Academic literature on the topic 'Модель оцінки надійності'

Актуальність теми. Проблема надійного забезпечення споживачів електричною енергією є однією з найважливіших при вирішенні задач проектування та експлуатації систем електропостачання (СЕП) міст, промислових підприємств та окремих об’єктів. Вимоги з питань надійного електропостачання визначаються відповідними нормативними документами і мають бути беззаперечно враховані і виконані. І споживачам, і підприємствам електричних мереж завдається істотна шкода внаслідок вимушених перерв живлення. На будь-якому рівні інфраструктури електроенергетики забезпечення надійності електропостачання споживачів завжди було важливою науково-технічною проблемою, дослідженню і вирішенню якої присвячено численні роботи вчених та науководослідних і проектних організацій (КПІ, ТГУ, МЕІ та ін.). Основні напрямки досліджень: отримання, систематизація та опрацювання статистичної інформації, оцінювання її достовірності; розроблення адекватних розрахункових моделей з оцінювання та оптимізації надійності елементів, схем та системи електропостачання вцілому; визначення ефективних системних показників надійності та методів їх розрахунку і прийняття оптимальних рішень; економічні показники втрат споживачів та електропостачальних організацій від недоотримання та недовідпуску електричної енергії. Загальний аналіз роботи електричних мереж на даний момент показує, що технічний їх стан є незадовільним, спостерігається старіння обладнання, що прогресує, та, відповідно, зниження показників надійності елементів та систем електропостачання. Більш того, постійне ускладнення структури та поява нових елементів мереж потребує розвитку теорії вирішення задач оцінювання і підвищення надійності енергозабезпечення. Відповідно, з’являється необхідність розробки методології прийняття рішень на стадіях будівництва, реконструкції та експлуатації розподільних електричних мереж (РЕМ). При оцінюванні надійності систем електрозабезпечення споживачів зазвичай розглядають такі показники, як ймовірність випадкової події перерви в електропостачанні, випадкова величина недовідпуску електричної енергії споживачам (що мала місце за результатами подій, що відбулися, або прогнозована, розрахункова), реальні або прогнозовані збитки споживачів або електропостачальної організації. Проведений аналіз свідчить про те, що показники пошкоджуваності елементів розподільних мереж та значення збитків, що несуть споживачі, практично завжди залежать від конкретних умов. Більш того, навіть для одних і тих же умов експлуатації мають місце коливання інтегрованих за рік показників пошкоджуваності елементів мереж в рази, тобто більш ніж на 100 відсотків. Це свідчить про те, що в умовах кожної системи необхідно проводити аналіз даних аварійної статистики з визначенням реальних факторів впливу на вихідні розрахункові показники (довжин ліній, схемних рішень, кількості вузлів та інші) Так само має розглядатись і враховуватись при визначені збитків (що мали місце або прогнозованих) їх суттєва залежність від сезону, часу доби, а також в значній мірі – від того, скільки часу тривала перерва в живленні споживача. Аналіз статистичної інформації свідчить про суттєву нестабільність, нестаціонарність показників, що використовуються при формуванні розрахункових моделей, оцінюванні надійності схем. Системний підхід до питання розроблення більш ефективних моделей та методів оцінки надійності розподільних мереж є як ніколи актуальним. Мета та завдання дослідження. Метою роботи є формування методології оцінювання достовірності вихідних параметрів надійності РЕМ, що визначаються по обмеженим обсягам даних аварійної статистики, та впливу прийнятих розрахункових моделей на результати обчислення показників надійності мережі. Відповідно до мети, в роботі вирішувались наступні завдання:  аналіз інформації щодо функціонування розподільних електричних мереж;  оцінка достовірності вихідних показників надійності, визначення і урахування впливових факторів, законів розподілу випадкових величин;  вибір та порівняння розрахункових моделей оцінювання надійності розподільних електричних мереж напругою 6-10 кВ на підставі опрацювання отриманих даних аварійної статистики;  послідовність реалізації системного підходу до аналізу статистичної інформації та здійсненню оцінювання надійності електропостачання. Об’єкт дослідження – розподільні мережі систем електропостачання міст. Предмет дослідження - математичні моделі та методи оцінки надійності систем електропостачання, з урахуванням особливості умов експлуатації та обсягів отримуваної вихідної інформації. Методи дослідження. Основу виконаних досліджень склали такі методи: – нелінійне програмування – метод дискретного покоординатного спуску для прийняття рішень з оптимізації точок розмикання мережі; – теорія ймовірності – використовується для оцінки впливу похибок вихідної інформації на точність визначення втрат потужності і значення ймовірного недовідпуску електричної енергії споживачам при розрахунках показників надійності; – математична статистика – для побудови гістограм розподілу згідно даних аварійної статистики, а також визначення законів розподілу та їх параметрів; для опису кривих, що показують залежність можливої похибки розрахунку значень від об’єму статистичних даних що стосуються показників надійності; – метод статистичних випробувань (Монте-Карло) – для визначення впливу похибок вихідної інформації на прийняття рішень за умови мінімізації недовідпуску електричної енергії споживачам. Елементи наукової новизни одержаних результатів. 1. Реалізовано комплексний підхід при вирішенні питань оцінки похибок вихідної інформації та їх впливу на розрахункові моделі, а саме на достовірність. 2. Запропонована методологія оцінювання впливу достовірності вихідної інформації на значення розрахункових показників надійності розподільних мереж при використанні заходів та методів уточнення показників, які визначаються. 3. Проведено згладжування статистичних розподілів даних аварійної статистики та порівняльний аналіз розрахункових моделей, що враховують індивідуальні фактори. 4. Оцінено вплив прийнятих розрахункових моделей на результати оптимізації режимів розподільних мереж виходячи з мінімізації втрат потужності і врахування надійності забезпечення споживачів електричною енергією. Практичне значення одержаних результатів. У магістерській дисертації отримано наукові результати, що мають цінність для підприємств електричних мереж у питаннях збору, систематизації інформації для її подальшої обробки для отримання параметрів розрахункових моделей. Завдяки цьому значно підвищується достовірність вихідної інформації, розрахункових моделей, а також безпосередньо розрахунків показників надійності розподільних мереж.<br>Actuality of theme. The problem of reliable supply of electricity to consumers is one of the most important in solving the problems of designing and operating power systems (EPS) of cities, industrial enterprises and individual objects. Requirements for reliable electricity supply are defined by the relevant regulatory documents and must be clearly considered and implemented. Both consumers and businesses are seriously harmed by forced power outages. At any level of electricity infrastructure, ensuring the reliability of electricity supply to consumers has always been an important scientific and technical problem, the research and solution of which is devoted to the numerous works of scientists and research and design organizations (KPI, TSU, MEI, etc.). Main directions of research: obtaining, systematization and processing of statistical information, evaluation of its reliability; development of adequate calculation models for evaluation and optimization of reliability of elements, circuits and power supply system as a whole; determination of effective systemic reliability indicators and methods of their calculation and making optimal decisions; economic indicators of losses of consumers and power supply organizations from under-receipt and under-release of electricity. General analysis of the operation of electrical networks at the moment shows that their technical condition is unsatisfactory, there is an aging equipment, progressing, and, consequently, a decrease in the reliability of the elements and power systems. Moreover, the constant complexity of the structure and the emergence of new network elements requires the development of a theory of solving the problems of estimating and improving the reliability of energy supply. Accordingly, there is a need to develop a decision-making methodology at the stages of construction, reconstruction and operation of distribution grids (DG). In assessing the reliability of consumer electricity systems, such indicators as the probability of an accidental event of a power outage, the accidental magnitude of unavailability of electricity to consumers (which occurred as a result of events that have occurred or are predicted, calculated) are usually considered, real or projected losses of consumers or electricity supply organization. The analysis shows that the damage rates of the elements of distribution networks and the value of losses borne by consumers almost always depend on the specific conditions. Moreover, even for the same operating conditions, fluctuations in the integrity indicators of network elements are occasionally fluctuated, by more than 100 percent. This indicates that in the conditions of each system it is necessary to analyze the data of the accident statistics with the determination of the real factors of influence on the original design indicators (lengths of lines, circuit decisions, number of nodes, etc.) It should also be considered and taken into account when determining the losses (which occurred or projected) their essential dependence on the season, time of day, and also - to a large extent - on how long the break in the power supply of the consumer. The analysis of statistical information indicates a significant instability, non-stationarity of indicators used in the formation of calculation models, evaluation of the reliability of schemes. The systematic approach to developing more efficient models and methods of assessing the reliability of distribution networks is more relevant than ever. The purpose and tasks of the study. The purpose of the work is to develop a methodology for evaluating the reliability of the original parameters of the reliability of the SEM, which are determined by the limited amount of data of the accident statistics, and the influence of the adopted calculation models on the results of calculating the network reliability indicators. Research objectives:  analysis of information on the functioning of distribution electric networks;  assessment of reliability of baseline reliability indicators, determination and consideration of influential factors, laws of distribution of random variables;  selection and comparison of calculation models of reliability estimation of distribution electric networks with voltage of 6-10 kV on the basis of processing of received data of emergency statistics;  sequence of implementation of the systematic approach to statistical analysis information and assessing the reliability of electricity supply. Object of research - Distribution networks of power supply systems of cities. Subject of research - Mathematical models, methods for assessing the reliability of power supply systems, taking into account the peculiarities of operating conditions and the amount of received information. Research methods. The basis of the performed research was the following methods:  nonlinear programming - a method of discrete coordinate descent for making decisions on the optimization of network breakpoints;  probability theory - is used to estimate the effect of initial information errors on the accuracy of determining power losses and the value of the probable non-release of electricity to consumers when calculating reliability indicators;  mathematical statistics - for plotting distribution histograms according to emergency statistics, as well as determining distribution laws and their parameters; to describe the curves showing the dependence of a possible error in the calculation of values on the volume of statistics relating to reliability indicators;  statistical test method (Monte Carlo) - to determine the impact of errors of initial information on decision making, while minimizing the lack of electricity to consumers. Elements of scientific novelty of the obtained results. 1. A comprehensive approach was implemented in addressing the issues of estimation of source information errors and their impact on the calculation models, namely reliability. 2. A methodology for estimating the impact of the reliability of the source information on the value of the calculated reliability indicators of the distribution networks when using measures and methods of refining the indicators that are determined is proposed. 3. Smoothing of statistical distributions of data of emergency statistics and comparative analysis of calculation models taking into account individual factors is carried out. 4. The influence of the adopted calculation models on the results of the optimization of the modes of distribution networks is estimated, based on the minimization of power losses and taking into account the reliability of providing consumers with electricity. The practical value of the results. In the master's thesis the scientific results are obtained that are of value for the enterprises of electric networks in the issues of collection, systematization of information for its further processing in order to obtain the parameters of the calculation models. This significantly increases the reliability of the source information, the calculation models, as well as directly calculating the reliability of distribution networks.