Optimizarea fiabilității sistemelor de distribuție

Pentru optimizarea fiabilitatii structurilor componente ale sistemelor electrice de distributie se utilizeaza de regula criteriul minimizarii cheltuielilor anuale de calcul. Aceasta mininizare se realizeaza in conditiile unui prag minim al fiabilitatii sistemului, impus de considerente economice.

Variabile de optimizat

Ca variabile de optimizat sunt considerate numarul Xi de elemente de rezerva(inclusiv componenta activa).

X=[X1,X2,,....XN]t

unde N reprezinta numarul elementelor serie ale sistemului in studiu.

Functia obiectiv

Procesul de optimizare a fiabilitatii unui sistem de distributie radial se realizeaza in ultima faza de proiectare, cand se cunoaste exact structura, tipul si dimensiunile ale elementelor serie intre sursa si consumator.Functia criteriu a modelului de optimizare a fiabilitatii este, in acest caz, expresia cheltuielilor anuale de calcul exprimate in functie de variabilele de optimizat si de vectorul fiabilitatii sistemului:

PS=[p1,p2,...pN]t

adica:

minCA(X,PS)

Cheltuielile anuale au in structura lor urmatoarele componente:

unde:

I-valoarea totala a investitiei determinata de componentele de baza ale schemei de alimentare.

CE-cheltuielile anuale de exploatare a elementelor schemei.

DΣ-daunele totale datorate nonfiabilitatii sistemului in studiu.

Investitiile totale:

Aceasta componenta a functiei obiectiv se calculeaza cu ajutorul urmatoarei relatii:

unde Ii- investitia intr-un element de tip „i”

Cheltuilelile anuale de exploatare:

Se pot calcula cu ajutorul expresiei:

CE=Ci,r+Cp

unde:

Ci,r – cheltuielile anuale cu personalul, intretinere si reparatile elementelor schemei, reprezentand un procent de (1.2...6)% din investitie.

Cp – cheltuieli anuale datorate pierderilor de putere in elementele sistemulu(linii si transformatoare) in studiu.

Daunele anuale:

Aceasta componenta a functiei obiectiv poate fi evaluata cu urmatoarea expresie:

DΣ=Dβ+Dτ

unde:

Dβ – daune reprezentand pagubeleproduse consumatorului prin nelivrarea de energie electrica pe perioada avariei.

Dτ - daune produse consumatorului prin repunerea in functiune a instalatiilor tehnologice, dupa fiecare intrerupere a sistemului de alimentare cu energie electrica.

Daunele totale se calculeaza cu relatia:

Restrictiile modelului

Dupa natura si tipul restrictiilor impuse modelului de optimizare, acestea se pot imparti in doua grupe distincte:

• Restrictii tehnice – acestea sunt impuse variabilelor de optimizare pe considerente tehnico-functionale si tehnico-constructive.

• Restrictii de performanta – acestea sunt cerute de conditia ca sistemul la functionare in varianta optima, sa asigure o siguranta in functionare peste o limita minima impusa.

Exemplu

Sa se optimizeze fiabilitatea sistemului de alimentare radiala a unui consumator de pe barele de MT ale unei statii de transformare de 110/20kV, situata la distanta de 1.5 km. Schema de alimentare cuprinde, fig1:o linie electrica in cablu 20kV, celula de linie echipata cu intrerupator, o celula de transformator echipata cu separator si un transformator de 110kV.