Математичне моделювання і статистичне оцінювання характеристик штатного режиму електроспоживання організацій

Abstract

Дисертацію присвячено розв’язанню актуальної задачі математичного моделювання і статистичного оцінювання характеристик режиму електроспоживання організацій для забезпечення штатного режиму споживання електроенергії в топології мережі організації. Забезпечення штатного режиму процесу електроспоживання організації запропоновано розглядати як сукупність двох взаємопов’язаних задач: задачі контролю якості електроенергії на вході електромережі організації та задачі контролю величини електроспоживання топологією електромережі організації. Запропоновано загальну модель процесу електроспоживання організації у вигляді багатокомпонентного випадкового процесу з моментами розладу на поточних і тривалих інтервалах часу. Отримав подальший розвиток метод створення моделей процесу електроспоживання організації на основі даних вимірювань з використанням сучасних методів декомпозиції і виявлення моментів розладу динаміки часових рядів. Запропоновано стохастичну модель електричної напруги електропостачання з динамікою спотворень в часі амплітуди і частоти, яка дає можливість врахувати всі можливі варіанти погіршення якості електроенергії. Запропоновано варіант апаратно- програмного комплексу для моніторингу штатного режиму процесу електроспоживання організації.

Диссертация посвящена решению актуальной задачи математического моделирования и статистического оценивания характеристик режима электропотребления организаций для обеспечения штатного режима потребления электроэнергии в топологии сети организации. Обеспечение штатного режима процесса электропотребления организации предложено рассматривать как совокупность двух взаимосвязанных задач: задачи контроля качества электроэнергии на входе электросети организации и задачи контроля величины электропотребления топологией электросети организации. В качестве характеристик штатного режима процесса электропотребления организации предлагается рассматривать характеристики качества электроэнергии и суммарную величину потребления электроэнергии топологией электросети организации. Предложена общая модель процесса электропотребления организации в виде многокомпонентного случайного процесса с разладкой, который формируется топологией электросети каждой организации на текущих и длительных интервалах времени и которая, в отличие от известных моделей, описывает физически обоснованные факторами формирования процесса трендовую, периодические и стохастической компоненты. Получил дальнейшее развитие метод создания моделей процесса электропотребления организации на основе данных измерений с использованием современных методов декомпозиции и выявления разладок временных рядов, что позволило создавать конструктивные модели процесса электропотребления организации на текущих и длительных интервалах наблюдения. Приведен пример практического применения данного метода путем построения модели процесса электропотребления организации на интервале наблюдения длиной в один год. При этом, обосновано применение метода "Гусеница-SSA" для декомпозиции временного ряда на трендовую, периодические колебательные и стохастическую компоненты, а также обосновано применение метода PELT для поиска моментов времени изменения статистических характеристик компонент процесса (точек разладки). Предложено стохастическую модель электрического напряжения электроснабжения с динамикой искажений во времени амплитуды и частоты которая дает возможность учесть все возможные варианты ухудшения качества электроэнергии. Получили дальнейшее развитие метод и программное обеспечение компьютерного моделирования реализаций электрического напряжения для тестовых испытаний измерительного оборудования характеристик качества электроэнергии. В частности, предложена методика моделирования реализаций электрического напряжения с искажениями амплитуды и частоты сигнала в среде Simulink программного пакета MATLAB и структура базы данных для хранения результатов моделирования. Предложен вариант аппаратно-программного комплекса для мониторинга штатного режима процесса электропотребления организации.

The thesis is devoted to solving the topical problem of mathematical modelling and statistical estimation of characteristics of electric power consumption of organizations in order to provide a regular mode of electric power consumption in the topology of the organization's network. The maintenance of the regular mode of the organization’s electric power consumption process is proposed as a set of two interconnected tasks: the tasks of control the quality of electricity at the input of the power grid of the organization and the tasks of control the amount of electric power consumption by the topology of the organization's network. A general model of the organization’s electric power consumption process is proposed in the form of multicomponent random process with change points on current and long time intervals of observation. The method for creating models of the organization’s electric power consumption process based on measurement data using modern methods of decomposition and detecting time series change points has been further developed. A stochastic model of electric voltage supply with dynamics of distortion in time of amplitude and frequency is offered which allows taking into account all possible variants of deterioration of electric power quality. The variant of the hardware-software complex for the monitoring of the regular mode of the process of electric power consumption of the organization is offered.