Усовершенствование энергоэффективности электрических сетей за счет управления электропотреблением для отопления в административных зданиях

Abstract

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.02 – электрические станции, сети и системы – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Министерства образования и науки Украины, Харьков 2016 г. Диссертация посвящена научному обоснованию и решению научной задачи по созданию и разработке методов управления электрической нагрузкой в системах электроотопления для выравнивания ГЭН, а также синтезу энергосберегающей автоматизированной системы управления энергопотреблением потребителя-регулятора с предсказанием. В диссертационнойой работе исследованы методы синтеза автоматизированной системы управления электропотреблением в административных зданиях с электрообогревом с целью повышения энергоэффективности процессов генерации и потребления электрической энергии за счет уменьшения общих затрат. В основу метода управления электрической нагрузки положенимпульсный режим включения, который смещает спектр графика электропотребления в область сверхнизких частот, покрываемых за счет АЭС, а также на прогнозировании поступления энергии и теплопотерь. Разработаны методы и алгоритмы управления электрической нагрузкой для потребителей-регуляторов, позволяющих компенсировать их большую инерционность за счет предсказания состояния объекта управления и выработки компенсирующего воздействия. Предложен метод управления потребителями-регуляторами с использованием управляющего воздействия вида ступенчатой функции как без учета тепловых потерь, так и с их учетом, а также обоснован метод управления потребителями-регуляторами с распределенными параметрами с использованием широтно-импульсного регулирования. Исследован и показан метод определения длительности переходных процессов систем управления и устойчивости распределенных систем. В работе проведена оценка потенциального экономического эффекта от выравнивания графика электрической нагрузки за счет внедрения системы регулирования нагрузки потребителя-регулятора в виде теплоснабжения в административных зданиях.The dissertation for degree of technical sciences candidate by specialty 05.14.02 – power plants, networks and system. – National Technical University "Kharkіv Polytechnic Institute", Kharkіv 2016. The thesis is devoted to scientific substantiation and scientific problem solving for the creation and development of electric load management in electric heating systems for alignment of the LEG, as well as the synthesis of energy-saving automatic power management system of the consumer-regulator with the prediction. The thesis discussed the methods of synthesis of the automated energy management systems in administrative buildings with electrical heating to improve the energy efficiency of generation and consumption of electric energy processes by reducing the overall costs. The basis of the electrical load control method is based on the pulse input mode which shifts the spectrum of power consumption schedule at ultralow frequencies covered by nuclear power plants, as well as predicting the energy input and heat loss. The methods and algorithms for electrical load management controllers for consumers to compensate for their greater inertia by predicting the state of the control object and generate the compensating effects. A consumer-regulator control method using the control action of the form as a step function without taking into account the heat losses and taking into account the heat loss, as well as substantiated by consumers control method controls with distributed parameters with the use of pulse-width control. Studied and shown the method of determining the duration of the transient stability control systems and distributed systems. The paper has been sown the potential economic effect of leveling the schedule of electric load due to the introduction of load control system of the consumer-regulator in the form of heat in the administrative building.