Аналіз графіків електричних навантажень трансформаторних підстанцій 10/0,4 кВ сельбищних зон для виділення ділянок стаціонарності

Abstract

Запропоновано на графіках електричних навантажень рансформаторних підстанцій 10/0,4 кВ сельбищних зон виділити ділянки стаціонарності для подальшого моделювання графіків навантаження та здійснення керуючих впливів на режими роботи споживачів-регуляторів з метою вирівнювання загального графіка електричного навантаження. Актуальність і складність проблеми, що розглядається обумовлена тим, що зміна навантаження трансформаторних підстанцій 10/0,4 кВ сельбищних зон відбувається випадковим чином, що обумовлено значною кількістю, номенклатурою та різноманітністю видів підключених споживачів і відсутністю детермінованих зв’язків між споживачами електричної енергії, до того ж випадкова функція навантаження на добовому інтервалі нестаціонарна. У зв’язку з цим виникла необхідність розробки етапів виділення ділянок стаціонарності на графіках електричного навантаження трансформаторних підстанцій 10/0,4 кВ сельбищних зон. Проведено вимірювання графіків навантаження трансформаторних підстанцій 10/0,4 кВ, відповідно до результатів яких проводиться дослідження закону розподілу вимірів активної та реактивної потужності. Після підтвердження гіпотези про нормальний закон розподілу виконуються параметричні тести. Для підтвердження гіпотези про постійність дисперсій застосовується F-критерій Фішера, а для підтвердження гіпотези про постійність математичного очікування – t-критерій Стьюдента. Спираючись на факт постійності дисперсій та математичного очікування, наступним етапом є визначення коефіцієнтів автокореляції досліджуваної випадкової функції та побудова графіку автокореляційної функції. З метою апроксимації функції визначаються коефіцієнти автокореляційної функції за методом найменших квадратів та проводиться аналіз на згасання автокореляційної функції. Реалізація визначених етапів дозволяє виділити на графіках навантаження трансформаторних підстанцій 10/0,4 кВ ділянки стаціонарності. Для достовірного опису процесу зміни навантаження трансформаторних підстанцій 10/0,4 кВ обґрунтовано застосування ймовірнісно-статистичного методу моделювання, що враховує стохастичний характер зміни навантаження на виділених ділянках стаціонарності.

It is proposed on the electrical load graphs of transformer substations 10/0.4 kV in residential areas to allocate the stationarity areas for further modelling of load schedules and the implementation of controlling influences on the modes of consumers-regulators in order to align the overall graph of the electrical load. The relevance and complexity of the problem under consideration is caused by the fact that the load variation of transformer substations 10/0.4 kV in residential areas occurs randomly. This is due to the significant number, nomenclature and diversity of types of connected consumers, as well as the lack of deterministic connections between consumers of electricity, in addition, the random load function in the daily interval is non-stationary. In this regard, there was a need to develop the stages of selecting the areas of stationarity on the electrical load graphs of transformer substations 10/0.4 kV of residential areas. A measurement of the load graphs of 10/0,4 kV transformer substations is carried out, according to the results of which the distribution law of active and reactive power measurements is investigated. After confirming the hypothe sis of normal distribution law, parametric tests are performed. Fisher's F-criterion is used to confirm the hypothesis of a constant variance, and Student's t-criterion is used to confirm the hypothesis of a constant mathematical expectation. The next stage, based on constancy of the variance and mathematical expectation, is the determination of autocorrelation coefficients of the studied random function and plotting of the autocorrelation function. To approximate the function the autocorrelation coefficients are determined by the least squares method and the autocorrelation function attenuation analysis is performed. The implementation of the defined stages allows to identify the areas of stationarity on the load graphs of transformer substations 10/0.4 kV. For a reliable description of the process of changing the load of transformer substations 10/0.4 kV the use of probabilistic-statistical method of modelling is justified that takes into account the stochastic nature of the load changes on the selected areas of stationarity.