕП з використанням ШНМ шляхом функціонального поєднання багатошарових персептронів та імовірнісних нейронних мереж. Установлено вимоги до підготовки таких ШНМ. На підставі результатів практичної реалізації запропонованих методів зроблено висновок, що вони гарантують правильність визначення виду КЗ та підвищують точність визначення місця КЗ у порівнянні з існуючими методами ВМП ЛЕП.

Розвиток ринкових відносин в електроенергетичній галузі України сьогодні пов'язаний, в першу чергу, з впровадженням нової конкурентної моделі оптового ринку електроенергії - ринку двосторонніх договорів та балансуючого ринку електроенергії (РДДБ). Одним із основних заходів забезпечення функціонування РДДБ в Україні є впровадження механізму балансуючого ринку електроенергії на основі проведення аукціону з продажу електроенергії виробниками. Представлено математичну модель та визначено особливості реалізації балансуючого ринку електроенергії. Запропоновано метод оптимізації балансу активних потужностей на аукціоні балансуючого ринку електроенергії України. Розроблений метод розв'язання задачі оптимізації балансу активних потужностей в електроенергетичній системі на балансуючому ринку з використанням коефіцієнтів втрат дозволяє швидко визначити оптимальний склад генерувальних потужностей з урахуванням як питомої вартості виробництва електроенергії, так і втрат на транспортування електроенергії від виробника до споживача без необхідності виконувати моделювання та оптимізацію режиму електроенергетичної системи.

Розвиток ринкових відносин в електроенергетичній галузі України сьогодні пов'язаний насамперед з впровадженням нової конкурентної моделі оптового ринку електричної енергії - ринку двосторонніх договорів та балансуючого ринку електричної енергії (РДДБ). Одним із основних заходів забезпечення функціонування ринкового механізму формування оптових цін на купівлю-продаж електричної енергії є проведення аукціонів. Наведено математичний опис та визначено особливості проведення аукціонів електричної енергії. Запропоновано спосіб визначення переможців аукціону як елемента біржі електричної енергії РДДБ України та визначено обмежуючі чинники, що впливають на результати торгів. Розроблений спосіб проведення аукціону електричної енергії дозволяє реалізувати конкурентний відбір виробників та постачальників електричної енергії, що є учасниками РДДБ України, за наступними критеріями: максимізація сумарної вартості виграшних лотів покупців активної потужності, мінімізація сумарної вартості виграшних лотів продавців активної потужності; мінімізація дисбалансу між задоволеними попитом та пропозицією на електричну енергію.

Розглянуто склад системних та допоміжних послуг на конкурентному ринку електричної енергії України. Запропоновано метод підвищення ефективності надання системних послуг оператором розподільних мереж учасникам ринку електричної енергії з відновлення електропостачання аварійно знеструмлених споживачів.

Сучасний етап розвитку оптового ринку електричної енергії України пов'язаний із впровадженням ринку двосторонніх договорів та балансуючого ринку електроенергії (РДДБ). Для розуміння і практичної реалізації усіх процесів, що протікають на РДДБ, визначення та опису ролей і функцій, притаманних різним його учасникам, необхідна розробка рольової моделі РДДБ, що грунтується на методології об'єктно-орієнтованого моделювання (UMM UN/CEFACT). Наведено гармонізовану рольову модель європейського ринку електроенергії, розроблену із використанням методології UMM, яка є основою для побудови рольових моделей та детального опису функціонування сегментів ринку електроенергії. Така модель є засобом формального визначення ролей і зон, що використовуються в бізнес-процесах на ринку електроенергії. Розроблена модель надає змогу проводити аналіз діяльності сторін та їх ролей у межах певних зон європейського ринку електроенергії і може використовуватися при визначенні ролей та основних процесів на РДДБ, полегшуючи її впровадження в Україні. Крім того, використання понять та опис основних бізнес-процесів відповідно до гармонізованої рольової моделі європейського ринку електроенергії дозволяє полегшити інтеграцію РДДБ України з європейським ринком електроенергії у майбутньому, а також забезпечити практичну реалізацію процесів інформаційного обміну на існуючому ринку електроенергії України за рахунок використання стандартизованих інформаційно-технологічних систем керування цим ринком.

Окреслено основні принципи загального інформаційного моделювання та розглянуто його основні складові. Розроблено загальну інформаційну модель адаптивного трансформатора струму високовольтної ЛЕП.

Одним з центральних сегментів конкурентної моделі ринку електроенергії, впровадження якої здійснюється сьогодні і в Україні, є "ринок на добу наперед" (РДН), функціонування якого забезпечується на біржі електроенергії. Для реалізації РДН на біржі електроенергії розв'язується математична задача визначення балансу між попитом та пропозицією на електроенергію на основі визначення точки перетину кривих попиту та пропозиції щодо купівлі-продажу електроенергії, шляхом розрахунку результату двостороннього аукціону. Мета двостороннього аукціону є досягнення максимуму "функції добробуту" РДН у разі визначення маржинальної ціни (МЦ) та рівноважного обсягу електроенергії для кожного розрахункового періоду. Крім максимізації сумарного добробуту, метою РДН є збільшення ліквідності біржі та зниження цін на електроенергію на ринку електроенергії в цілому за рахунок зменшення обсягів торгівлі електроенергією на балансуючому ринку. Зважаючи на зазначене вище наведено розроблений метод мінімізації рівня МЦ на РДН за рахунок оптимізаційного розподілу цінонезалежних пропозицій виробників електроенергії, який дозволяє забезпечити рівномірне зниження МЦ на РДН в години доби з найбільшою ціною на електроенергію, а також забезпечити збільшення ліквідності біржі, що, в свою чергу, впливає на зменшення обсягів торгів балансуючого ринку по апріорі більшими цінами і приводить до зниження цін на конкурентному ринку електроенергії в цілому.

Зазначено, що впровадження в Україні моделі ринку двосторонніх договорів та балансуючого ринку (РДДБ) потребує вирішення низки питань, пов'язаних із визначенням математичної моделі центрального сегмента РДДБ - ринку "на добу наперед", що може функціонувати як біржа електроенергії. Одним з дискусійних є питання врахування мережевих обмежень у цьому сегменті РДДБ. Наведено спосіб врахування мережевих обмежень, що основується на розділенні ринку електроенергії "на добу наперед" на декілька ринків з визначенням зональної маргінальної ціни по кожній зоні та подальшим об'єднанням цих ринків для задоволення попиту на електроенергію в зонах дефіциту генерації за рахунок експорту електроенергії із зон з профіцитом генерації електроенергії. Запропонований спосіб об'єднує два основні підходи до врахування мережевих обмежень на ринку "на добу наперед": розділення та злиття ринків електроенергії. Розглянутий спосіб дозволяє знизити середньозважену ціну на біржі електроенергії в країні, а також розрахувати обсяги та ціни у ході здійснення експорту та імпорту електроенергії між різними ринками.

Забезпечення функціонування та адміністрування ринку двосторонніх договорів та балансуючого ринку електричної енергії (РДДБ) в Україні потребує розробки та впровадження інформаційно-технологічних систем та відповідних засобів зв'язку системного оператора, оператора ринку та адміністратора системи розрахунків. Основною умовою успішного функціонування РДДБ є чіткий розподіл "ролей" та забезпечення взаємодії між зазначеними інформаційно-технологічними системами. Визначено основні функції та організацію взаємозв'язків системи інформаційно-технологічного забезпечення адміністрування РДДБ, до якої відноситься: інформаційно-технологічна система Системного оператора, Оператора ринку та Адміністратора системи розрахунків. Визначено основні елементи та встановлено шляхи організації взаємодії між ними в рамках побудови зазначених інформаційно-технологічних систем, що забезпечують виконання основних функцій РДДБ в Україні. Уточнено структуру таких систем.

Розглянуто використання радіально-базисних штучних нейронних мереж для короткострокового прогнозування цін продажу електричної енергії в оптовий ринок електричної енергії, а також особливості ціноутворення в існуючій моделі оптового ринку електричної енергії України.

Визначено складові та представлено головні ділові процеси методології об'єктно-орієнтованого моделювання UMM, що базується на сучасних інформаційних технологіях і є основою для побудови рольових моделей та детального опису функціонування конкурентних ринків електричної енергії. Об'єктно-орієнтована модель ринку електричної енергії - це формалізований та деталізований опис ринку електричної енергії з використанням методології моделювання UMM UN/CEFACT, що грунтується на мові моделювання UML і містить діловий процес бізнес-моделювання, діловий процес формування бізнес-вимог, діловий процес аналізу та діловий процес проектування. Використання методології об'єктно-орієнтованого моделювання UMM та побудова на її основі рольової моделі ринку двосторонніх договорів та балансуючого ринку електричної енергії, що сьогодні впроваджується в Україні, дозволяє забезпечити загальне уявлення про принципи функціонування та процеси цього ринку для всіх користувачів та розробників програмного забезпечення. Також рольова модель використовується як первинна архітектура у ході створення інформаційно-технологічних систем керування сегментами ринку.

Розглянуто способи подачі цінових заявок та пропозицій для участі в аукціоні на біржі та балансуючому ринку електричної енергії. Запропоновано методику подання та обробки цінових заявок та пропозицій у вигляді кількох режимів з різними економічними показниками.

Визначено основні сфери ти процеси інформаційного обміну під час складання графіків роботи учасників балансуючого ринку електричної енергії з урахуванням вимог міжнародних нормативних документів, понять гармонізованої рольової моделі європейського ринку електричної енергії та правил функціонування балансуючого ринку електричної енергії України.

Розглянуто аспекти та способи використання штучних нейронних мереж для розв'язання задач прогнозування в системах електроживлення локальних об'єктів, зокрема метод короткострокового прогнозування оптових ринкових цін на електричну енергію та метод прогнозування рівня електроспоживання локальних об'єктів на основі вейвлет-перетворення.

Визначено сегменти ринку двосторонніх договорів та балансуючого ринку електричної енергії України, проведено розподіл основних ролей учасників та запропоновано концептуальну схему рольової моделі конкурентного оптового ринку електричної енергії в Україні.

Наведено основні вимоги та особливості математичного забезпечення автоматизованої інформаційної системи оператора балансуючого ринку електричної енергії України. Визначено вимоги до розв'язання задачі конкурентного вібдору ресурсів, системи обмежень та розв'язання задач балансуючого ринку з урахуванням технологічних особливостей генераторів як учасників балансуючого ринку електричної енергії.