Формування і аналіз техніко-економічної моделі трансформації електричної енергії із застосуванням критеріального методу

Abstract

Сформовано техніко-економічну модель трансформації електричної енергії відповідно стратегії розвитку електроенергетики України. У зв'язку з оновленням цінностей, які закладені в стратегію розвитку електричних мереж України, постає необхідність пошуку найбільш оптимальних характеристик силових трансформаторів. Для реалізації даної задачі використано техніко-економічну модель, яка має мінімум цільової функції, що дає змогу прийняти економічно доцільне й обґрунтоване рішення щодо параметрів трансформаторів під час проєктування електричних мереж. Для виконання поставленої задачі наведено процес формування техніко–економічної моделі, яка дозволяє проводити її аналіз критеріальним методом. Процес формування техніко–економічної моделі виконано на основі технічних характеристик двообмоткових трансформаторів з вищою напругою 110 кВ в діапазоні потужності від 10 до 63 МВА. Початкова техніко-економічна модель спрощена шляхом апроксимації основних складових частин степеневими функціями за допомогою застосування методу найменших квадратів. Наведено основні умови, які використовувалися для знаходження коефіцієнтів апроксимації. На основі знайдених коефіцієнтів апроксимації побудовані графіки, які дозволяють оцінити точність апроксимації, порівнюючи апроксимовані значення параметрів силових трансформаторів та значення параметрів існуючих силових трансформаторів. Графіки, також, вказують на ключові складові, які впливають на загальне значення витрат на трансформацію електричної енергії. Викладено алгоритм знаходження критеріїв подібності за допомогою показників ступеня основних апроксимуючих параметрів. Виконані перетворення техніко-економічної моделі, які дозволяють проводити аналіз витрат на трансформацію електричної енергії за допомогою критеріального методу. Знайдено показники критеріїв подібності, на основі яких техніко-економічна модель представлена в критеріальній формі. Проведена оцінка достовірності отриманих критеріїв подібності шляхом порівняння значень співвідношень складових в техніко-економічній моделі та співвідношення, яке отримане на основі критеріїв подібності. Обґрунтовано, що отримані критерії подібності, за першого наближення, можна вважати близькими за значеннями до існуючих співвідношень.

The article presents the formation technical-economic model of electricity transformation in accordance with the strategy of development electric power industry in Ukraine. In connection with the renewal of the values included in the strategy of development of electric networks of Ukraine, there is a need to find the most optimal characteristics of power transformers. To implement this task, it is advisable to use a technical-economic model that has a minimum of objective function, which allows to make economically feasible and reasonable decisions about the parameters of transformers in the design of electrical networks. To fulfill this task, the process of forming a technical-economic model, which allows its analysis by the criterion method. The process of forming the technical-economic model is performed on the basis of technical characteristics of two-winding transformers with a higher voltage of 110 kV in the power range from 10 to 63 MVA. Given the initial technical-economic model, which simplified by approximating the main components by power functions using the least squares method. Given the main conditions used to find the approximation coefficients. Graphs are constructed on the basis of the found approximation coefficients, which allow to estimate the accuracy of the approximation, comparing the approximated values of the parameters of power transformers and the values of the parameters of existing power transformers. The graphs also indicate the key components that affect the overall cost of electricity transformation costs. Presented an algorithm for finding similarity criteria using indicators of the degree of basic approximable parameters. Transformations of the technical-economic model have been performed, which allow to analyse the costs of electricity transformation using the criterion method. Found indicators of similarity criteria on the basis of which the technical-economic model is presented in the criterion form. The reliability of the obtained similarity criteria was assessed by comparing the values of the ratios of the components in the technicaleconomic model and the ratio obtained on the basis of the similarity criteria. It is substantiated that the obtained similarity criteria, on the first approximation, can be considered close in values to the existing relations.