ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ «УМНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ» КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
В современном мире развитые и развивающиеся в экономическом отношении страны в своей технической политике в качестве магистрального курса приняли курс на энергосбережение и высокую энергоэффективность.
В Узбекистане проблемы ресурсо- и энергосбережения курируются на правительственном уровне [1], а Государственная акционерная компания «Узбекэнерго» на высоком профессиональном уровне ведёт масштабные работы по энергоаудиту, разрабатываются также мероприятия по энергосбережению. Бережное отношение к ресурсам диктует необходимость того, чтобы все производимые, передаваемые и потребляемые энергоресурсы подлежали учёту приборами высокой (коммерческой) точности.
В ГАК «Узбекэнерго» проделана большая работа по совершенствованию режимов электросетей и приборному учёту генерации, передачи, распределения и непосредственного потребления электроэнергии. На участках энергосистемы, уже охваченных автоматизацией (АСКУЭ), удалось снизить непроизводственные потери электроэнергии на 25-35 %. В энергосистеме республики создаётся
Автоматизированная информационно-измерительная система (АИИС), которая позволит полномасштабно решать задачи коммерческого (высокоточного) учёта электроэнергии (КУЭ).
Мы полагаем, что создаваемая АИИС должна быть ориентирована не только на высокоточный учёт электроэнергии на всех этапах её движения к потребителям, но и на реализацию возможностей управления качеством самой электроэнергии, доставляемой непосредственным потребителям.
Производственные предприятия Узбекистана за годы независимости существенно пополнились высокотехнологичным и, соответственно, дорогостоящим оборудованием, предъявляющим повышенные требования к качеству их электропитания. Большую долю среди этих производственных предприятий занимают предприятия сферы телекоммуникаций. Неудивительно поэтому, что предприятия телекоммуникаций в наибольшей степени заинтересованы в продвижении решения проблемы улучшения качества электроэнергии.
В ГУП «UNICON.UZ» разработан аппаратно-программный комплекс, позволяющий на основе данных, регистрируемых электронными счетчиками предприятий, оценить картину качества электроснабжения этого предприятия. В этом комплексе воссозданы на новой компьютерно-информационной базе алгоритмы улучшения качества электроснабжения предприятий, ориентированные на так называемые интегральные показатели качества напряжения [2].
Комплекс, зарегистрированный в Патентном ведомстве РУз, имеющий в своём составе ноутбук, носит название «ЛабИП-1», что расшифровывается как «Лаборатория интегральных показателей - 1-я модификация». Сразу отметим, что ЛабИП-1 - это лишь инструмент, с помощью которого осуществляется периодический контроль и анализ (мониторинг) состояния электроснабжения конкретного предприятия (в частности - предприятия связи). На основе статистических данных (периоды наблюдения задаются исследователем) программным путём вычисляются некоторые показатели, а уже по ним - исследователь выдаёт рекомендации по улучшению режима. Наивно ожидать, что идеальное состояние системы электроснабжения (после выполнения рекомендаций) наступит с первого раза. Здесь следует настраиваться на своего рода «итеративное» решение, когда решение нужной точности получается после нескольких приближений (типа «недолёт» - «перелёт»). Не следует также ожидать, что добившись «идеала», можно в дальнейшем лишь констатировать это состояние «идеальности». Скорее всего, состояние системы электроснабжения отойдёт от состояния «идеала» и потребуются новые коррекции. Отнесёмся к необходимости периодической подстройки с пониманием, ведь даже сложные системы, оцениваемые миллионами долларов, нуждаются в периодической настройке (подстройке).
Интегральные показатели качества электроэнергии позволяют получать достаточно полную и объективную картину электроснабжения какого-либо объекта [3].
Из интегральных показателей качества напряжения наиболее информативными считаются два показателя, представленные в ЛабИП-1:
1.Неодинаковость напряжения (I), которая по своей математической сути представляет собой квадрат среднеквадратичного отклонения напряжения от номинального значения.
2. Дивергенция напряжения (D), которая в математическом отношении представляет собой квадрат среднеквадратичного отклонения напряжения от статистического среднего значения (математического ожидания).
Расчёты по представленным формулам производятся за периоды наблюдения в одни сутки, а объёмы суточных наблюдений могут сохраняться за период в месяц, квартал и более. На монитор могут выводиться различные графики (самого напряжения, его неодинаковости и дивергенции и др.). На рис. 1. представлен один из видов панели, формируемых на экране монитора.
Положительный опыт применения на практике ЛабИП-1 был получен на Бегабадском узле связи филиала «Ташкенттелеком» АК «Узбектелеком».
После выполнения электриками узла связи работы по изменению отпаек трансформатора, как и ожидалось, отклонения напряжения непосредственно на нагрузке перестали выходить за рамки 5 % от номинального, что считается по стандарту нормально допустимым. Работники Бегабадского узла связи ощутили снижение потерь от не предоставленных ими услуг телекоммуникаций, а специалист по мониторингу исследует причины всё ещё существующих, хотя и сниженных, отклонений напряжения от номинального.
Повышение качества электроэнергии - это всего одна грань общенациональной программы развития производства, выпуска высокотехнологичной отечественной продукции, отвечающей лучшим мировым образцам. Высококачественная электроэнергия, развитые информационно-коммуникационные технологии - важнейшие составные части роста производства республики и качества жизни самих узбекистанцев. Успех этого движения вперёд во многом зависит от правильного выбора ориентиров, от экономически «взвешенных» путей их достижения.
Важная историческая миссия энергетики и связи - быть стимулами для развития других отраслей хозяйства - требуют от этих отраслей также быть образцовыми в собственном движении вперёд. Последнее означает в математической терминологии два возможных пути или два варианта решения:
1) получение наилучшего результата при заданных (ограниченных) затратах;
2) получение заранее оцененного (фиксированного) результата с минимальными затратами.
Первая постановка задачи имеет некоторое преимущество перед второй, так как любое государство имеет пусть даже большие, но всё же ограниченные доходы, а потому и ограничивает расходы на большую часть производств своей страны. В этом ключе мы предлагаем к рассмотрению математическую модель обобщенного показателя качества (К), с помощью которого возможно отыскать экономически эффективные пути продвижения вперёд для любого производства. Применительно к энергетике таким продвижением вперёд может быть создание «умных» сетей, «умных» домов, проведению «умных измерений», а применительно к связи и инфокоммуникациям - создание интеллектуальных сетей, искусственного разума...
Предлагаемый нами к использованию обобщённый показатель качества (К), измеряемый в относительных единицах (о.е.), представляет собой произведение всех учитываемых частичных показателей качества:
Полученное условие имеет глубокий философский смысл: оптимум системы лежит в той многокоординатной точке, где произведение скорости приращения затрат на улучшение частичных показателей качества (на их «приращение») на сами показатели одинаково по всем частичным показателям. Практически это означает, что стремиться к оптимуму надо путем первоочередного вложения средств в улучшение тех качественных показателей, где это улучшение «обходится» дешевле остальных.