A Procedure of Drawing up Integral Indicators for Comprehensively Estimating the Properties of Electric Power System Nodes
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2021-3-11-18Keywords:
node properties, measurement scales, integral indicator, rankingAbstract
The problem of selecting the electric power system control nodes is studied. By performing control of these modes, matters concerned with providing reliable power supply of the required quality to consumers can be settled in the most efficient manner.
As an example, a fragment of the electric power system mathematical model used in the Finist mode-setting simulator for a power system dispatch control center operator is considered, which represents a highly branched electrical network consisting of eleven 110 kV nodes, three 220 kV nodes connected with the system, and two generator nodes.
A new procedure for selecting the control nodes is proposed, which takes into account a combination of different indicators having different measurement units, dimensions and scales is proposed. These indicators characterize the following properties of power system nodes: the reactive power fraction absorbed at a node, the sensitivity of voltage to reactive load variations, the number of connected power lines, and statistical indicators characterizing the change of voltage at the nodes and reactive power flows for different options of installing the reactive power compensation devices.
For combined use of these indicators, they were ranked according to the efficiency of installing reactive power compensation devices in the system. For each indicator, a scale of five ranks (intervals) is set, which determine the preferences (qualitative judgments) of the researcher in evaluating the reactive power compensation devices installation efficiency at the system nodes. The highest rank (5) corresponds to the maximum efficiency, and the lowest rank (1) corresponds to the minimum efficiency. To calculate the individual (integral) priority indicator of installing reactive power compensation devices, the ranks of indicators are added together, and their sum is divided by the product of the number of ranks by the number of the used indicators (features). Based on the calculation results, the rating (location) of each node is determined, and the nodes for installing the reactive power compensation devices are selected according to their effect on ensuring the electric power system operation reliability, active power losses in the network, and voltage regulation.
Thus, a new procedure is presented for determining the integral indicators for comprehensively estimating the properties of complex electric power system nodes and selecting the controlled nodes using a system of various indicators. These indicators characterize the studied nodes in terms of the efficiency of installing reactive power compensation devices to reduce active power losses in the network, voltage regulation, and ensuring the electric power system operational reliability. The validity of the results obtained in the study is confirmed by their comparison with the indicators of the balance-conductivity method, which has proven itself in solving problems connected with determining the nodes for controlling electric power system operation modes.
References
2. Войтов О.Н. и др. Анализ неоднородностей электроэнергетических систем. Новосибирск: Наука, 1999.
3. Справочник по проектированию электрических сетей. М: ЭНАС; 2012.
4. Кудрин В.И. История компенсации реактивной мощности: комментарий главного редактора // Электрика. 2011. № 6. С. 26—29.
5. Сафарян В.С. Структурный анализ потоков и потерь мощности в электрических цепях // Известия НАН РА и ГИУА. Серия «Технические науки». 2001. Т. 54. № 1. С. 52—57.
6. Conti S., Raiti S., Vagliasindi G. Voltage Sensitivity Analysis in Radial MV Distribution Networks Using Constant Current Models // Proc. Intern. Symp. Industrial Electronics. 2010. Pp. 2548—2554.
7. ГОСТ 32144—2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
8. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М. Радио и связь, 1993.
9. Саати Т., Керис К. Аналитическое планирование. Организация систем. М.: Радио и связь, 1991.
10. Saaty T.L. Concepts, Theory and Techniques: Rank Generation, Preservation and Reversal in the Analytic Hierarchy Process // Decision Sci. 1987. V. 18. Pp. 157—177.
11. Saaty T.L., Vargas L.C. Inconsistency and Rank Preservation // J. Math. Psychology. 1984. V. 28. No. 2. Pp. 205—241.
12. Белкин А.Р. Желательные свойства оптимальных линейных упорядочений // Известия АН СССР. Серия «Техническая кибернетика». 1987. № 2. С. 3—21.
13. Подиновский В.В., Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. М.: Наука, 1982.
14. Калмыков С.А., Шокин Ю.И., Юлдашев З.X. Методы интервального анализа. Новосибирск: Наука, 1986.
15. Фархатзаде Э.М., Мурадалиев А.З., Фарзалиев Ю.З., Абдуллаева С.А. Совершенствование методов повышения надежности объектов электроэнергетических систем // Электричество. 2016. № 8. С. 18—28.
16. Фархатзаде Э.М., Мурадалиев А.З., Фарзалиев Ю.З., Исмаилова С.М. Методы и алгоритмы сравнения и ранжирования надежности и экономичности работы объектов электроэнергетических систем // Электричество. 2017. № 8. С. 4—13.
17. Режимный тренажер диспетчера «Финист» [Электрон. ресурс] www.monitel.ru/download/Finist.pdf (дата обращения 25.11.2020).
18. Фролов О.В., Чемборисова Н.Ш. Предварительный анализ параметров сети для расстановки устройств ограничения токов короткого замыкания в сетях мегаполисов // Электричество. 2012. № 8. С. 26—30.
19. Фролов О.В., Чемборисова Н.Ш., Мулиц Н.С. Формализованная установка устройств управления режимами в сетях мегаполисов // Электричество. 2012. № 5. С. 5—9.
20. Баранов И.Л., Чемборисова Н.Ш. Определение чувствительности узлов электроэнергетических систем на основной частоте и высших гармониках // Электричество. 2013. № 8. С. 15—20.
21. Чемборисова Н.Ш., Фролов О.В., Баранов И.Л., Баширов И.Н. Использование обобщенных показателей схемы при анализе режимов электроэнергетических систем // Вестник МЭИ. 2015. № 1. С. 66—73.
22. Чемборисова Н.Ш. Учет жесткости узлов при оценке надежности функционирования ЭЭС // Энергетика, информатика, инновации — 2019: Сб. Тр. IX Междунар. науч.-техн. конф. 2019. Т. 1. С. 54—57.
---
Для цитирования: Чемборисова Н.Ш., Черненков И.Д. Методика построения интегральных показателей комплексной оценки свойств узлов электроэнергетических систем // Вестник МЭИ. 2021. № 3. С. 11—18. DOI: 10.24160/1993-6982-2021-3-11-18
#
1. Idel'chik V.I. Raschety i Optimizatsiya Rezhimov Elektricheskikh Setey i Sistem. M.: Energoatomizdat, 1988. (in Russian).
2. Voytov O.N. i dr. Analiz Neodnorodnostey Elektroenergeticheskikh Sistem. Novosibirsk: Nauka, 1999. (in Russian).
3. Spravochnik po Proektirovaniyu Elektricheskikh Setey. M: ENAS; 2012. (in Russian).
4. Kudrin V.I. Istoriya Kompensatsii Reaktivnoy Moshchnosti: Kommentariy Glavnogo Redaktora. Elektrika. 2011;6:26—29. (in Russian).
5. Safaryan V.S. Strukturnyy Analiz Potokov i Poter' Moshchnosti v Elektricheskikh Tsepyakh. Izvestiya NAN RA i GIUA. Seriya «Tekhnicheskie Nauki». 2001;54;1:52—57. (in Russian).
6. Conti S., Raiti S., Vagliasindi G. Voltage Sensitivity Analysis in Radial MV Distribution Networks Using Constant Current Models. Proc. Intern. Symp. Industrial Electronics. 2010:2548—2554.
7. GOST 32144—2013. Elektricheskaya Energiya. Sovmestimost' Tekhnicheskikh Sredstv Elektromagnitnaya. Normy Kachestva Elektricheskoy Energii v Sistemakh Elektrosnabzheniya Obshchego Naznacheniya. (in Russian).
8. Saati T. Prinyatie Resheniy. Metod Analiza Ierarkhiy. M. Radio i Svyaz', 1993. (in Russian).
9. Saati T., Keris K. Analiticheskoe Planirovanie. Organizatsiya Sistem. M.: Radio i Svyaz', 1991. (in Russian).
10. Saaty T.L. Concepts, Theory and Techniques: Rank Generation, Preservation and Reversal in the Analytic Hierarchy Process. Decision Sci. 1987;18:157—177.
11. Saaty T.L., Vargas L.C. Inconsistency and Rank Preservation. J. Math. Psychology. 1984;28;2:205—241.
12. Belkin A.R. Zhelatel'nye Svoystva Optimal'nykh Lineynykh Uporyadocheniy. Izvestiya AN SSSR. Seriya «Tekhnicheskaya Kibernetika». 1987;2:S. 3—21.
13. Podinovskiy V.V., Nogin V.D. Pareto-optimal'nye Resheniya Mnogokriterial'nykh Zadach. M.: Nauka, 1982. (in Russian).
14. Kalmykov S.A., Shokin Yu.I., Yuldashev Z.X. Metody Interval'nogo Analiza. Novosibirsk: Nauka, 1986. (in Russian).
15. Farkhatzade E.M., Muradaliev A.Z., Farzaliev Yu.Z., Abdullaeva S.A. Sovershenstvovanie Metodov Povysheniya Nadezhnosti Ob′ektov Elektroenergeticheskikh Sistem. Elektrichestvo. 2016;8:18—28. (in Russian).
16. Farkhatzade E.M., Muradaliev A.Z., Farzaliev Yu.Z., Ismailova S.M. Metody i Algoritmy Sravneniya i Ranzhirovaniya Nadezhnosti i Ekonomichnosti Raboty Ob′ektov Elektroenergeticheskikh Sistem. Elektrichestvo. 2017;8:4—13. (in Russian).
17. Rezhimnyy Trenazher Dispetchera «Finist» [Elektron. Resurs] www.monitel.ru/download/Finist.pdf (Data Obrashcheniya 25.11.2020). (in Russian).
18. Frolov O.V., Chemborisova N.Sh. Predvaritel'nyy Analiz Parametrov Seti dlya Rasstanovki Ustroystv Ogranicheniya Tokov Korotkogo Zamykaniya v Setyakh Megapolisov. Elektrichestvo. 2012;8:26—30. (in Russian).
19. Frolov O.V., Chemborisova N.Sh., Mulits N.S. Formalizovannaya Ustanovka Ustroystv Upravleniya Rezhimami v Setyakh Megapolisov. Elektrichestvo. 2012;5:5—9. (in Russian).
20. Baranov I.L., Chemborisova N.Sh. Opredelenie Chuvstvitel'nosti Uzlov Elektroenergeticheskikh Sistem na Osnovnoy Chastote i Vysshikh Garmonikakh. Elektrichestvo. 2013;8:15—20. (in Russian).
21. Chemborisova N.Sh., Frolov O.V., Baranov I.L., Bashirov I.N. Ispol'zovanie Obobshchennykh Pokazateley Skhemy pri Analize Rezhimov Elektroenergeticheskikh Sistem. Vestnik MEI. 2015;1:66—73. (in Russian).
22. Chemborisova N.Sh. Uchet Zhestkosti Uzlov pri Otsenke Nadezhnosti Funktsionirovaniya EES. Energetika, Informatika, Innovatsii — 2019: Sb. Tr. IX Mezhdunar. Nauch.-tekhn. Konf. 2019;1:54—57. (in Russian).
---
For citation: Chemborisova N.Sh., Chernenkov I.D. A Procedure of Drawing up Integral Indicators for Comprehensively Estimating the Properties of Electric Power System Nodes. Bulletin of MPEI. 2021;3:11—18. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2021-3-11-18
