Параметрическая идентификация распределительной сети в составе АСКУЭ

Abstract

Основными функциями современных автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) являются измерение данных с группы электронных счетчиков, установленных у абонентов распределительной электрической сети (РЭС), и коммерческий учет электроэнергии. В то же время для значительного повышения технико-экономических показателей этих систем и распределительных компаний целесообразным является дополнительное включение в состав АСКУЭ новых функциональных подсистем, предназначенных для решения задач оперативного мониторинга, диагностики состояния трехфазной сети и оптимизации режимов их работы. В целях разработки методологических и алгоритмических основ их построения в большинстве случаев необходимо знание о параметрах РЭС, определяемых сопротивлениями межабонентских участков магистральной линии. В связи с этим в статье рассматривается задача их идентификации в режиме реального времени. Предполагается, что сеть функционирует в условиях несимметрии токов и напряжений, а сечения фазных и нейтрального проводов яв- ляются разными. Предлагается метод идентификации параметров (сопротивлений) на основе модели физических процессов в электрических контурах сети и оценки недоступных для измерения и контроля переменных, описывающих текущее электрическое состояние межабонентских участков трёхфазной сети. Для решения задачи идентификации получены системы линейных алгебраических уравнений. Описаны вычислительные процедуры их аналитического и численного решения. Предложенный метод идентификации параметров РЭС можно использовать для создания специального программного обеспечения функциональных подсистем АСКУЭ, ориентированных на диагностику текущего состояния функциональных частей РЭС, а также идентификацию и мониторинг потерь электроэнергии в сети в режиме реального времени. Modern automatic electricity metering systems (AEMS) are mainly designed to collect data from electronic meters used by the consumers served by a local electricity grid (LEG) and to account electricity commercially. At the same time, if significant improvements in the technical and economic performance of these systems and distribution companies are to be made, it is appropriate complement AEMS with new subsystems designed to perform real-time monitoring, diagnose the condition of the three-phase network, and optimize their operating modes. Creating methodological and algorithmic bases for their construction often necessitates knowledge of such LEG parameters that depend on the resistance of the mainline in its inter-consumer sections. In this respect, the paper dwells upon the problem of identifying them in real time. It is assumed that the network operates under conditions of unbalanced currents and voltages, and the cross-sections of phase and neutral conductors are different. The proposed parameter (resistance) identification method is based on modeling the physical processes in the electric circuits of the network, complemented by evaluating the physically immeasurable and uncontrollable varieties that specify the current electric state of the inter-consumer sections of a three-phase grid. To solve the identification problem, we’ve generated systems of linear algebraic equations are obtained. We herein describe the computational procedures for solving those equations analytically and numerically. The proposed LEG parameter identification method can be used to developed special software for the functional AEMS subsystems designed to diagnose the current state of the functional LEG components as well as to identify and monitor electricity losses in real time.