12085871-pierderi-de-putere-i-energie-in-reele-electrice-de-distribuie

8/4/2019 12085871-PIERDERI-DE-PUTERE-I-ENERGIE-IN-REELE-ELECTRICE-DE-DISTRIBUIE

1/16

CAPITOLUL 6

PIERDERI DE PUTERE I ENERGIEIN REELE ELECTRICE DE DISTRIBUIE

6.1. Aspecte generale

In planificarea i exploatarea reelelor electrice de distribuie, pierderile de putere ienergie reprezint un indicator care reflect condiiile de funcionare, indicator deosebit deimportant pentru eficiena economic a procesului de distribuie a energiei electrice.

Pentru calculele i analizele tehnico-economice ale pierderilor de putere i energie seconsum o cantitate foarte mare de munc avnd n vedere, mai ales, volumul enorm deinformaii necesare. Metodele i algoritmii clasici pentru determinarea pierderilor de puterei energie se bazeaz pe calculul regimurilor permanente ale reelelor respective. Calculelese fac n condiiile cunoaterii ct mai exacte a datelor de intrare: caracteristicile primare

ale distribuitorilor de medie tensiune (tipul, seciunea i lungimea corespunztore fiecruitronson al distribuitorilor, numrul posturilor de transformare alimentate, numrul iputerea nominal a transformatoarelor amplasate n aceste posturi) i nivelul de ncrcareal acestora.

Metodele tradiionale folosite pn n prezent au urmrit, n principal, cretereapreciziei n evaluarea pierderilor. Totui, o precizie buni o vitez mare de calcul suntdou cerine greu de satisfcut simultan, avnd n vedere c exactitatea rezultatelor impuneo modelare ct mai detaliat a procesului i creterea numrului parametrilor considerai cadate de intrare.

Intuiia, experiena i descrierea lingvistic sunt folosite din ce n ce mai mult de

ingineri n exploatarea i planificarea reelelor electrice. Termenii lingvistici precum Scurtsau Lung sunt folosii pentru a descrie lungimea, iar termenii precum Mic sau Mare,pentrua indicaputerea instalat (suma puterilor nominale ale transformatoarelor amplasaten posturile de transformare alimentate de distribuitor). In asemenea probleme, lungimea

distribuitorilor i puterea instalat, alturi de nivelul de ncrcare reprezint factoriimportani, pentru muli decideni, n estimarea pierderilor de putere din reelele electricede distribuie.

In ceea ce privete gradul de ncrcare al transformatoarelor, exceptnd msurtorileobinuite din staiile de transformare, exist puine informaii care privesc starea acestora.Deoarece nu este posibil de msurat sarcina n fiecare nod, distribuitorii i sarcinile nu sunt

n mod obinuit monitorizate. Ca rezultat, exist n orice moment un mare grad deincertitudine asupra sarcinii din noduri i, n consecin, asupra nivelului de ncrcare alreelei, nivelului de tensiune din noduri i al pierderilor de putere i energie. Efectele


2/16

132 Capitolul 6

incertitudinii sarcinii din noduri se vor propaga n rezultatele calculelor de regim

permanent, afectnd estimarea strii i soluiile optimale ale diferitelor probleme care

privesc exploatarea i planificarea reelelor de distribuie [Crin 04], [Grigora 05/1].Intruct problema fuzzificrii sarcinilor din nodurile reelelor electrice, n general, ia ncrcrii transformatoarelor n particular, este o chestiune foarte important, n acestcapitol se prezint, ca exemplu, o metod de fuzzificare a ncrcrii transformatoarelor,care d rezultate bune n analiza regimurilor reelelor de distribuie.

Trebuie subliniat c, dei alegerea funciilor de apartenen este subiectiv, datoritaplicrii unor reguli fuzzy, alese cu grij, rezultatele obinute pot fi destul de bune.

Pe baza unui set de reguli fuzzy s-a construit un tabel de decizie numit Fuzzy

Associate Memory (FAM), cu ajutorul cruia pot fi estimate cu o precizie mai bunpierderile de putere i energie pe unul sau mai muli distribuitori, n funcie de variabilele

fuzzy de intrare (lungimea distribuitorilor, puterea instalat i gradul de ncrcare altransformatoarelor).

6.2. Metode fuzzy de estimare

6.2.1. Gruparea distribuitorilor

In funcie de caracteristicile primare, lungimea total a distribuitorilor de medietensiune (MT) i puterea instalat a transfomatoarelor, distribuitorii sunt mprii n grupe

coerente i reprezentative pentru reelele analizate [Grigora 05/1].Informaiile privind caracteristicile primare ale distribuitorilor au fost actualizate ipregtite pentru procesul de grupare, incluznd selectarea variabilelor pentru un numrtotal de 44 de distribuitori care aparin unor sucursale de distribuie a energiei electrice dinMoldova. Aceti distribuitori fac parte dintr-o reea de distribuie urban, de 20 kV, carealimenteaz consumatori, preponderent, rezideniali.

Deoarece reeaua de distribuie analizat se ntinde pe o suprafa mare, n Fig. 6.1se prezint schema monofilar a unei poriuni din aceasta care cuprinde doar primiidistribuitori. In Fig. 6.2 este reprezentat, n mod simplificat, primul distribuitor din reeauade distribuie analizat.

Caracteristicile primare corespunztoare celor 44 de distribuitori sunt prezentate nAnexa A.Variabilele primare care caracterizeaz distribuitorii de MT sunt urmtoarele: tipul,

seciunea i lungimea cablului corespunztor fiecrui tronson al distribuitorilor, numrul posturilor de transformare alimentate, numrul i puterea nominal a transformatoareloramplasate n aceste posturi. Considernd doar dou din caracteristicile primare (lungimeatotali puterea instalat), distribuitorii sunt mprii n grupe utiliznd o metod statisticde clustering (grupare spaial) ierarhic [Grigora 05/1].


3/16

Pierderi de putere i energie n reelele electrice de distribuie 133

I

II30 14

150Al

1200m

150Al

M260m

PT 1140

PT 1139

400

150Al

M245m

150Al

230m

630

630

PT 1135

PT 1142

PT 1132

PT 1133

630

630

150Al

M725m

150Al

M284m

150Al

310m

150Al

300m

PT 1056

.

PT 1040

400

150Al

150m

150Al

M544m

400

400

PT 1012

PT 1107

PT 1013

PT 1014

2x 400

2x 400

150Al

247m

150Al

M200m

400

630 O.S.

150Al

925m

2x 400

630

PT 1141

PT 1015

150Al

200m

2x 400

PT 1059

150Al

215m

400

PT 20 AM

2x 400

2

1A

1B28

150Al

M2250m

630

400

630

150Al

M510m

150Al

M265m

150Al

M1340m

150Al

531m

150Al

265m

PT 1022

PT 1021

400

150A

l

450m

150Al

M330m

400

PT 1104

PT 1103

PT 1041

PT 1036

630

2x 400

150Al

260m

150

Al

1000m

400

2x 400

PT 1089

150Al

401m

630

150 Al

300 m

12 20

400 PT 1087

PT 1102

400150Al

M

200m

630

PT 1101

150Al

M330m

630

150 Al

684 m

PT 1035

PT 1116

STAIA A 20 kV

LEGEND

Fig. 6.1. Poriune din reeua electric analizat

630

Baterii condensatoare

Dispozitive semnalizare avarii

Separator rotativ

Transformator cobortor

20kV/0,4kV 630 kVA

2 41 3

203 Distribuitor 3

STAIA B


4/16

134 Capitolul 6

Fig. 6.2. Reprezentarea simplificat a distribuitorului 1 din Fig. 6.1, Anexa C

Prin putere instalat, n cazul de fa, se nelege suma puterilor (aparente) nominaleale transformatoarelor amplasate n posturile de transformare alimentate de distribuitorulrespectiv:

=

==PTN

j

d

d

nj

d

i NdSS1

,,1; K (6.1)

unde:

puterea instalat a distribuitorului d;diSd

njS puterea nominal a transformatorului din postul de transformare j, alimentat de

distribuitorul d;NPT numrul total de posturi de transformare alimentate de distribuitorul d;Nd numrul total de distribuitori din baza de date (n cazul de fa Nd = 44).

Fig. 6.3. Dendograma gruprii distribuitorilor

54

630kVA

630kVA

400kVA

630kVA

630kVA

321

0

0,925 km 1,34 km 0,284 km0,51 km0,265 km150 mm2

Lt = 3,324 km


5/16


Procesul de grupare a distribuitorilor, n funcie de puterea instalat i lungimeatotal, este prezentat n Fig. 6.3 (dendograma) i 6.4 (grupele rezultate).

In urma procesului de clustering (grupare spaial), au fost determinate 8 grupe dedistribuitori prin aplicarea unei metode de clustering (grupare spaial) ierarhic (metodacentrului de greutate)(G (12 elemente), G (4 elemente) G (5 elemente), GD1 D2 , D3 D4 (4

elemente), G (6 elemente), G (6 elemente), G (2 elemente) i GD5 D6 D7 D9 (4 elemente)), Fig.6.4.

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1112

13

14

1516

1718

19

20

21

22

23

24

25

2627

2829

30

3132

33

34

3536

37

38

39

40

41

43

44

0 1 2 3 4 5 6

L [km]

GD2

GD1

GD5

GD6GD4

GD7

GD8

GD3

kVA

S

Fig. 6.4. Gruparea distribuitorilor n funcie de lungime i puterea instalat

Dac numrul de distribuitori din baza de date ar fi mai mare, se pot obine grupe

mult mai reprezentative [Grigora 05/1]. Valorile variabilelor i pentru

elementul (distribuitorul) mediu al grupei k, se obine calculnd media variabilelor i

:

k

Lmk

Sim

k

dLk

idS

D

kd

i Gk

d

N

d

k

id

k

S NkN

S

m ,,1;1 K==

=;1

k

d

N

d

k

dk

LN

L

m

kd

== (6.2)

unde:

- lungimea distribuitorului d din grupa k;k

dL

- puterea instalat pe distribuitorul d din grupa k;kidS

numrul total de grupe de distribuitori (n cazul de fa, = 8);DG

NDG

N

numrul total de distribuitori din fiecare grup.k

dN


6/16

136 Capitolul 6

Cunoscnd valorile i , k = 1,...,8, ale elementelor medii din grupele

stabilite anterior, n continuare sunt determinate abaterile standard ale lungimii, ,respectiv ale puterii instalate, , cu relaiile:

k

SimkLm

k

LkSi

;

)(1

2

k

d

N

d

k

L

k

d

k

LN

mL

kd

=

= ;

)(1

2

k

d

N

d

k

S

k

id

k

SN

mS

kd

i

i

=

= GNk ,,1 K= (6.3)

In Tabelul 6.1 sunt prezentate valorile parametrilor , , i pentru

cele 8 grupe de distribuitori, G

k

Lmk

Lk

Sim kSi

... G .D1 D8

Tabelul 6.1. Valorile m i corespunztoare lungimii i puterii instalateLungimea [km] Puterea instalat [kVA]

Grupam m L SiL Si

G 1,492 0,501 1975 452,33D13447,5G 1,765 0,139 239,08D2

G 3,289 0,202 2590 259,33D3G 3,077 0,169 4535 255,93D4G 4,214 0,248 3870 575,95D5

G 5,427 0,069 3477,5 239,08D6G 3,568 0,344 5805 275,77D7G 5,537 0,343 6577,5 327,65D8

Dac pentru lungime (L) definim urmtoarele trei categorii lingvistice: Scurt (Low- LL), Medie (Medium - ML) i Lung (High - HL), iar pentru puterea instalat (Si),Mic ( Low - LS), Medie (Medium MS) i Mare (High HS), fiecare grup va ficaracterizat de cte o categorie lingvistic, care corespunde lungimii, respectiv, puteriiinstalate, Fig. 6.5 (a i b), Tabelul 6.2.

a) b)

Fig. 6.5. Funciile de apartenen pentru lungime (a) i puterea instalat (b)

LL ML HL

L

[km]

(L)

5

1

0,

00 1 2 3 4 5 6 7

(Si)

LS MS HS1

0,5

0

Si

[kVA]

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000


7/16


Tabelul 6.2. Categoriile lingvistice corespunztoare lungimii i puterii instalateCategorii lingvistice

GrupaLungime Putere instalat

GD1 LL LS

GD2 LL MS

GD3 ML LS

GD4 ML MS

GD5 ML MS

GD6 HL MS

GD7 ML HS

GD8 HL HS

Alegerea categoriilor lingvistice s-a fcut att pe baza experienei, ct i pe bazaanalizei datelor.De exemplu, prima grup se caracterizear printr-o lungime LLi o putere instalat

LS. Examinnd Fig. 6.3 se poate observa c nu toate csuele obinute prin mprirealungimii, respectiv puterii instalate, n categorii lingvistice, sunt caracterizate de grupe de

distribuitori rezultate din procesul de grupare. Csuele care nu conin grupe dedistribuitori aparin unor cazuri puin probabile n practic, sau, mai degrab,nesemnificative din punctul de vedere al studiului de fa.

6.2.2. Modelarea fuzzy a ncrcrii reelelor electrice

Analiza regimurilor permanente de funcionare ale reelelor electrice, util att nplanificarea dezvoltrii ct i n conducerea operativ a acestora, n abordarea tradiional,are un caracter determinist, puterile absorbite la nodurile de sarcin reprezentnd mrimicunoscute. Condiiile de incertitudine n care, de multe ori, se evalueaz puterile nodale auimpus dezvoltarea modelelor probabilistice i, ulterior, a modelelor fuzzy de sarcin.

Deoarece nu este posibil de msurat sarcina n fiecare nod de pe distribuitori,distribuitorii i sarcinile nu sunt n mod obinuit monitorizate. Ca rezultat, exist n oricemoment un mare grad de incertitudine asupra sarcinii din noduri i, n consecin, asupranivelului de ncrcare al reelei, al nivelului de tensiune din noduri i al pierderilor deputere. Efectele incertitudinii sarcinii din noduri se vor propaga n rezultatele calculelor deregim permanent, afectnd estimarea strii i soluiile optimale ale diferitelor probleme ceprivesc exploatarea i planificarea reelelor electrice de distribuie.

Pn acum civa ani, incertitudinile au fost luate n considerate prin intermediulmodelelor probabilistice, uneori fr a avea un suport statistic datorit lipsei informaiilorcorespunztoare. In ultimii ani, incertitudinile privitoare la sarcini au fost modelate apelndla experiena specialitilori la msurtori de sarcin executate i nregistrate, la diferitetipuri de consumatori, lucru care poate conduce la aprecierea sarcinilor pe baza mrimilorfuzzy.

Pentru c n multe situaii nu se dispune de date adecvate privind sarcina pentrufiecare nod, n scopul modelrii acesteia la barele de joas tensiune (JT) ale posturilor detransformare (PT) se propune utilizarea expresiilor lingvistice a dou variabile fuzzy


8/16

138 Capitolul 6

primare: factorul de ncrcare kI [%] al transformatoarelor din posturile de transformare ifactorul de putere cos, astfel nct reprezentarea fuzzy corespunztoare puterilor active i

reactive rezult din relaiile [Alexandrescu 01], [Crin 04]:

tan,cos100

== PQSkI

P n (6.4)

unde Sn reprezint puterea nominal a transformatoarelor din posturile de transformare,[kVA].

Pentru determinarea factorului de ncrcare al transformatoarelor amplasate n PT,alimentate de un distribuitor sunt folosite profilurile tip de sarcin corespunztoare puteriiactive i factorul de putere cos. Pentru obinerea profilurilor tip de sarcin a fost utilizat

o metod de clustering (grupare spaial), metoda distanei medii. Aceasta a fost aplicat pentru o baz de date corespunztoare zilei n care s-a nregistrat vrful de sarcin asistemului analizat, cuprinznd graficele de sarcin pentru 39 de noduri de 20 kV. In urmautilizrii tehnicilor de grupare au rezultat patru grupe pentru puterea activ (G , G , GP1 P2 P3iGP4), paragraful 4.4.2. Pentru fiecare grup au fost calculate valorile medii i dispersia (mi ) corespunztoare zilei n care s-a nregistrat vrful de sacin. Coeficienii m neconduc la profilurile tip de de sarcin corespunztoare puterii active, pentru nodurile de 20kV, Fig. 6.6.

Fig. 6.6. Profilurile tip de sarcin pentru grupele GP1, G , GP2 P3i GP4

Cu ajutorul profilurilor tip de sarcin se pot transforma consumurile de energieactiv n putere activ medie orar.

In continuare, factorul de ncrcare al fiecrui transformator amplasat n PTalimentate de un distribuitor este determinat utiliznd puterea activ medie orari factorulde putere cos.

Datorit faptului c cele mai multe societi de electricitate nu au date completedespre distributori, n continuare, se propune utilizarea termenilor lingvistici n descriereaincertitudinii factorului de ncrcare orar. Aceti termeni lingvistici sunt definii n funciede ncrcarea transformatoarelor la vrful de sarcin. Fiecare nivel de ncrcare este descris


9/16


de o variabil fuzzy, creia i este asociat o funcie de apartenen. Alegerea variabilelorfuzzy adecvate pentru kI i cos depinde de experiena proiectantului sau a specialitilor

implicai n supravegherea i conducerea reelei. Pe baza experienei autorilori cercetriibibliografice n domeniul reelor de distribuie urbane i rurale, n lucrarea [Alexandrescu01] se propune alegerea variabilelor fuzzy conform Tabelul 6.3. Factorii KI i cos au fostmprii n cinci categorii lingvistice (Very Small (VS), Small (S), Medium (M), High(H)i Very High (VH)), crora le-au fost asociate funcii de apartenen trapezoidale, Fig.6.7 i 6.8. Se precizeaz c variabilele fuzzy din Tabelul 6.3 corespund, n principal,consumatorilor rezideniali.

Tabelul 6.3. Gradele de ncrcare n funcie de valorile variabilelor kI i cosx xCategoria

lingvisticCategoria

lingvistickI [%] kI [%]cos cos x 10 0,75 x 55 0,871 3Mx 10 0,77 x 65 0,892 4x3 15 0,79 x1 55 0,87

VS

25 0,81 x 65 0,89x4 2x1 15 0,79 x3 75 0,91

H

x 25 0,81 x 85 0,932 4x3 35 0,83 x1 75 0,91

S

45 0,85 x 85 0,93x4 2x1 35 0,83 x3 95 0,95

VH

M45 0,85 x 95 0,97x2 4

Fig. 6.7. Categoriile lingvistice ale factorului de ncrcare kI

8575654525

0,5

10 553515 95

1VHHMSVS

kI[%]

(kI )

Fig. 6.8. Categoriile lingvistice ale factorului de putere cos

0,930,910,890,850,81

0,5

0,75 0,870,830,79 0,97

1VHHMS

(cos)

VS

cos


10/16

140 Capitolul 6

Referitor la datele numerice se impune urmtoarea observaie: ntre variabilele fuzzykI i cos se admite o anumit corelaie, determinat, de regul, de condiia variaiei n

acelai sens a ncrcrii i a factorului de putere. In cazuri concrete, pentru tipuriparticulare de consumatori se pot defini alte reguli.In anexa B sunt prezentate valorile factorului de ncrcare ale transformatoarelor de

250, 400 i 630 kVA pentru fiecare categorie lingvistic, VS, S, M, Hi VH.In cele ce urmeaz modelarea ncrcrii distribuitorilor se va face utiliznd pentru

exemplificare, doar profilurile tip de sarcin GP2 i GP3, determinate anterior. Astfel,categoriile lingvistice corespunztoare gradului de ncrcare al distribuitorilor au foststabilite n funcie de structura acestora i de ncrcarea fiecrui tip de transformatoramplasat n posturile de transformare alimentate.

Ca exemplu, n Tabelele 6.4 i 6.5 sunt prezentate valorile orare ale factorului de

ncrcare i de putere corespunztoare transformatoarelor din posturile de transformarealimentate de distribuitorul 7, pentru un grad de ncrcare la vrf de sarcinMedium (M).

Tabelul 6.4. Valorile factorilor kI i cos corespunztoare transformatoarelor din PTalimentate de distribuitorul 7 (grad de ncrcare M, profilul GP2)

Nodul 0 Nodul 1 Nodul 2 Nod 3 Nodul 4

Sn=0kVA Sn=400kVA Sn=630kVA Sn=630kVA Sn=630kVAOra

kI coskI

[%]/[CA]

cos[CA]

kI

[%]/CA]

cos[CA]

kI

[%]/[CA]

cos[CA]

kI

[%]/[CA]

cos[CA]

1 27,61/S S 27,61/S S 27,61/S S 27,61/S S

2 23,62/S S 23,62/S S 23,62/S S 23,62/S S

3 21,2/S S 21,2/S S 21,2/S S 21,2/S S4 19,86/VS VS 19,86/VS VS 19,86/VS VS 19,86/VS VS

5 19,41/VS VS 19,41/VS VS 19,41/VS VS 19,41/VS VS

6 19,73/VS VS 19,73/VS VS 19,73/VS VS 19,73/VS VS

7 23,03/S S 23,03/S S 23,03/S S 23,03/S S

8 29,32/S S 29,32/S S 29,32/S S 29,32/S S

9 35,78/S S 35,78/S S 35,78/S S 35,78/S S

10 38,99/S S 38,99/S S 38,99/S S 38,99/S S

11 42,17/M M 42,17/M M 42,17/M M 42,17/M M

12 45/M M 45/M M 45/M M 45/M M

13 46,79/M M 46,79/M M 46,79/M M 46,79/M M

14 49,19/M M 49,19/M M 49,19/M M 49,19/M M15 50/M M 50/M M 50/M M 50/M M

16 48,99/M M 48,99/M M 48,99/M M 48,99/M M

17 46,64/M M 46,64/M M 46,64/M M 46,64/M M

18 43,37/M M 43,37/M M 43,37/M M 43,37/M M

19 39,9/S S 39,9/S S 39,9/S S 39,9/S S

20 37,75/S S 37,75/S S 37,75/S S 37,75/S S

21 37,65/S S 37,65/S S 37,65/S S 37,65/S S

22 36,39/S S 36,39/S S 36,39/S S 36,39/S S

23 34,52/S S 34,52/S S 34,52/S S 34,52/S S

24 31,94/S S 31,94/S S 31,94/S S 31,94/S S

CA categoria lingvistic


11/16


Tabelul 6.5. Valorile factorilor kI i cos corespunztoare transformatoarelor din PTalimentate de distribuitorul 7 (grad de ncrcare M, profilul GP3)

Nodul 0 Nodul 1 Nodul 2 Nod 3 Nodul 4Sn=0kVA Sn=400kVA Sn=630kVA Sn=630kVA Sn=630kVA

Ora

kI coskI

[%]/[CA]

cos[CA]

kI

[%]/CA]

cos[CA]

kI

[%]/[CA]

cos[CA]

kI

[%]/[CA]

cos[CA]

1 33,8/S S 33,8/S S 33,8/S S 33,8/S S

2 29,65/S S 29,65/S S 29,65/S S 29,65/S S

3 26,32/S S 26,32/S S 26,32/S S 26,32/S S

4 24,77/S S 24,77/S S 24,77/S S 24,77/S S

5 24,15/S S 24,15/S S 24,15/S S 24,15/S S

6 23,88/S S 23,88/S S 23,88/S S 23,88/S S

7 23,98/S S 23,98/S S 23,98/S S 23,98/S S

8 22,93/S S 22,93/S S 22,93/S S 22,93/S S9 22,99/S S 22,99/S S 22,99/S S 22,99/S S

10 23,6/S S 23,6/S S 23,6/S S 23,6/S S

11 25,65/S S 25,65/S S 25,65/S S 25,65/S S

12 29,52/S S 29,52/S S 29,52/S S 29,52/S S

13 32,51/S S 32,51/S S 32,51/S S 32,51/S S

14 37,08/S S 37,08/S S 37,08/S S 37,08/S S

15 39,97/S S 39,97/S S 39,97/S S 39,97/S S

16 41,42/M M 41,42/M M 41,42/M M 41,42/M M

17 42,99/M M 42,99/M M 42,99/M M 42,99/M M

18 43,26/M M 43,26/M M 43,26/M M 43,26/M M

19 44,32/M M 44,32/M M 44,32/M M 44,32/M M20 45,55/M M 45,55/M M 45,55/M M 45,55/M M

21 48,19/M M 48,19/M M 48,19/M M 48,19/M M

22 50/M M 50/M M 50/M M 50/M M

23 46,1/M M 46,1/M M 46,1/M M 46,1/M M

24 39,93/S S 39,93/S S 39,93/S S 39,93/S S

CA Categoria lingvistic

In cadrul studiului s-a considerat c fiecrui nod (post de transformare) alimentat dedistribuitor i sunt asociate, pe rnd, profilurile tip de sarcin GP2i GP3.

In mod similar se poate proceda i n cazul celorlali distribuitori i categoriilingvistice ale gradului de ncrcare (VS, S, Hi VH).

6.2.3.Estimarea pierderilor de putere/energie folosind Logica fuzzyDeterminarea pierderilor de putere/energie se va face pentru cinci grade de ncrcare

(GI) ale distribuitorilor, cu calificativele lingvistice VS, S, M, H i VH, folosindmodelarea fuzzy a sarcinii, pe baza variabilelor fuzzy kI i cos:

1.Foarte Mic (Very Small VS): kI - VS i cos - VS;2.Mic (Small S): kI - S i cos - S;3.Medie (Medium M): kI - M i cos - M;


12/16

142 Capitolul 6

4.Mare (High H): kI - H i cos - H;5.Foarte Mare (Very High VH): kI - VH i cos - VH.

Calculele de regim permanent vor fi efectuate n fiecare din cele patru breaking

points ale trapezelor fuzzy. Pentru fiecare grad de ncrcare (GI) s-au calculat pierderilede putere corespunztoare fiecrui distribuitor din grupele obinute n paragraful 6.2,pentru 24 de ore, considernd n noduri, succesiv, cele dou profiluri de sarcin G i GP2 P3.Mrimile fuzzy vor fi defuzzificate pentru a determina valorile crisp, folosindu-se metodacentrului de greutate:

=

=

= 4

1

4

1

)(

)(

i

i

i

ii

x

xx

CG

(6.5)

In Tabelul 6.6 sunt prezentate valorile crisp ale pierderilor de putere totale

corespunztoare distribuitorilor din grupa GD3, pentru un grad de ncrcare la vrf desarcinMedium (M), n cazul n care nodurilor alimentate li s-a asociat profilul GP2.

Tabelul 6.6. Valorile crisp ale ncrcrii distribuitorilor, [kW](grupa G , profilul G , gradul de ncrcare la vrf de sarcin, M)D3 P2

Disribuitorii grupei G Disribuitorii grupei GD3 D3Ora1 7 23 28 29

Ora1 7 23 28 29

1 740,5 682,5 566,5 673,75 624,5 13 1287,25 1185,75 984 1169,75 1085

2 740,5 682,5 566,5 673,75 624,5 14 1287,25 1185,75 984 1169,75 1085

3 740,5 682,5 566,5 673,75 624,5 15 1287,25 1185,75 984 1169,75 1085

4 356 328,25 272,5 332 300,25 16 1287,25 1185,75 984 1169,75 1085

5 356 328,25 272,5 332 300,25 17 1287,25 1185,75 984 1169,75 1085

6 356 328,25 272,5 332 300,25 18 1287,25 1185,75 984 1169,75 1085

7 740,5 682,5 566,5 673,75 624,5 19 740,5 682,5 566,5 673,75 624,58 740,5 682,5 566,5 673,75 624,5 20 740,5 682,5 566,5 673,75 624,5

9 740,5 682,5 566,5 673,75 624,5 21 740,5 682,5 566,5 673,75 624,5

10 740,5 682,5 566,5 673,75 624,5 22 740,5 682,5 566,5 673,75 624,5

11 1287,25 1185,75 984 1169,75 1085 23 740,5 682,5 566,5 673,75 624,5

12 1287,25 1185,75 984 1169,75 1085 24 740,5 682,5 566,5 673,75 624,5

In Tabelul 6.7 sunt prezentate valorile crisp corespunztoare pierderilor medii deenergie, pe fiecare grup de ncadrare.


13/16


Tabelul 6.7. Valorile medii [kWh] i dispersiile pierderilor de energie [kWh]pentru grupele de distribuitori, n funcie de gradul de ncrcare

Grad de ncrcare (GI)VS S M H VHGrupam m m m m

G 191,25 49,08 235,49 61,69 286,47 71,041 412,48 103,69 579,23 148,73D1G 305,16 29,97 377,01 36,41 487,75 46,34 703,94 66,05 965,43 90,07D2G 241,36 22,34 299,39 27,30 388,29 35,06 562,02 50,84 771,53 72,56D3G 414,18 37,60 520,11 48,59 682,38 63,30 997,58 96,80 1383,32 136,95D4G 360,82 40,31 451,08 56,75 592,10 80,86 868,78 127,2 1204,66 183,13D5G 488,15 30,50 637,62 55,66 888,42 129,08 1302,25 146,01 1852,78 211,08D6G 564 94,10 719,47 132,92 960,89 195,27 1434,35 319,94 2008,89 472,51D7G 631,62 14,82 828,87 17,56 1133,94 21,88 1731,54 30,96 2454,37 45,45D8

In Fig. 6.9 este prezentat variaia pierderilor medii de energie corespunztoare

fiecrei grupe de distribuitori n funcie de gradul de ncrcare.

Fig. 6.9. Variaia piederilor medii de energie n funcie de gradul de ncrcare

In continuare suportul determinrii pierderilor de putere/energie l constituie Logicafuzzy, care include folosirea funciilor de apartenen, stabilirea i folosirea unor regulifuzzy, precum i operaiile de fuzzificare/defuzzificare. Pe baza unui set de reguli fuzzy detipul:

IfL is SL and S is LS and GI is VS Then dP is VSi

s-a construit un tabel de decizie numit Fuzzy Associate Memory (FAM), Tabelul 6.8, cu

ajutorul cruia pot fi determinate pierderile de energie pe un anumit distribuitor. Mrimilede intrare sunt lungimea distribuitorului, puterea instalat i gradul de ncrcare, iar


14/16

144 Capitolul 6

mrimea de ieire este reprezentat de pierderile de energie. Pentru pierderile de energie s-a avut n vedere o reprezentare prin cinci categorii lingvistice, Fig. 6.10.

0

1

150 500 1000 1500 2000 2500 3000

S_dW M_dW H_dW VH_dWVS_dW

dW

[kWh]

(dW)

Fig. 6.10. Funciile de apartenen pentru pierderile totale de energie, dW

Very Small (VS_dW): 150 550 [kWh]

Small (S_dW):

Medium (M_dW):

550 1000 [kWh]

1000 1550 [kWh]

High (H_dW): 1550 2150 [kWh]

Very High (VH_dW) : 2150 2500 [kWh]

Tabelul 6.8. Tabelul de decizie pentru estimarea piederilor de energieLUNGIME

LL ML HL

VSVS_dW

(GD1)VS_dW

(GD2)VS_ dW

(GD3)VS_dW

(GD4,GD5)S_ dW(GD7)

VS_ dW S_ dW(GD6) (GD8)

SVS_dW

(GD1)VS_dW

(GD2)VS_ dW

(GD3)VS_dW

(GD4,GD5)S_ dW(GD7)

S_ dW(GD6)

S_ dW(GD8)

MVS_dW

(GD1)VS_dW

(GD2)VS_ dW

(GD3)S_dW

(GD4,GD5)S_ dW(GD7)

S_ dW(GD6)

M_ dW(GD8)

H

VS_dW

(GD1)

S_dW

(GD2)

S_ dW

(GD3)

S_dW

(GD4,GD5)

M_ dW

(GD7)

M_ dW

(GD6)

H_ dW

(GD8)

GRAD

DENCRCARE

VHS_dW(GD1)

S_dW(GD2)

S_ dW(GD3)

M_dW(GD4,GD5)

H_ dW(GD7)

H_ dW VH_dW(G ) (G )D6 D8

LS MS HS LS MS HS LS MS HS

PUTEREA INSTALAT

Analiznd rezultatele obinute se poate observa faptul c Tabelul 6.8 nu estecomplet. Nu s-au completat acele coloane care aparin unor cazuri puin probabile npractic sau, mai degrab, nesemnificative din punctul de vedere al studiului de fa.


15/16


6.3. Metoda distribuitorilor reprezentativi

Aa cum s-a prezentat n paragraful 6.2.1, distribuitorii au fost mprii n grupefolosind o metod de clustering (metoda centrului de greutate), n funcie de caracteristicile primare (lungimea total a distribuitorilor i puterea instalat a transfomatoarelor). Inurma procesului de clustering au rezultat 8 grupe, (GD1, ..., GD8), Fig. 6.4.

Distribuitorul reprezentativ, corespunztor fiecrei grupe, este identificat dupdeterminarea caracteristicilor statistice ale grupei. Acest distribuitor trebuie scaracterizeze cel mai bine particularitile grupei din care face parte, att din punct devedere al caracteristicilor primare (lungime i putere instalat), dari din punct de vedereal pierderilor de energie.

In Tabelul 6.9 sunt indicate valorile medii i abaterile standard corespunztoare

lungimii totale (L) i puterii instalate (Si) pentru grupele de distribuitori, precum icaracteristicile distribuitorilor reprezentativi (LDR, SiDR).

Tabelul 6.9. Caracteristicile grupelori distribuitorilor reprezentativiL [km] Si [kVA]

GrupamL L

LDR[km]mSi Si

Si DR[kVA]Distribuitorul

reprezentativ

GD1 1,492 0,501 1,461 1975 452,33 2000 32

GD2 1,765 0,139 1,585 3447,5 239,08 3550 13

GD3 3,289 0,202 3,430 2590 259,33 2690 7

GD4 3,077 0,169 3,022 4535 255,93 4520 12

GD5 4,214 0,248 4,180 3870 575,95 3430 17GD6 5,427 0,069 5,380 5477,5 239,08 5431 2

GD7 3,568 0,344 3,325 5805 275,77 5610 26

GD8 5,537 0,343 5,24 6577,5 327,65 6580 19

Pierderile de energie au fost calculate, n funcie de nivelul de ncrcare, pentrufiecare distribuitor din grupele obinute. In final, pentru distribuitorul mediu al fiecreigrupe au fost determinate pierderile de energie.

Ca exemplu, n Tabelul 6.10 sunt prezentate valorile crisp ale pierderilor de energie

corespunztoare distribuitorilor care fac parte din grupa GD3, n cazul n care nodurilor

alimentate li s-a asociat profilul GP2.

Tabelul 6.10. Pierderile de energie corespunztoare distribuitorilor din grupa GD3, nfuncie de nivelul de ncrcare

WD3 [kWh]Nivelul de ncrcare(GI) 1 7 23 28 29

VS 254,40 240,48 214,2 270,96 226,8

S 321,45 299,88 264,75 330,17 280,725

M 421,37 391,48 342,73 422,06 363,855

H 616,26 570,45 495,15 601,87 526,39

VH 853,00 787,35 673,95 819,895 723,45


16/16

146 Capitolul 6

In continuare, se face o analiz comparativ ntre valorile crisp ale pierderilor deenergie corespunztoare fiecrui distribuitor din grup i valorile crisp ale pierderilor de

energie corespunztoare grupei, pentru fiecare nivel de ncrcare, pentru determinareadistribuitorului reprezentativ. In urma unei astfel de analize, distribuitorul reprezentativcorespunztor grupei G a fost determinat ca fiind distribuitorul 7.D3

In mod similar se procedeaz i n cazul celorlalte grupe pentru determinareadistribuitorilor reprezentativi, Anexa C.

In Tabelul 6.11 sunt prezentate comparativ valorile crisp ale pierderilor de energie

corespunztoare grupei G i ale distribuitorului reprezentativ (distribuitorul 7).D3

Tabelul 6.11. Valorile medii ale pierderilor de energie corespunztoare grupei GD3idistribuitorului reprezentativ (distribuitorul 7), n funcie de nivelul de ncrcare

W W W W WG G DRGI [kWh] [kWh] [kWh] [kWh] [%]

VS 7627,20 241,36 240,48 0,888 0,012

S 12723,45 299,39 299,88 -0,48 -0,004

M 18640,35 388,30 391,48 -3,18 -0,017

H 27737,35 562,03 570,45 -8,43 -0,0303

VH 36502,05 771,53 787,35 -15,82 -0,043

m 7627,20 241,36 457,93 -5,405 -0,0166

Erorile W din Tabelul 6.11 au fost calculate cu relaiile:

RFG WWW = [kWh] (6.6)

GRFG WWWW /100)( = [%] (6.7)

unde:W - valoarea crisp a energiei totale pentru distribuitorului mediu din fiecare grup;GWG - valoarea crisp a pierderilor de energie pentru distribuitorului mediu dinfiecare grup;WRF - valoarea crisp a pierderilor de energie pentru distribuitorul reprezentativ dinfiecare grup.

Estimarea pierderilor de energie prin utilizarea metodei distribuitorului reprezentativ

se dovedete a fi o metod practic care are avantajul unui timp de calcul redus, erorile decalcul fiind relativ mici.

12085871-pierderi-de-putere-i-energie-in-reele-electrice-de-distribuie

Documents