7/25/2019 Display 5437

1/18

UNIVERSITATEA DIN ORADEADEPARTAMENTUL DE INGINERIE ENERGETIC

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

Contribuii privind cretereaperformanelor energetice i de

disponibilitate n exploatarea reelelorelectrice de distribuie

Conductor tiinific:Prof. univ. dr. ing. Ioan Felea

Doctorand:ing. Mihnea Cmpan

Oradea-2015-

7/25/2019 Display 5437

2/18

CUPRINS

ABREVIERI I NOTAII ................................................................................. 7

CAPITOLUL 1 INTRODUCERE .................................................................. 91.1. Actualitatea temei ................................................................................... 111.2. Obiectivele i structura tezei .................................................................. 13CAPITOLUL 2 STADIUL ACTUAL N TRATAREAFIABILITII SISTEMELOR DE TRANSPORT IDISTRIBUIE A ENERGIEI ELECTRICE .................................................. 15

2.1. Aspecte generale privind fiabilitatea echipamentelor electrice ............... 172.1.1. Fiabilitate concept, clasificri ................................................................ 172.1.2. Defectarea reelelor electrice de distribuie ............................................... 172.1.3. Indicatori fundamentali de fiabilitate ai reelelor electrice de distribuie .... 192.1.4. Mentenabilitate i disponibilitate .............................................................. 202.1.5. Legi de distribuie ale variabilelor aleatoare care sepreteazla studiul fiabilitii reelelor electrice de distribuie ............................ 222.2. Metode de analiza fiabilitii previzionaleaplicabile reelelor electrice de distribuie ...................................................... 27

2.2.1. Studiul fiabilitii reelelor electrice de distribuiepe baza diagramelor echivalente de fiabilitate .................................................... 292.2.2. Studiul fiabilitii reelelor electrice pebaza arborilor de evenimente i defectare ........................................................... 312.2.3. Studiul fiabilitii sistemelor prinmetoda lanurilor Markov cu parametru continuu ............................................... 322.2.4. Metoda tieturilor minimale ..................................................................... 402.2.5. Metoda binomial..................................................................................... 412.2.6. Metoda simulrii Monte Carlo .................................................................. 422.3. Evaluarea indicatorilor de performan

ai serviciului de distribuie a energiei electrice ............................................... 432.3.1. Consideraii privind Standardul de performanpentru serviciul de distribuie a energiei electrice .............................................. 432.3.2. Definirea i evaluarea indicatorilor de calitateai serviciului de distribuie a energiei electrice ................................................... 442.4. Concluzii ................................................................................................. 48CAPITOLUL 3 ANALIZA FIABILITII PREVIZIONALEA REELELOR ELECTRICE DE DISTRIBUIE ....................................... 503.1. Clasificarea metodelor i modelelor probabilistice .................................. 52

3.2. Aplicarea metodei lanurilor Markov la modelarea fiabilitii STDEE.Studiu de caz reeaua electricde distribuie urban20 kV Oradea .......... 55

7/25/2019 Display 5437

3/18

3.3. Evaluarea fiabilitii reelelor electrice de distribuiepe baza diagramelor echivalente de fiabilitate (DEF)..................................... 603.4. Evaluarea fiabilitii sistemelor de distribuie a energieielectrice prin utilizarea metodelor topologice de tip reea Petri .................... 643.4.1. Definirea reelelor Petri ............................................................................ 65

3.4.2. Arbori i grafuri de acoperire / accesibilitate ............................................. 673.4.3. Reele Petri stohastice (SPN) .................................................................... 683.4.4. Studiu de caz 1 - evaluarea fiabilitii reelelor electricede distribuie folosind metode topologice de tip reea Petri ................................. 703.4.5. Studiu de caz 2 utilizarea reelelor Petri la analizafiabilitii SFV racordate la reelele de distribuie ............................................... 773.5. Simularea fiabilitii reelelor electriceprin aplicarea metodei Monte Carlo ............................................................... 873.6. Concluzii .................................................................................................... 92

CAPITOLUL 4 CONTRIBUII LA EVALUAREA FIABILITIIOPERAIONALE A REELELOR ELECTRICE DE DISTRIBUIE ....... 944.1. Aspecte generale privind fiabilitatea operaional................................... 964.1.1. Definirea fiabilitii operaionale .............................................................. 964.1.2. Estimarea indicatorilor de fiabilitate operaional..................................... 964.2. Evaluarea fiabilitii operaionale areelei electrice de 110 kV Bihor .................................................................... 1014.2.1. Structura generala sistemului electroenergetic Bihor ............................ 1054.2.2. Constituirea bazei de date pentru mentenana

centratpe fiabilitate a reelelor de 110 kV Bihor ............................................. 1074.2.3. Rezultate obinute ................................................................................... 1124.3. Tratarea 3D a disponibilitii operaionalea echipamentelor aferente SEE ...................................................................... 1444.3.1. Modelul matematic utilizat ..................................................................... 1444.2.3. Rezultate obinute ................................................................................... 1454.4. Concluzii .................................................................................................. 148CAPITOLUL 5 CONTRIBUII LA EVALUAREA I CRETEREAPERFORMANELOR REUMT SUB ASPECTUL CALITIISERVICIULUI DE ALIMENTARE CU ENERGIE ELECTRIC............ 152

5.1. Evaluarea calitii serviciului asiguratconsumatorilor alimentai din REUMT Oradea ........................................... 1545.1.1. Aspecte generale ..................................................................................... 1545.1.2. Structura i coninutul bazei de date ........................................................ 1545.1.3. Descrierea sistemului software INDICATORI CALITATE ..................... 1575.1.4. Determinarea indicatorilor continuitii n alimentarea consumatorilor ... 1795.2. Creterea calitii serviciului de alimentarecu EE prin secionarea REUMT .................................................................... 1825.2.1. Modele i metode de optimizare aplicate ................................................ 182

5.2.2. Aplicarea metodei n cadrul SDEE Oradea.............................................. 1835.3. Concluzii .................................................................................................. 187

7/25/2019 Display 5437

4/18

CAPITOLUL 6 CONTRIBUII LA OPTIMIZAREACONFIGURAIEI DE FUNCIONARE A SEEB-110 KV ........................ 1906.1. Metode de calcul a circulaiei de puteri n SEE ..................................... 1926.1.1. Metoda iterativGauss ........................................................................... 1926.1.2. Metoda Newton ...................................................................................... 194

6.1.3. Alte metode de determinare a circulaiei de putere .................................. 1956.2. Succintprezentare a modulului decirculaie de puteri n programul EDSA ....................................................... 1966.3. Modelarea elementelor componenteale sistemului electroenergetic ....................................................................... 1986.3.1. Modelarea generatorului ......................................................................... 1986.3.2. Modelarea transformatoarelor trifazate cu doui trei nfurri ............. 2006.3.3. Modelarea centralelor electrice fotovoltaice ............................................ 2016.3.4. Modelarea liniilor electrice aeriene i subterane ...................................... 201

6.3.5. Modelarea consumatorilor ...................................................................... 2016.4. Date de intrare pentru programul decalcul al regimului permanent ....................................................................... 2036.4.1. Calculul parametrilor unitari ai LEA ....................................................... 2106.4.2. Calculul parametrilor transformatoarelor dincentralele i staiile subsistemului electroenergetic Bihor ................................. 2116.5. Simularea i optimizarea regimuluinormal de funcionare a SEE Bihor .............................................................. 2126.6. Concluzii .................................................................................................. 223

CAPITOLUL 7 CONCLUZIILE TEZEI ................................................... 225BIBLIOGRAFIE ............................................................................................ 234ANEXE ........................................................................................................... 243Anexa 1 Probabilitile strilor n cazul defectelorsimple i duble pentru reeaua de distribuie de MT analizat........................... 244Anexa 2 Diagramele echivalente i valorile indicatorilorde fiabilitate pentru reeaua electricde MT analizatconstruite n raport cu nodurile de alimentare a consumatorilor ........................ 250Anexa 3 Caracteristicile componentelor din structura reelei de Tadministratde Centrul de Exploatare 110 kV Oradea ...................................... 255

Anexa 4 Secvendin evenimentele nregistrate pe perioada de analizn reeaua de T administratde Centrul de Exploatare 110 kV Oradea ............. 269Anexa 5 Elemente de calcul a indicatorilor de calitateai serviciului de distribuie a EE n cadrul SDEE Oradea .................................. 273Anexa 6 Detalii privind performanele energetice ale SEEB .......................... 280

Capitolul 1 al lucrrii cuprinde actualitatea temei abordate, obiectivele istructura tezei.

Capitolul 2este structurat n trei pri. n prima parte sunt definite noiunilede fiabilitate, mentenabilitate i disponibilitate, precum i cauzele ce pot determina

7/25/2019 Display 5437

5/18

defectarea reelelor electrice de distribuie. De asemenea sunt prezentai principaliiindicatori prin care aceste mrimi sunt cuantificate. n partea a doua s-a realizat oprezentare a metodelor de analiz a fiabilitii sistemelor, constnd n descrierealor, ipotezele care se aplic, etapele de aplicare, relaiile de calcul, avantajele idezavantajele fiecrei metode. De asemenea s-au identificat domeniile de aplicare

pentru fiecare metod i principalii indicatori de fiabilitate ce pot fi evaluai pebaza metodelor prezentate. n ultima parte a acestui capitol sunt definii i evaluaiindicatorii de performanai serviciului de distribuie a energiei electrice prevzuin standardele naionale i internaionale.

n capitolul 3 se prezintmodul de aplicare al metodelor eficiente pentruanaliza fiabilitii previzionale a reelelor electrice i anume: metoda lanurilorMarkov cu parametru continuu, metoda funciei de structur fundamentat pediagramele echivalente de fiabilitate, metode topologice de tip reele Petri imetoda simulrii Monte Carlo n scopul determinrii principalilor indicatori de

fiabilitate STDEE. Studiul de caz se face pe un sector al reelei electrice de MTaflat n gestiunea SDEE Oradea. n ultima parte a acestui capitol se prezintalgoritmul i rezultatele evalurii indicatorilor de fiabilitate pentru aceleai structuridin reeaua electricca i n cazul metodelor probabilistice, dar aplicnd metoda desimulare Monte Carlo, utiliznd mediul MATLAB. Rezultatele simulrii secompar cu rezultatele obinute prin aplicarea metodelor analitice enumerateanterior.

Capitolul 4 este structurat n trei pri. n prima parte se prezintmetodologia de evaluare a fiabilitii operaionale, estimarea indicatorilor de

fiabilitate operaional, metode de prelucrare statistic pentru identificareaparametrilor i a legilor de distribuie care modeleaz irul datelor operaionale,teste aplicate pentru verificarea ipotezelor statistice, algoritmul pentru determinareaindicatorilor de fiabilitate operaional. n partea a doua este prezentat structurabazei de date pentru mentenana centratpe fiabilitate a reelelor de repartiie (110kV) i a echipamentelor electrice din cadrul SEEB. Constituirea bazei de date areavantajul de a oferi statistici referitoare la volumul de instalaii, la evenimentelornregistrate n SEEB, cu evidenierea condiiilor i a factorilor de influen. Baza dedate constituitpermite calculul principalilor indicatori de fiabilitate operaionalaireelei de 110 kV Bihor, precum i aplicarea strategiei de mentenan centrat pe

fiabilitate la nivelul sistemului analizat. Ultima parte a acestui capitol este dedicatprelucrrii statistice a datelor referitoare la variabilele aleatoare timp de bunfuncionare (TBF)i timp de mentenancorectiv(TMC)pentru LEA de nalttensiune din cadrul SEEB i interpretrii rezultatelor obinute.

n primul subcapitol a capitolului 5 prezint indicatorii de calitate aiserviciului de alimentare cu EE. Evaluarea calitii serviciului de alimentare cu EEa consumatorilor deservii de SDEE Oradea se face n subcapitolul 2. nsubcapitolul 3 este prezentatcreterea calitii SDEE prin reconfigurarea REUMT,lucru care se poate realiza prin urmtoarele metode: Minimizarea frecvenei

ntreruperilor n REUMT prin reconfigurare; Reconfigurarea REUMT pe criterii defiabilitate i pierderile de putere; Creterea calitii serviciului de alimentare cu EE

7/25/2019 Display 5437

6/18

prin secionarea REUMT. n ultimul subcapitol sunt prezentate concluziileanalizelor efectuate n acest capitol.

Capitolul 6este dedicat obinerii configuraiei optime de funcionare pentruSEEB-110 kV aplicnd criteriile de optimizare modelate matematic i informaticprin programul EDSA. n prima parte se prezint metodele de determinare a

circulaiei de puteri n S.E.E. i facilitile programului EDSA n direciaoperaionalizrii metodelor. n a doua parte, pornind de la structura real asistemului s-a construit schema echivalent monofilara acestuia, evideniindu-sevalorile parametrilor caracteristici ai componentelor, precum i valorile puteriloractive i reactive produse/intrate n sistem, a celor ieite din sistem i consumurilede putere activi reactivde pe barele de medie tensiune a transformatoarelor dinstaiile electrice pentru o zi caracteristicde iarn.

n a treia parte s-au simulat mai multe variante de funcionare a sistemuluianalizat, dup care s-a fcut o comparaie ntre acestea din punct de vedere al

pierderilor de putere activ i reactiv. Aplicnd criteriul pierderi minime deputere se identific variantele optime de funcionare ale SEEB i se evalueazindicatorii de performan ai sistemului n strile respective. n ultima parte seprezintconcluziile analizelor efectuate.

Lucrarea conine ase anexe structurate astfel: 1 Probabilitile strilor ncazul defectelor simple i duble pentru reeaua de distribuie de MT analizat; 2 Diagramele echivalente i valorile indicatorilor de fiabilitate pentru reeauaelectricde MT analizat; 3 Caracteristicile componentelor din structura reeleide 110 kV Oradea; 4 Secven din evenimentele nregistrate pe perioada de

analizn reeaua de T administratde Centrul de Exploatare 110 kV Oradea ; 5 Elemente de calcul a indicatorilor de calitate ai serviciului de distribuie a EE ncadrul SDEE Oradea; 6 Detalii privind performanele energetice ale SEEB.

CONCLUZII

Cercetarea bibliografic, studiile proprii i rezultatele obinute de autor cu

privire lacreterea performanelor energetice i de disponibilitate n exploatareareelelor electrice de distribuie, redate n cadrul lucrrii, permit formularea

urmtoarelor concluzii:1. Studiul performanelor de fiabilitate i disponibilitate ale unui sistem serealizeaz prin evaluarea unui set de indicatori specifici sistemului respectiv.Sistemele pot fi evaluate sub aspect calitativ i cantitativ, avnd n vederecomplexitatea lor structural, funcional i informaional. Pentru studiulfiabilitii elementului simplu existpatru funcii probabilistice de baz: funcia defiabilitate R(t) i nonfiabilitate -F(t), funcia densitate de probabilitate -f(t) ifuncia intensitate de defectare -(t). ntruct n cadrul STDEE pot exista attelemente reparabile ct i nereparabile, s-au evideniat pentru fiecare categorie deelemente principalii indicatori. n situaia n care variabilele aleatoare timp defuncionare (Tf) i timp de defect (Td), care descriu comportarea n timp a STDEE,

7/25/2019 Display 5437

7/18

au o distribuie exponenial, expresiile indicatorilor iau o formsimplificat, uorutilizabiln calcule.

2. Condiia esenial de performan a STDEE se refer la continuitatea nalimentarea cu energie electrica consumatorilor. Prin urmare, cei mai importaniindicatori de fiabilitate pentru aceste sisteme sunt: probabilitatea de succes, durata

totalde nefuncionare, numrul mediu de ntreruperi de durati manevr, timpulprobabil de neacoperire a sarcinii cerute i energia probabil nelivrat. Evaluareaindicatorilor se realizeazutiliznd diferite criterii. Cele mai uzuale sunt: prezenatensiunii i a unui anumit nivel de putere pe barele staiei sau postului detransformare la care sunt racordai consumatorii. Pentru evaluarea continuitii nalimentarea cu energie electric a consumatorilor un rol important l au intreruperile de manevrca numr i durata acestora.. n acest sens, n analizelede fiabilitate ale reelelor electrice de distribuie se calculeazdistinct numrul dentreruperi de manevr[M(TA)] i durata total[M(TA)] a acestora.

3.

Actualmente se pune un accent important pe evaluarea indicatorilor deperforman ai serviciului de distribuie a energiei electrice. Pentru apreciereacontinuitii n alimentarea cu energie electric a consumatorilor se impunecalcularea urmtorilor indicatori: numrul de ntreruperi lungi, frecvena medie antreruperilor n reea pentru un consumator (SAIFI), durata medie a ntreruperilorn reea (sistem) pentru un consumator (SAIDI), frecvena medie de ntrerupere aconsumatorilor (CAIFI), durata medie de ntrerupere a consumatorilor (CAIDI),energia nelivrat (ENS) i timpul mediu de ntrerupere (AIT). Pentru ca acetiindicatori de performansreflecte corect continuitatea n alimentarea cu energie

electric a consumatorilor, respectiv calitatea energiei distribuite este necesar omonitorizare atenti riguroasa tuturor ntreruperilor, indiferent de caracterul lorplanificat sau neplanificat, a cauzelor ntreruperilor, a duratei acestora, a numruluide consumatori afectai i a puterii electrice ntrerupte.

4. Studiul fiabilitii reelelor electrice se poate realiza utiliznd o paletlargde metode analitice, grafoanalitice sau de simulare, care permit efectuarea unoranalize satisfctoare sub aspectul numrului de indicatori ce pot fi evaluai, ct ial acurateei rezultatelor obinute. Aplicarea metodei lanurilor Markov cuparametru continuu n studiul fiabilitii reelelor electrice ofer posibilitateaevalurii indicatorilor de fiabilitate, disponibilitate i performan ce permitobinerea unor informaii necesare i suficiente pentru a ne forma o imaginecomplet privind dependenabilitatea acestora. Aceast metod permitecaracterizarea comportrii elementelor componente ale reelelor electrice prindescrierea mulimii strilor i tranziiilor dintre acestea, ct i a zonelor n careaceste echipamente i ndeplinesc funciile. Metodele bazate pe diagrameechivalente de fiabilitate reprezentate n raport cu un anumit nivel funcional alschemei se limiteazla evaluarea urmtorilor indicatori de fiabilitate: probabilitateade succes i de refuz, timp total de funcionare i de refuz, numr de ntreruperi demanevri de durat, fra se obine informaii satisfctoare referitoare la energia

nelivratsau la timpul de neacoperire a sarcinii;

7/25/2019 Display 5437

8/18

5. Metodele topologice de tip reea Petri sunt utilizate pentru analizasistemelor complexe, inclusiv sistemelor fotovoltaice i a reelelor electrice la caresunt racordate surse fotovoltaice. Cu ajutorul acestora modelarea unui sistem serealizeazatt din punct de vedere al elementelor componente i al relaiilor dintreele (modelare static) ct i al succesiunii strilor n timp (modelare dinamic) prin

intermediul marcajului. Dup construirea reelei Petri a sistemului studiat, pentruevaluarea indicatorilor de fiabilitate ai acestuia este necesar cunoatereaindicatorilor de fiabilitate ai elementelor componente. Analiza cantitativ asistemelor se realizeazprin apelarea la una din urmtoarele doumetode asociate:

Transformarea reelei Petri ntr-un graf de tip Markov; Asocierea grafului reelei Petri cu un mecanism de tip Monte Carlo.6. Metoda bazatpe simularea Monte Carlo permite determinarea unui numr

mare de indicatori de fiabilitate i disponibilitate att ca valori absolute, ct i cavalori momentane. Simularea Monte Carlo permite dezvoltarea unor modele de

fiabilitate complexe i complete. Principalele dezavantaje ale acestei metode suntlegate de timpul mare de simulare i de stabilirea numrului de simulri caretrebuie efectuate pentru obinerea unor valori suficient de precise.

7. Rezultatele obinute analitic (prin utilizarea metodei lanurilor Markov, afunciei de structurpe baza diagramelor echivalente de fiabilitate i a reelei Petri)sunt foarte apropiate de rezultatele obinute prin simulare numeric, ceea censeamn c pentru evaluri se poate aplica oricare dintre metode, cu condiia canumrul de simulri sfie cel puin 10000.

8. n vederea obinerii unor date statistice credibile privind comportarea n

exploatare a reelelor i echipamentelor electrice este necesar o monitorizare inregistrare continui atenta tuturor evenimentelor.9. Pentru stabilirea distribuiei care modeleaz cel mai exact irul datelor

operaionale referitoare la reelele i echipamentele electrice se recomandutilizarea funciilor de distribuie: exponenial, Weibull, normal, Pearson5,logistic i lognormal. Se recomand aplicarea metodei celor mai mici ptratecombinatcu metoda liniarizrii pentru determinarea parametrilor caracteristici aifunciilor de distribuie, iar n vederea testrii ipotezelor referitoare la funciile dedistribuie care modeleazirul datelor operaionale se preteaztestul Kolmogorov,2 i Anderson-Darlington.

10.

Studiul de fiabilitate operaionalreferitor la reeaua electricde 110 kV. s-aefectuat pe o perioadde 14 ani i oferrezultate credibile. Baza de date constituitare urmtoarele faciliti:

Statistici referitoare la reeaua electric de 110 kV, la echipamentele dincadrul sucursalei i evenimentele produse;

Ierarhizri ale evenimentelor n funcie de cauz, prilej, mod de defectare ielement defect;

Evaluarea indicatorilor de fiabilitate operaionalpentru reeaua electricde110 kV;

Evaluarea stocului de echipamente i elemente componente ale acestora peran i respectiv pentru 10 ani;

7/25/2019 Display 5437

9/18

11.Prelucrarea datelor statistice obinute din nregistrrile existente n cadrulSDEE Oradea, reflecturmtoarele:

ntreruptoarele de 110 kV provoac cel mai mare numr de ntreruperi(54,56%) n condiiile n care acest echipament reprezint 23,59% dinvolumul total de echipamente din componena SEEB 110 kV;

Din punct de vedere ierarhic urmtorul element ce determin un numrmare de ntreruperi este LEA de 110 kV (26,25%) n condiiile n careponderea acestui element este de numai 3,93%;

Transformatoarele de putere de T/MT determin 11,82% din ntreruperi,ponderea lor n cadrul SEEB 110 kV fiind de 4,36%, n timp ceseparatoarele de nalttensiune sunt cauza a 3,9% din ntreruperi, ponderealor fiind de 25,64%;

Echipamentele cu cea mai bun comportare sub aspectul numrului dentreruperi provocate sunt transformatoarele de msurde curent (1,3% din

cderi) i transformatoarele de msurde tensiune (2,17% din cderi); Principalele cauze care au dus la cderea LEA de nalttensiune sunt: uzura

tehnica materialului n condiii normale de funcionare (50,83%); Elementul a crui defectare determincele mai frecvente cderi ale LEA de

110 kV este izolatorul (46,22%); Cel mai frecvent mod de defectare al LEA de 110 kV este strpungerea

izolaiei (46,43%), n timp ce scurtcircuitul polifazat are ponderea cea maimic, de doar 0,45%;

12.n urma prelucrrii statistice a datelor, utiliznd programul de calcul FRVA,

referitoare la variabilele aleatoare timp de bun funcionare (TBF) i timp dementenan corectiv (TMC) ale LEA de nalt tensiune avnd seciunile de150/25 mm2 i respectiv 185/32 mm2 s-a observat cdistribuia care modeleazcueroare minimdistribuia empirica acestor date este distribuia Weibull.

13.n urma prelucrrii datelor statistice prin aplicarea pachetului software@Risk se observcdistribuiile empirice care modeleazVA TMC sunt:

cu referire la TP: Testarea Chi-square (2): Pearson5, ExternalValue, Logistic,

Exponenial.

Testarea Anderson-Darling: ExternalValue, Logistic, Pearson5,InversGauss. Testarea Kolmogorov-Smirnov: ExternalValue, Pearson5, InversGauss,

Exponenial. cu referire la I-IT: Pentru toate cele trei testri: Pearson5, LogLogistic, Lognormal i

InversGauss. cu referire la S-IT: Pentru toate cele trei testri: Pearson5, LogLogistic, Lognormal i

InversGauss.

7/25/2019 Display 5437

10/18

14.Prin operarea bazei de date pentru mentenana centrat pe fiabilitate aechipamentelor electrice din componena SEEB 110 kV se poate estima stoculnecesar pe 10 ani, rezultnd:

Pentru transformatoarele de putere de IT/MT este necesarexistena n stoca unui transformator avnd Sn = 10 MVA i cte trei pentru transformatoarecu Sn = 16 MVA i Sn = 25 MVA;

Pentru ntreruptoarele de tip IO, stocul estimat este de 2 buci, iar pentrucele de tip H14 este de 1 bucat;Stocul estimat pe elemente componente ale echipamentelor electrice din

structura SEEB 110 kV este n limitele: [6-21] pentru transformatoarele deputere; [10-213] pentru ntreruptoare i [3-11] pentru separatoare.

15.Disponibilitatea operaional a echipamentelor din structura SEE sepreteaz la o tratare 3D n care se reprezint i se urmrete evoluia VAdisponibilitate n funcie de VA timp de bun funcionare i timp de mentenan

corectiv sau n funcie de indicatorii fundamentali ( i ). Rezultatele obinuteprin analiza 3D, a disponibilitii echipamentelor din structura SEE Bihor,considernd TBF i TMC variabile aleatoare reflect faptul c pentru toateechipamentele analizate disponibilitatea are o variaie de tip paraboloid nintervalul de evaluare: t [015000] h i tM[050] h.

Disponibilitatea TP, a I-IT i a S-IT scade odat cu creterea duratei defuncionare i scderea duratei de mentenanpreventiv, evoluia i valorile fiindspecifice fiecrui tip de echipament.

16.Reconfigurarea reelelor electrice de distribuie se poate face aplicnd

criteriul minimizrii indicatorului frecvenmedie de ntrerupere (SAIFI). Modelulmatematic de optimizare este specific RED cu una sau mai multe surse, respectiv nfuncie de tipul aparatelor de comutaie utilizate. Metoda de reconfigurare bazatpeminimizarea indicatorului SAIFI poate fi mbuntitprin luarea n considerare acurbelor de sarcin ale consumatorilor i introducerea unor restricii cum ar fipierderi de energie activ. Metoda de reconfigurare poate fi dezvoltat n scopulobinerii unei metode general valabile pentru optimizarea schemei debuclate defuncionare a RED echipate cu aparate de comutaie mixte i/sau n cazulproducerii descentralizate de EE.

17.Nonfiabilitatea sistemului de protecie primar joac un rol important nestimarea numrului i caracteristicilor cderilor de tensiune n REUMT i laconsumatori. Estimarea stohastic, ce nu ia n considerare nonfiabilitatea SPprimar, ar putea duce la o prezicere eronat a estimrii cderilor de tensiune.Utilizarea metodei complete de evaluare a cderilor de tensiune este necesaratunci cnd este nevoie de o exactitate mai mare a rezultatelor. Pentru estimareadaunelor provocate de cderile de tensiune, se recomand aplicarea metodeicomplete fundamentatpe predicia stohasticla nivel de bare i linii ale REUMT.

18.Baza de date elaboratpermite determinarea indicatorilor SAIFI i SAIDI peniveluri de tensiune, mediu urban si rural. Baza de date constituit la nivelul SDEE

Oradea, prin nregistrarea lunara datelor de la punctele de lucru pentru perioada2000 2013, are urmtoarele caracteristici eseniale:

7/25/2019 Display 5437

11/18

Numr total de ntreruperi programate n mediul urban i rural: 259883 Numrul total de ntreruperi programate n mediul urban i rural pentru care

restabilirea alimentarii cu EE s-a realizat n timpul planificat anunat:259883

Numrul total de ntreruperi neprogramate n mediul urban: 1913750

Numrul total de ntreruperi neprogramate cu durata mai mic de 12 ore,pentru mediul urban: 1913750

Numrul de utilizatori mediu pe semestru, pentru mediul rural: 187039 (laJT), 185 (la MT), 4 (la IT), respectiv urban: 176365 (la JT), 1080 (la MT) i6 (la IT).

Durata medie a unei ntreruperi programate n mediul urban, la JT: 410.66min./ntr.

Durata medie a unei ntreruperi programate n mediul urban, MT: 253.86min./ntr.

Durata medie a unei ntreruperi programate n mediul rural, la JT: 378.92min./ntr.

Durata medie a unei ntreruperi programate n mediul rural, MT: 273min./ntr.

Durata medie a unei ntreruperi neprogramate n mediul urban, la JT: 160.44min./ntr.

Durata medie a unei ntreruperi neprogramate n mediul urban, la MT: 92min./ntr.

Durata medie a unei ntreruperi neprogramate n mediul urban, la JT: 245.84min./ntr.

Durata medie a unei ntreruperi neprogramate n mediul urban, la JT: 137.2min./ntr.

19.Prelucrarea datelor introduse n baza de date din nregistrrile existente laSDEE Oradea, pentru perioada 2000 2013, reflecturmtoarele:

Sub aspectul numrului de evenimente, centrele se ierarhizeaz astfel:Oradea-tei-Aled;

Dup numrul de consumatori afectai centrele se ierarhizeaz astfel:Oradea, tei, Aled;

Valorile indicatorilor SAIFI i SAIDI, cei mai sugestivi pentru calitateaserviciilor de alimentare cu EE, determinate la nivelul SDEE Oradea, pentruansamblul consumatorilor i al instalaiilor, reflecto scdere a numrului iduratei ntreruperilor programate pe ultimele trei luni analizate (august,septembrie i octombrie) i o cretere a numrului i duratei ntreruperilorneprogramate pe ultimele trei luni analize. Aceasttendineste nregistratatt la consumatorii din mediu urban, ct i la consumatorii din mediu ruralla nivelul de joasi medie tensiune.

Analiza comparativ pentru cele 3 nivele de tensiune reflect faptul c,

consumatorii de la nivelul de JT dein ponderea covritoare [peste 95 %]ntre consumatorii afectai, n timp ce numrul de evenimente nregistrate la

7/25/2019 Display 5437

12/18

consumtorii alimentai direct la IT este foarte redus (datorit numruluiredus de instalaii). Ponderea evenimentelor este, de altfel, n relaie directcu numrul consumatorilor alimentai la cele 3 nivele de tensiune.

20.Analiza comparativ, pe perioada de analiz, a calitii serviciului dealimentare cu EE a consumatorilor deservii de ctre SDEE Oradea, reflect

urmtoarele: Ponderea ntreruperilor o dein consumatorii de la nivelul de joas tensiune

din mediul rural sau urban. Astfel, pentru ntreruperi programate, rural,joas tensiune (aproximativ 75%), iar n urban joas tensiune aproximativ25%.

Pentru ntreruperile neprogramate cei mai afectai sunt tot consumatorii dela joas tensiune din mediul rural, dar ponderea este diferit. Astfel, 45%din ntreruperi sunt n mediul urban i 55% n rural, la nivelul de joastensiune.

La medie tensiune tendina este aceeai, cu o pondere mai mare peconsumatorii din mediu rural, att pentru ntreruperi programate (84ntreruperi urban, cu 258 ntreruperi n rural), ct i pentru celeneprogramate (1523 ntreruperi urban cu 2353 ntreruperi n rural).

Consumatorii au fost realimentai n timpul anunat sau nainte de 12 ore nmediul urban, respectiv 24 de ore n mediul rural.

21.Evoluia pe durata de analiza indicatorilor de calitate SAIFI i SAIDI aiserviciului de alimentare cu EE la categoriile de consumatori analizate se prezintastfel:

pentru consumatorii joas tensiune, indicatorul SAIFI ntreruperiprogramate, urban (0.053 ntr./cons. lun), respectiv SAIFI, rural (0.14ntr./cons i lun);

n cazul consumatorilor medie tensiune cu referire la indicatorul SAIFIntreruperi programate urban (0.011 ntr./cons. i lun), respectiv SAIFIrural (0.196 ntr./cons. i lun);

pentru consumatorii joas tensiune, indicatorul SAIFI ntreruperineprogramate, urban (0.672 ntr./cons. i lun), respectiv SAIFI, rural(0.732 ntr./cons. i lun);

n cazul consumatorilor medie tensiune cu referire la indicatorul SAIFIntreruperi neprogramate urban (0.193 ntr./cons. i lun), respectiv SAIFIrural (1.638 ntr./cons. i lun);

pentru consumatorii joas tensiune, indicatorul SAIDI referitor lantreruperi programate, n mediul urban (14.6 min. ntr./cons i lun),respectiv SAIDI, rural (38.35 min. ntr./cons i lun);

n cazul consumatorilor medie tensiune cu referire la indicatorul SAIDIntreruperi programate urban (2.23 min. ntr./cons i lun), respectiv SAIDIrural (36.25 min. ntr./cons i lun);

7/25/2019 Display 5437

13/18

pentru consumatorii joas tensiune, indicatorul SAIDI ntreruperineprogramate, urban (85.34 min. ntr./cons i lun), respectiv SAIDI, rural(132.22 min. ntr./cons i lun);

n cazul consumatorilor medie tensiune cu referire la indicatorul SAIDIntreruperi neprogramate urban (12.07 min. ntr./cons i lun), respectivSAIDI rural (169.65 min. ntr./cons i lun);

ntreruperile programate i neprogramate cauzate de for major sau dectre utilizatori sunt neglijabile.

22.Automatizarea distribuiei la nivelul REUMT are ca scop mbuntireaindicatorilor de calitate ai serviciului de alimentare cu EE a consumatorilorracordai. Pentru asigurarea automatizrii distribuiei se vor folosi, de preferin,separatoarele telecomandate, reanclanatoarele urmnd a se folosi numai acolounde este strict necesar. Este necesar ca separatoarele telecomandate ireanclanatoarele s fie echipate corespunztor integrrii ntr-un sistem de

telecontrol.23.Pentru obinerea dezideratului de cost minim al fiabilitii este necesar a

se aplica metode de optimizare a amplasrii ST i RA bazate pe indicatori decalitate n alimentarea consumatorilor, indicatori care s se refere la sistemul nansamblu, cum este indicatorul ASIFI.Din rezultatele obinute pe cele 29 LES analizate se constat existena a treicategorii:

LES I: DR = [6; 25] ani LES II: DR = [25; 50] ani

LES III: DR > 50 anin toate cele trei cazuri se constat mbuntirea substanial a indicatorilor decalitate i reducerea semnificativa energiei nelivrate.

24.EDSA este un instrument puternic de modelare a oricrui sistemelectroenergetic, indiferent de numrul de noduri al acestuia. Programul fiindinteractiv permite simularea n timp real a funcionrii sistemului modelat.Operarea cu EDSA permite, n orice moment, introducerea/eliminarea de elementedin schemprecum i modificarea strii de funcionare a oricrui element existent;

25.Ponderea pe surse a EE injectate n SEEB pentru configuraia analizateste

variabil, limitele fiind: CET Oradea 16.54%, CHE 24.90%, CEF 15,76%, SEN42,77% pentru funcionare cu CEF, respectiv CET Oradea 19.64%, CHE 29.57%,SEN 50.78% pentru CS3 [funcionare frCEF].

26.Pentru regimurile CS1, CS2, CS3 i CS4 de funcionare simulate valoriletensiunilor n nodurile SEEB se nscriu n benzile admisibile, n cazul variantelor 5i 6 acestea nu se ncadreaz n benzile de tensiune admise, tensiunile fiind inintervalul [104.765-118] kV pentru configuraia 5, respectiv [103.282 -118] kVpentru configuraia 6.

27.Valorile minime ale tensiunilor n noduri s-au obinut n situaia n care s-aconsiderat o pierdere de putere foarte mare n SEE Bihor: LEA 400 kV Ro iori-Oradea Sud czut(varianta 5 i 6), CET Oradea-G5 [40MW] czut n varianta 6 iCEF nefuncionale n variantele 5 i 6. n acest caz valorile tensiunilor n noduri nu

7/25/2019 Display 5437

14/18

se nscriu n banda admisibil, deficitul total de putere n SEE Bihor pentruvariantele analizate fiind de: 132.414 MW n varianta 5 i 172 MW n varianta 6. nconsecindintre regimurile de funcionare studiate, aceste douregimuri sunt celemai periculoase pentru SEEB-110 kV;

28.Sub aspectul pierderilor de putere activ pe SEEB, cele 6 configuraii

analizate se ierarhizeazastfel (de la foarte bun la foarte slab): CS6 (7.876 MW),CS5 (8.507 MW), CS3 (8.585 MW), CS2 (10.859 MW), CS4 (13.185 MW), CS1(18.117 MW). Constatm cpierderile de putere activsunt, n general, mai mari ncazul configuraiilor cu CEF;

29.Sub aspectul pierderilor de putere reactiv pe SEEB, cele 6 configuraiianalizate se ierarhizeaz astfel: CS6 (34.996 MW), CS5 (38.633 MVAr), CS3(38.897 MVAr), CS2 (47.045 MVAr), CS4 (57.009 MVAr), CS1 (71.906 MVAr).Constatm cpierderile de putere reactiv sunt, mai mari n cazul funcionrii cuCEF;

30.

Variaia tensiunilor pe barele celor 21 de staii din structura SEEB sau cuimpact asupra SEEB este in limite largi pentru cele 6 configuraii de funcionare: SE Brad [104.523 - 116.881] kV SE Huein [108.432 - 117.132] kV SE Srmag [105.552 - 116.396] kV SE Vrfuri [104.617 - 116.901] kV SE Bia [103.548 - 115.939] kV SE Tileagd [105.332 - 116.997] kV SE Aled [106.725 - 116.927] kV

SE Beiu [103.438 - 115.712] kV SE Marghita [104.723 - 116.020] kV SE Mecanica [105.788 - 116.336] kV SE Munteni [108.432 - 117.132] kV SE Oradea Sud [105.356 - 117.037] kV SE Oradea Vest [105.986 - 116.418] kV SE Remei [108.500 - 116.935] kV SE Scueni [104.799 - 115.891] kV SE Salonta [117.930 - 117.960] kV

SE Sudrigiu [103.282 - 115.572] kV SE uncuiu [107.473 - 116.808] kV SE Suplac [105.551 - 116.395] kV SE Vacu [103.548 - 115.942] kV SE Voivozi [105.534 - 116.548] kV

Prezena CEF mbuntete nivelul tensiunilor n toate staiile SEEB.31.Indicatorul de risc relativ la tensiune pe ansamblul SEEB se ncadreazntr-

un interval larg de variaie, respectiv 0.42 pentru configuraia numrul 2 defuncionare i 4.45 dacfuncionarea este n configuraia 1.

32.

Efectele energetice ale CEF se pot sintetiza astfel:

7/25/2019 Display 5437

15/18

Sub aspectul pierderilor de putere la funcionarea cu CEF-uri pierderile deputere n SEEB sunt mai mari dect la funcionarea cu frCEF-uri 18.117MW 13.185 MW pentru configuraia 1 respectiv 4; 10.859 MW 8.507MW pentru configuraia 1 respectiv 5; 8.585 MW 7.876 MW pentruconfiguraia 3 respectiv 6.

Sub aspectul tensiunii n noduri funcionarea cu CEF-uri implica un nivel altensiunii mai ridicat, apropiat de banda optim.

Principalele contribuii aduse de autor n cadrul tezei sunt:

Sistematizarea materialelor informative existente n literatura despecialitate cu referire la: Principalii indicatori de fiabilitate i disponibilitate ai elementelor i

sistemelor aplicabili la STDEE; Legile de distribuie ale variabilelor aleatoare care se preteaz la

studiul fiabilitii echipamentelor din structura STDEE; Principalii indicatori de performan i de calitate ai serviciului de

distribuie a EE prevzui n standardele naionale i internaionale. Prezentarea principalelor metode de analiza fiabilitii previzionale

aplicabile pentru STDEE; Identificarea metodelor i a indicatorilor de maximoportunitate pentru

caracterizarea performanelor de fiabilitate ale STDEE. Modelarea analitic i evaluarea numeric a indicatorilor de fiabilitate

uzuali n analizele tehnico-economice: probabilitatea de succes i de

refuz, numrul de ntreruperi de durat i de manevr, timpul mediu alntreruperilor de durati de manevrpentru o reea electric de medietensiune aflat n administrarea S.D.E.E. Oradea, folosind modelullanului Markov i al diagramei echivalente de fiabilitate;

Aplicarea modelului de tip reea Petri pentru descrierea funcionriireelelor electrice i a lanului Markov asociat modelului, pentruevaluarea probabilitii de stare, numrul mediu de tranziii ntre stri,precum i gradul de utilizare al reelelor analizate;

Dezvoltarea i aplicarea modelrii de tip reea Petri pentru evaluarea

fiabilitii reelelor electrice la care sunt conectate surse fotovoltaice; Aplicarea programului de simulare Monte Carlo pentru a modelafiabilitatea structurii analizate;

Analiza comparativ a rezultatelor obinute prin aplicarea metodeloranalitice i prin simulare numeric n evaluarea fiabilitii previzionale areelelor electrice.

Sistematizarea materialului informativ existent n literatura despecialitate referitor la:Studiul fiabilitii operaionale a reelelor i a echipamentelor

electrice;

Indicatorii de fiabilitate operaional ai reelelor electrice de

7/25/2019 Display 5437

16/18

distribuie i metodologia de determinare; Proiectarea i realizarea unei baze de date pentru mentenana centratpe

fiabilitate a reelei de distribuie de 110 kV Bihor (BD-IT); Determinarea parametrilor ce caracterizeaz legile de distribuie

exponenial, Weibull i normalutiliznd programul FRVA cu referire laelementele structurale ale SEEB 110 kV, respectiv: LEA, TP, I-IT, S-IT;

Stabilirea funciilor de distribuie ale variabilelor aleatoare TBF i TMCprin aplicarea pachetului software @Risk, cu referire la urmtoareleechipamente ale SEEB: TP, I-IT, S-IT;

Evaluarea indicatorilor de fiabilitate operaional a componentelor dinstructura SEEB 110 kV, stabilirea cauzelor cderilor i ierarhizareaelementelor sub sub aspectul impactului asupra fiabilitii;

Aplicarea rezultatelor pentru implementarea strategiei RCM la nivelulSEEB 110 kV;

Elaborarea pachetului software pentru prelucrarea datelor statistice ioperarea bazei de date;

Elaborarea algoritmului i a modelului de tratare tridimensional adisponibilitii echipamentelor din structura SEE, aplicarea pentru SEEBi formularea unor concluzii utile.

Evidenierea impactului reconfigurrii REUMT asupra indicatorilor decalitate ai serviciului de alimentare cu EE a consumatorilor;

Identificarea impactului fiabilitii sistemului de protecie al REUMTasupra calitii serviciului de alimentare cu EE a consumatorilor;

Elaborarea pachetului software Indicatori de Calitate pentru evaluareaindicatorilor de calitate ai serviciului de alimentare cu EE aconsumatorilor;

Constituirea bazei de date, i a elementelor de calcul a indicatorilor decalitate ai serviciului de alimentare cu EE a consumatorilor deservii deSDEE Oradea;

Evaluarea i interpretarea indicatorilor de calitate ai serviciului dealimentare cu EE a consumatorilor deservii de SDEE Oradea,identificarea aportului REUMT;

Identificarea i aplicarea unui model adecvat i a unui pachet softwarededicat pentru optimizarea locului de amplasare al separatoarelortelecomandate respectiv a reanclanatoarelor pentru automatizareareelelor electrice de distribuie de medie tensiune. Analiza comparativarezultatelor obinute pentru o zona REUMT Oradea.

Modelarea SEEB-110 kV folosind programul EDSA modulul decirculaie avansatde puteri;

Simularea a 6 variante de funcionare pentru SEEB; Analiza comparativa variantelor de funcionare simulate, att din punct

de vedere al tensiunilor n noduri, ct i din punct de vedere al pierderilorde putere activi reactiv;

7/25/2019 Display 5437

17/18

Identificarea configuraiei optime a SEEB-110 kV dup aplicareacriteriului pierderi minime de putere. Evaluarea nivelului deperformanal SEEB n configuraie optimi n variantele suboptimalepe baza valorilor indicatorilor: pierderi de putere (P), indicatorul de riscrelativ la tensiune (IRU).

Caracterizarea secvenial si globala a impactului CEF asupraperformantelor SEEB.

BIBLIOGRAFIE SELECTIV

1. Bercovici, M., Arie, A., Poeat, A.: Reele electrice. Calcul electric, EdituraTehnic, Bucureti 19742. Billinton, R., Fotuhi-Firuzabad: A Basic Framework Generating SystemOperating Health Analysis, IEEE Trans. On PWRS, Vol. 9, No. 3, August 1994, pp.1610-16173. Cmpan M.,Felea I., Boja I., Albu-Dana D.3DRepresentation of OperationalAvailability of Bihor Power System Equipments, Journal of Sustainable Energy Vol.5, No. 4, December, 20144. Cimpan M Sisteme electroenergetice. Indrumator de proiect(www.energetica-oradea.ro) 20105. Cimpan M. Sisteme electroenergetice. Curs. (www.energetica-oradea.ro),20106. Eremia, M.: Electric Power Systems. Electric Networks, Editura Academiei

Rom\ne, Bucureti, 20067. Felea, I., Coroiu, N.: Fiabilitatea i mentenaa echipamentelor electrice,Editura Tehnic, Bucureti 20018. Felea, I.: Ingineria fiabilitii n electroenergetic, Editura Didactic iPedagogic, Bucureti 19969. Felea. I., Panea C., Bendea G., Moldovan V., Cmpan M., Stochasticreliability modeling of renewable energy sources - applications to electro-

geothermal groups, Journal of Sustainable Energy Vol. 5, No. 1, Martie, 201410. Felea I., Meianu D., Cmpan M., Barla E.,Researching the Impact of Driving

System of a Low Power Hydroelectric Plant on those Performances inn Transitoryand Stable Operating Condition, The 2009 World Congres son Electronics andElectrical Engineering (WCEEENG 2009) Cairo, Egypt , 6-9 april 200911. Felea I., Cmpan M., Secui C., On the Operational Reliability of Componentsin Electric Network, Proceedings of second International Power SystemsConference, vol. III, pag. 172-178, Timioara, 199712. Felea I., Maghiar T., Silaghi M., Cmpan M., Contribution to Identify andResearch the Efficiency Increasing Solution of the Romanian Energetic Industrial

Process, Jurnal World Energy System, Canadian Institute, Toronto, Canada, 199613. Felea I., Meianu D., Cimpan M., Dan Fl., Cercetarea expeimental aperformanelor SCAP din structura SCEMP, Conferina Naionali Expoziia de

Energetic, CNEE Sinaia, 21 23 octombrie 2009

7/25/2019 Display 5437

18/18

14. Hermina, A., Golovanov, N., Elefterescu L.: Monitorizarea serviciului dealimentare cu energie electrica consumatorilor, Revista Energetica nr. 10/200415. Ulmeanu, A.P.:Asupra utilizrii reelelor Petri i a proceselor aleatoare semi-Markov n modelarea i analiza fiabilitii sistemelor cu mentenanprogramat,

Revista Energetica 44, 1996, nr. 4-A, pg. 182-189

16.

*** Codul Tehnic al Reelelor de Distribuie, Cod ANRE 200017. *** Standard de performan pentru serviciul de distribuie a energieielectrice,Cod ANRE 28.1.013.0.00.30.08.200718. ***EDSA Users Guide Advanced Composite Power System ReliabilityAssessment19. ***EDSA Users Guide:Advanced Power Flow Analysis20. ***MATLABReference Guide The Math Works, Inc., 1992