Методи розрахунку електроспоживання і компенсуючих установок та системи управління ними (на промислових підприємствах, включаючи нерудні кар'єри)

(25)

Розроблений метод коригування розв'язку балансової задачі, який не вимагає в процесі коригування зміни структури мереж. В основу метода покладені принцип умовної зміни активних опорів вхідних віток в ті вузли, в яких неможлива установка БК або не виконуються технічні обмеження, і ітеративна процедура їх визначення. При переході від n-ї до n+1 ітерації використаний принцип найменших втрат. Величина опору і-ї вітки в кожній наступній n+1 ітерації визначається за формулою:

(26)

де (Q_еі)_n - оптимальна РП, яка розподіляється в і-у вітку при n-й ітерації; r_in - активний опір і-ї вітки при n-й ітерації. Даний метод більш зручний з точки зору розробки програм на ЕОМ.

Передбачена можливість коригування балансової задачі з метою врахування фактичних рівнів напруги у вузлах мереж підсистеми (при наявності такої інформації).

Поряд з системними розрахунками по визначенню ВРП для наванта-жувальних вузлів ЕС і споживачів запропоновано визначати ВРП з позиції окремого споживача шляхом мінімізації цільової функції:

(27)

де З_{п.п 1} - питомі затрати підприємства на РП і енергію, які споживаються із мережі ЕС; З_{п.п 2} - еквівалентні питомі затрати на передачу РП по мережі підприємства. За умовою ¶З/¶Y=0 отримуємо:

(28)

Далі виконують коригування величини Q_e.п аналогічно як для мереж підсистеми і її порівняння з ВРП, яку задала ЕС. За вихідну величину для подальших розрахунків приймається менша із одержаних ВРП.

Запропоновані і викладаються в роботі математичні моделі визначення ВРП з позиції споживача при наявності в його мережах СД, оптимізації розміщення КУ в мережах споживачів і оптимального завантаження СД. Визначені особливості розрахунку КРП і управління КУ в кар'єрних мережах. Запропоновані формули і критерії для оцінки ефективності і похибки розрахунку КРП.

Розроблені основні положення системи взаєморозрахунків за КРП, спрямованих на уточнення розрахунків, збалансування інтересів ЕС і споживачів, підвищення стиму-люючої дії і приведення у відповідність із Законом України "Про енергозбереження".

Шостий розділ присвячений розробці критеріїв, способів, моделей, алгоритмів і технічних засобів оптимального (за критерієм мінімальних втрат) управління КУ і методів визначення уставок для них. Розроблено комплекс способів і технічних засобів оптимального автоматичного управління КУ (табл. 3).

В табл.3 (п.1 і 2): Q_фj,Q_ej - відповідно, фактичне значення і уставка ВРП на вводі підприємства для j-го режиму електроспоживання ЕС; Q_фj(Dt) - поточне фактичне значення ВРП на вводі підприємства за період Dt; Q_іj - реактивне навантаження в і-му приєднанні ГПП або ЦРП в j-му режимі; R_і - активний опір і-го приєднання; Q_кj(t), Q_кj(t+Dt) - потужність БК, яка ввімкнена або вимкнена в мережах і-го приєднання в момент часу t і t+Dt; Dt-період циклу управління; Q_сі - потужність секції БК, яка ввімкнена або вимкнена в мережах і-го приєднання; п.3: Q_устj - уставка по ВРП на вводі підприємства для j-го режиму; Q_іj^П, DQ_іj - початкова уставка і добавка генерації РП для і-го СД в j-му режимі; П.4: Q_кs^П, DQ_кs(t) - початкова уставка і величина добавки генерації для s-ї БК в момент часу t; Q_дi^П, DQ_дi(t) - початкова уставка і добавка генерації РП для і-го СД; Q_нкs - номінальна потужність s-ї БК; Q_гр.дi - гранична потужність, яку може генерувати і-й СД (за умовою нагрівання).

В системах управління, які працюють в умовах реального часу, при визначенні уставок бажано уникнути ітераційного обчислювального процесу. Цій вимозі відповідає наступна математична модель визначення і коригування уставок в процесі управління:

(29)

де к - кількість вузлів, в яких відсутні БК; m - кількість характерних добових режимів електроспоживання ЕС; n - кількість вузлів, в яких установлені БК. Розв'язуючи систему рівнянь (29), дiстанемо вирази для визначення потужності БК і оптимальних уставок:

(30)

При нестабільних режимах споживання РП в одному чи кількох вузлах, коли Q_фj(Dt)<Q_еіj при всіх вимкнених секціях БК, то в цих вузлах приймають Q_кіj=0, додаючи їх до числа k, і виконують перерахунок уставок ВРП і потужності секцій БК, які необхідно ввімкнути або вимкнути в решті вузлів. При відновленні нормального режиму при черговому циклі управління здійснюється повернення до початкових уставок. Так само поступають при зміні кількості БК в процесі управління і виникненні малоймовірних режимів електроспоживання (коли Q_фj(Dt)>Q_еіj при ввімкнених всіх секціях БК).

Таблиця 3. Способи і системи оптимального управління компенсуючими установками

Доведено, що функції централізованого управління з деякими обмеженнями можна виконувати за допомогою спеціально створених пристроїв локальної дії. Суть запропонованого способу управління полягає в наступному. Пристрої об'єднуються в систему на основі забезпечення в кожному вузлі умови оптимальності потокорозподілу РП: Q_фj=Q_еіj. Для управління використовуються параметри: Q i U вузла. Враховується наявність трансформаторів з РПН. Пристрій не спрацьовує, якщо в контрольованому вузлі параметри управління знаходяться в межах допустимих значень, тобто:

(31)

Пристрій спрацює, якщо один із параметрів вийшов за допустимі межі, а другий - знаходиться в допустимих межах:

(32)

Пристрій також спрацює, якщо обидва параметри вийшли за допустимі межі:

(33)

Можливі різні комбінації використання параметрів управління. Їх вибір здійснюється в залежності від вимог до рівнів напруги у вузлах і наявності трансформаторів з РПН. Аналіз показав, що найбільшу область застосування мають пристрої з параметрами управління "Q" або "U". Такий варіант пристрою реалізований в експериментальних зразках, які успішно пройшли промислові випробування. В роботі наведений метод визначення оптимальних уставок для пристроїв локальної дії з врахуванням втрат РП і можливої неустановки в деяких вузлах БК.

Розроблені спосіб і система управління реактивним навантаженням підприємства за допомогою групи СД. В першу чергу визначають економічну доцільність генерування РП синхронними двигунами. Далі визначають оптимальні значення початкових уставок для кожного СД.

Математична модель розв'язку цієї задачі (за критерієм мінімуму втрат в СД і мережах) має вигляд:

(34)

де Q_і - реактивна потужність, яку генерує і-й СД; а_і, в_і, с_і - відповідно коефіцієнти апроксимації функції втрат в і-му СД і в лінії, за якою одержує живлення і-й СД; n - кількість СД; Р_і - ознака комутації і-го СД (Р_і = 1 - ввімкнений; Р_і = 0 - вимкнений). Із умов ¶F/¶Q_і = 0 і ¶F/¶l = 0, знаходимо:

(35)

За подібною моделлю розв'язується задача визначення збільшення або зменшення генерації РП кожним СД в процесі управління:

(36)

Зміна кількості СД призводить до порушення умови оптимізації втрат. Тому виконується перерахунок початкових уставок для СД, які залишились в роботі. Перерахунок здійснюється також при вступі в силу технічних обмежень (34).

В більшості випадків для КРП використовуються СД і БК. Математична модель для визначення початкових уставок для кожного КУ має вигляд:

(37)

де f - ознака управляємості (f = 0, якщо s-та БК досягнула свого номінального значення Q_нкs або потужність і-го СД - свого граничного значення за умовою нагрівання Q_гр.ді); е_s - коефіцієнт, що характеризує втрати в лінії, яка живить s-й вузол.

За умов ¶DР/¶(t)=0, ¶DР/¶l_k=0, ¶DР/¶(t)=0 і ¶DР/¶l_д=0, отримаємо оптимальні початкові уставки:

для БК

(38)

(39)

для СД:

(40)

(41)

Коригування розв'язку задачі здійснюється при невиконанні технічних обмежень (37) шляхом зміни величин р і f у відповідних вузлах. В роботі наводиться математична модель для визначення оптимальних добавок для кожного СД в процесі управління.

В роботі наведені структурні схеми пристроїв і систем, принципи їх роботи і алгоритми управління, які відрізняються від відомих більшою енергоефективністю і точністю управління. Обґрунтовані критерії для оцінки похибки і ефективності управління в залежності від виконання їх основних функцій.

ВИСНОВКИ

В дисертації здійснено розвиток теорії розрахунку електроспоживання і компенсуючих установок (методичного забезпечення систем управління і контролю) та нових напрямків в розробці способів визначення технологічних властивостей гірничих порід, управління компенсуючими установками та електричним навантаженням, що дозволяє створювати відповідні системи управління і контролю, які забезпечують вирішення значної прикладної проблеми - підвищення ефективності електроспоживання в ЕТК підприємств і енергосистеми. Основні висновки, наукові та практичні результати полягають в наступному:

1. Експериментальними дослідженнями встановлені закономірності електроспоживання ЕТК нерудних кар'єрів. Встановлено, що закон розподілу питомої енергоємності буріння залежить від співвідношення м'яких і міцних порід, які добуваються, і змінюється в просторі (по окремих горизонтах) і в часі (протягом строку експлуатації родовища). Результати експериментальних досліджень послужили основою для формування масиву даних, розробки основних напрямків і практичних рекомендацій підвищення ефективності електроспоживання і критеріїв економічної доцільності впровадження їх у виробництво, методів і моделей його розрахунку і систем управління ним, способів і систем визначення технологічних властивостей гірничих порід і особливостей розрахунку КУ і управління ними в кар'єрах.

2. Показано, що в умовах нерудних кар'єрів прийнятні результати прогнозу максимальних поквартальних навантажень (уставок для систем управління) дають кореляційні моделі (похибка прогнозу не виходить за межі ± 5 %). Розроблені системи оптимального (за критерієм мінімальних втрат) управління електричним навантаженням, використання яких дозволяє зменшити втрати електроенергії і її питому вартість, а також межі відхилення напруги від номінального значення протягом доби.

3. На основі вперше запропонованих підходів щодо визначення нормативних витрат і втрат електроенергії і загального електроспоживання (параметрів для систем контролю) розроблено методи "технологічних норм" (для розрахунку загальновиробничих норм), визначення і нормування втрат електроенергії; моделі прогнозу питомого електроспоживання на масив, що оббурюється, і екскавацію порід масиву, розпушеного вибухом, за вхідними і(або) вихідними параметрами режиму буріння (екскавації); модель прогнозу загальних витрат електроенергії з використанням кривих розподілу питомого електроспоживання відповідних технологічних процесів, які порівняно з відомими дозволяють враховувати технологічні властивості гірничих порід і досягати прийнятної точності розрахунків (похибка знаходиться в межах ± 2,5 %).

4. Розроблені способи і системи вимірювання технологічних властивостей гірничих порід і оцінки якості масових вибухів за критеріями сумарної і повної енергоємності буріння, енергоємності операції "черпання" і повної енергоємності екскавації, метод побудови технологічних шкал буримості, екскавації і оцінки якості масових вибухів і давач глибини буріння свердловини. Створені експериментальні зразки мікропроцесорної системи контролю електроспоживання бурових станків і буримості гірничих порід і давача глибини буріння свердловини. Впровадження запропонованих систем у виробництво на нерудних та інших кар'єрах дозволяє здійснювати облік і контроль електроспоживання гірничих машин і технологічних властивостей порід, підвищувати ефективність гірничих робіт і електроспоживання. Запропоновані розробки розвивають новий напрямок оцінки технологічних властивостей порід за питомою енергоємністю технологічного процесу.

5. Встановлено, що відомі шкали, системи і методики взаєморозрахунків за КРП не враховують ряд факторів які суттєво впливають на їх ефективність (збитковість КРП для споживачів; вірогідний характер реактивних навантажень; можливості регуляторів дискретної дії; прибуток ЕС від установки КУ в мережах споживачів і т.ін.), що знижує їх стимулюючий вплив на споживачів. Запропоновано механізм збалансування інтересів ЕС та споживачів, який ґрунтується на принципово новому підході щодо визначення вхідної реактивної потужності (на основі системного підходу і з позиції окремого споживача) і покладений в основу розробленої системи взаєморозрахунків за КРП, спрямованої на стимулювання впровадження оптимальної КРП і оптимального управління КУ в мережах споживачів. Ряд положень запропонованої системи використані при розробці нині діючої методики.

6. На основі вперше запропонованих підходів, критеріїв, методів і моделей здійснено розвиток теорії розрахунку КУ (методичного забезпечення систем управління). Застосування даних розробок і поетапного розрахунку економічної і балансової задач КРП за критеріями, відповідно, мінімальних затрат і втрат спрощує розрахункові методи і в той же час підвищує їх точність (шляхом коригування отриманого рішення), забезпечує оптимальне розміщення КУ і створює передумови для оптимального управління ними.

7. Вперше розроблені способи і системи: централізованого управління БК (в т. ч. їх структурні схеми і алгоритми управління): за величиною поточних втрат з врахуванням особливостей ЕТК; за величиною зниження або збільшення втрат; шляхом забезпечення умови оптимального потокорозподілу РП в окремих вузлах. Розроблено комплекс систем централізованого оптимального управління БК (в т. ч. в мережах з несиметричними навантаженнями) і СД, їх структурні схеми і алгоритми управління з врахуванням зміни їх кількості в процесі управління і відсутності в деяких вузлах або управління ними та особливостей застосування СД для компенсації. Розроблена система управління БК за допомогою групи спеціальних регуляторів локальної дії, основні переваги якої - забезпечується мінімізація втрат в мережах споживача при відсутності ліній зв'язку (порівняно з централізованими системами). Запропоновані підходи і критерії для оцінки ефективності і похибки оптимального управління КУ. Запропоновані системи управління КУ дозволяють виконувати вимоги ЕС щодо споживання РП із її мережі, здійснювати мінімізацію втрат в мережах ЕТК споживачів і підтримувати рівні напруги у вузлах в допустимих межах. Дані розробки розвивають новий напрямок у створені способів оптимального (за критерієм мінімальних втрат) автоматичного управління КУ.

8. Загальний економічний ефект від впровадження результатів досліджень у виробництво складає 805,7 тис. крб. (в цінах 1990 р.). Результати досліджень впроваджені також у навчальний процес: при постановці нового курсу "Енергозберігаючі технології в електроенергетиці", при викладанні курсів "Теоретичні основи електропостачання", "Проектування систем електропостачання", постановці лабораторних робіт, підготовці 3-х навчальних посібників і монографії і ряду методичних вказівок, виконанні курсових та дипломних проектів.

9. Результати досліджень, представлених в ІІ-ІV розділах роботи актуальні для нерудних кар'єрів і частково для кар'єрів інших гірничих галузей, а в V i IV розділах - для підприємств всіх галузей народного господарства України. Їх можна рекомендувати також для впровадження: Інститут загальної енергетики НАН України (м. Київ), ВАТ "Київпромелектропроект" (м. Київ), Інститут електродинаміки НАН України (м. Київ), Інститут "УкрНДІпроект" (м. Київ), на заводах по виробництву засобів контролю електроспоживання, компенсуючих установок та управління ними.

ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Рогальский Б.С. Компенсация реактивной мощности //Энерго-сберегающие режимы электроснабжения горнодобывающих предприятий. - М.: Недра, 1985. - с. 84-110.

2. Рогальский Б.С. Компенсация реактивной мощности. Методы расчета и средства управления: Учебное пособие. - К.: УМК 80, 1990. - 60с.

3. Рогальський Б.С. Визначення і прогнозування електричних навантажень промислових підприємств: Монографія. - Видавн."Вінниця", 1996. - 96с.

4. Рогальський Б.С. Проблеми енергозбереження. Зниження втрат електроенергії в електричних мережах: Навчальний посібник. - Вінниця: ВДТУ, 1996. - 112с.

5. Рогальський Б.С. Проблеми енергозбереження. Нормування і прогноз електроспоживання (на прикладі гірничих підприємств): Навчальний посібник. - Видавн."Універсум - Вінниця", 1996. - 151с.

6. Рогальский Б.С., Штогрин Е.А. Отраслевая инструкция по нормированию расхода электроэнергии на буровые работы: Утв. гл.инженером РПО "Укдорстройиндустрия" 23.03.1982 г. /МинавтодорстройУССР. - Тернополь: Збруч, 1982. - 71с.

7. Рогальский Б.С. Определение электрических нагрузок карьерных подстанций //Промышленная энергетика. - 1977. - №8. - с. 22-24.

8. Рогальский Б.С. Оптимизация компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий //Труды Всесоюзн. научн. - техн. конф. "Компенсация реактивной мощности и экономия электроэнергии в промышленности". - М.: МДНТП. - 1977.

9. Рогальский Б.С., Романюк И.М. К вопросу регулирования графиков нагрузки промышленных предприятий //Промышленная энергетика. - 1978. - №4. - с. 21-23.

10. Винославский В.Н., Рогальский Б.С., Каминский В.В., Романюк И.М. Определение расчетных электрических нагрузок экскаваторов и буровых станков //Горная электромеханика и автоматика. - 1979. - Вып.34. - с. 51-56.

11. Рогальский Б.С., Штогрин Е.А., Быковный Я.И., Трайчук В.И. Нормирование расхода электроэнергии на буровые работы //Промышленная энергетика. - 1980. - №12. - с. 18-21.

12. Штогрин Е.А., Рогальский Б.С., Романюк И.М., Дмитраш А.В. Оценка буримости горных пород и электропотребления на открытых горных разработках //Электромеханика. Известия вузов. - 1983. - №12. - с. 91-92.

13. Рогальский Б.С., Голота А.Д. Расчет компенсации реактивной мощности в электрических сетях горных предприятий //Уголь Украины. -1984. -№12. -с. 28-30.

14. Рогальский Б.С. Методика расчета компенсации реактивной мощности в электрических сетях //Энергетика и электрификация. - 1984. - №2. - с. 36-39.

15. Рогальский Б.С., Штогрин Е.А., Кушнир И.С. Оценка буримости пород на открытых горных разработках //Горный журнал. -1985. - №12. - с. 41-44.

16. Рогальский Б.С. О критерии допустимости упрощенного расчета мощности компенсирующих устройств в электрических сетях промышленных предприятий //Труды IV Респ. научн. - техн. конф. "Современные проблемы энергетики: преобразование, стабилизация параметров и транспорт электроэнергии." - Киев: ИЭД АН УССР, 1985. с. 27-28.

17. Рогальский Б.С., Штогрин Е.А. Планирование расхода электроэнергии на буровые работы в карьерах //Горный журнал. Известия вузов. -1986. -№4. -с. 93-97.

18. Рогальский Б.С. Методы определения входной реактивной мощности, скидок и надбавок к тарифам на электроэнергию за компенсацию //Энергетика и электрификация. - 1986. - №3. - с. 47-50.

19. Рогальский Б.С. Оптимизация электропотребления на горных предприятиях //Уголь Украины. - 1986. - №11. - с. 32-34.

20. Рогальский Б.С., Дмитраш А.В., Романюк И.М. Устройство для информационного обеспечения буровзрывных работ в карьерах //Уголь Украины. - 1989. - №5. - с. 30-32.

21. Рогальский Б.С. Определение и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях карьеров //Промышленная энергетика. -1989. -№5. - с. 31-34.

22. Рогальский Б.С., Демов О.Д., Дмитраш А.В., Иванков В.О., Непейвода В.М. Управление мощностью конденсаторных батарей для потребителей с несимметричными нагрузками //Электромеханика. Известия вузов. - 1989. -№7. -с. 101-102.

23. Рогальский Б.С., Демов А.Д., Дмитраш А.В., Непейвода В.М., Тележенский А.К. Система автоматического и диспетчерского управления конденсаторными установками в электрических сетях промышленных предприятий //Промышленная энергетика. - 1990. - №2. - с. 50-53.

24. Рогальский Б.С., Дмитраш А.В., Штогрин Е.А. Прогноз и нормирование электропотребления на обуреваемый массив //Энергетика. Известия вузов. - 1990. - №5. - с. 19-24.

25. Рогальский Б.С. Об экономическом стимулировании внедрения оптимальной компенсации реактивной мощности в электрических сетях потребителей //Труды научн. - практ. конф. "Проблемы энергосбережения и эффективность экономики региона". - Ленингр. обл. правл. ВЭО. 1990. - с. 50-51.

26. Рогальский Б.С. Энергосбережение на горных предприятиях //Проблемы энергосбережения. - К.: ИПЭ НАН Украины. - 1991. - Вып.8. - с. 16-23.

27. Рогальський Б.С., Хаддад Бассам Туркі. Методи і критерії розподілу компенсуючих установок в електричних мережах підприємств //Вісник ВПІ. - 1994. - №3(4). - с. 45-49.

28. Рогальський Б.С., Непийвода В.М., Хаддад Бассам Туркі. Автоматичне управління реактивним навантаженням підприємства групою синхронних двигунів //Вісник ВПІ. - 1994. - №4(5). - с. 28-33.

29. Рогальский Б.С., Непейвода В.М. Централизованное управление компенсирующими установками //Проблемы энергосбережения. - К.: ИПЭ НАН Украины. -1995. -№4-6. -с. 82-87.

30. Рогальский Б.С., Непейвода В.М. Проблемы внедрения оптимальной компенсации реактивной мощности в электрических сетях потребителей и энергосистем //Материалы 1-й Международной конференции по управлению использованием энергии. - Киев. - 1995. - с. 61-65.

31. Рогальський Б.С., Хаддад Бассам Туркі. Алгоритм розрахунку вхідної реактивної потужності у вузлах енергосистеми і споживачів електроенергії //Вісник ВПІ. - 1996. - №1,2. - с. 41-49.

32. Хаддад Бассам Туркі, Рогальський Б.С. Спосіб автоматичного управління батареями конденсаторів //Вісник ВПІ. - 1996. - №3. - с. 55-57.

33. Рогальський Б.С. Багатофакторна модель прогнозування максимального навантаження промислових підприємств //Вісник ВПІ. - 1997. N2 - c. 56-62.

34. Rogalski B., Nepeyvoda V. The Device of the Automatic Control by the Compensating Installation //The 3-rd International Exhibition of Inventics, Research and Technological Transfer. - Iasi (Romania). - 1996. - c.45.

35. Рогальський Б.С. Система управління ефективністю електроспоживання в електротехнічних комплексах //Матеріали п'ятої міжнародн. наук. - техн. конфер. "Контроль і управління в складних системах (КУСС - 99). - Вінниця: Універсум. Вінниця". 1999. - с. 153-157.

36. А.с. 1259237 (СССР). МКИ G 05 F1/70 Автоматический регулятор конденсаторных батарей /Рогальский Б.С., Hепейвода В.М., Демов А.Д., Дмитраш А.В. // Заявл. 2.09.85; Опубл. 23.03.87; Бюл. №11. - 3 с. ил.

37. А.с. 1298378 (СССР). МКИ Е 21 С 39/00 Способ определения крепости горных пород в массиве /Рогальский Б.С., Дмитраш А.В. //Заявл. 2.09.85; Опубл. 23.03.87; Бюл. №11. - 3 с. ил.

38. А.с. 1317105 (СССР). МКИ Е 21 В 44/00 Устройство для измерения буримости горной породы /Рогальский Б.С., Дмитраш А.В., Романюк И.М. //Заявл. 8.07.85; Опубл. 15.06.87; Бюл. №22. - 3 с. ил.

39. А.с. 1416961 (СССР). МКИ G 05 F1/70 Автоматический регулятор конденсаторных батарей /Рогальский Б.С., Дмитраш А.В., Непейвода В.М., Демов А.Д. // Заявл. 11.08.86; Опубл. 15.08.88; Бюл. №30. - 6 с. ил.

40. А.с. 1421851 (СССР). МКИ E 21 B 44/00 Устройство для измерения буримости горной породы /Рогальский Б.С., Дмитраш А.В. //Заявл. 24.12.86; Опубл. 07.09.88; Бюл. №33. - 3 с. ил.

41. А.с. 1430510 (СССР). МКИ E 21 B 47/04 Устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения /Рогальский Б.С., Романюк И.М., Дмитраш А.В. //Заявл. 16.02.87; Опубл. 15.10.88; Бюл. №38. - 2 с. ил.

42. А.С. 1446612 (СССР). МКИ G 21 F1/70 Автоматический регулятор конденсаторных батарей /Рогальский Б.С., Демов А.Д., Дмитраш А.В. //Заявл. 12.01.87; Опубл. 23.12.88; Бюл. №47. - 3 с. ил.

43. А.с. 1449979 (СССР). МКИ G 05 F1/70. Способ автоматического регулирования мощности конденсаторных батарей /Рогальский Б.С., Дмитраш А.В. //Заявл. 22.01.87; Опубл. 22.01.87; Бюл. №1. - 5 с. ил.

44. А.с. 1474796 (СССР). МКИ H 02 J 13/00. Устройство для автомати-ческого управления электрической нагрузкой предприятия /Рогальский Б.С., Дмитраш А.В. //Заявл. 12.05.87; Опубл. 23.04.89; Бюл. №15. - 5 с. ил.

45. А.с. 1624707 (СССР). МКИ H 05 B 7/148. Система управления электрическим режимом группы дуговых электропечей в часы максимума активной нагрузки энергосистемы /Рогальский Б.С., Демов А.Д., Иванков В.О., Дмитраш А.В. //Заявл. 24.03.89; Опубл. 30.01.91; Бюл. №4. - 4 с. ил.

46. А.с. 1624138 (СССР). МКИ E 21 B 45/00. Устройство для измерения буримости горных пород /Рогальский Б.С., Дмитраш А.В. //Заявл. 16.02.89; Опубл. 30.01.91; Бюл. №4. - 3 с. ил.

47. А.с. 1635241 (СССР). МКИ H 02 J 13/00. Устройство для автоматического управления электрической нагрузкой предприятия /Рогальский Б.С., Дмитраш А.В. //Заявл. 29.06.87; Опубл. 15.03.91; Бюл. №10. - 8 с. ил.

48. А.с. 1686424 (СССР). МКИ G 05 F1/70. Автоматический регулятор конденсаторных батарей /Рогальский Б.С., Демов А.Д., Дмитраш А.В., Витюк В.Н., Непейвода В.М. // Заявл. 3.07.89; Опубл. 23.10.91; Бюл. №39. - 3 с. ил.

49. А.с. 1837269(СССР). МКИ G 05 F 1/70. Автоматический регулятор конденсаторных батарей /Рогальский Б.С., Демов А.Д., Непейвода В.М., Иванков В.О. //Заявл. 10.12.90; Опубл. 30.08.93; Бюл. №32. - 14 с. ил.

50. Патент 2051405 (РФ). МКИ G 05 F1/70. Устройство для автоматического управления компенсирующей установкой /Рогальский Б.С., Непейвода В.М.//Заявл. 9.03.92; Опубл. 27.12.95; Бюл. №35. - 9 с. ил.

51. Патент 2052215 (РФ). МКИ G 05 F 1/70. Автоматический регулятор конденсаторных батарей /Рогальский Б.С., Витюк В.Н. //Заявл.02.08.91; Опубл. 10.01.96; Бюл. №1. - 6 с. ил.

52. Патент 2066939 (РФ). МКИ Н 05 В 7/148, G 05 F 1/66. Система управления режимом дуговых сталеплавильных печей. /Демов А.Д., Рогальский Б.С., Славенко Э.И., Иванков В.О., Дмитраш А.В., Свиридов Н.П.// Заявл. 30.01.91; Опубл. 20.09.96; Бюл. №21. - 4 с. ил.

53. А.С. 1577083 (СССР). МКИ Н 05 В 7/148, G 05 F 1/66. Система управления электрическим режимом дуговых электропечей в часы максимума активной нагрузки энергосистемы /Анохин В.В., Каратаев Э.Г., Цыплухин Ю.В., Сорокин И.В., Пухно А.С., Демов А.Д., Рогальский Б.С., Славенко Э.И., Иванков В.О., Дмитраш А.В.// Заявл. 30.05.88; Опубл. 07.07.90; Бюл. №25. -6 с. ил.

Особистий внесок автора полягає в розвитку теорії розрахунку електроспоживання і компенсуючих установок на основі запропонованих підходів, критеріїв, способів, моделей і методів та в розвитку нових напрямків у визначенні технологічних властивостей гірничих порід і автоматичному управлінні компенсуючими установками, участі в експериментальних дослідженнях та у впровадженні розробок.

Особистий внесок в роботах, написаних у співавторстві:

6, 9-13, 15, 17, 20, 22-24, 27-31 - розробка математичних моделей і методики їх використання;

32, 34 - участь в розробці математичних моделей, способів і алгоритмів розв'язання задач і наукове керівництво;

36-41, 43, 45-47, 50, 51 - розробка ідей і формул винаходів і математичних моделей визначення уставок для систем і пристроїв, а також участь в розробці структурних схем, математичних моделей і алгоритмів управління;

42, 48, 49 - участь в розробці ідей, формул, структурних схем, математичних моделей і алгоритмів управління;

49, 52, 53 - наукове керівництво.

АНОТАЦІЇ

Рогальський Б.С. Методи розрахунку електроспоживання і компенсуючих установок та системи управління ними (на промислових підприємствах, включаючи нерудні кар'єри). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.03 - "Електротехнічні комплекси і системи." - Національна гірнича академія України. Дніпропетровськ, 1999.

В роботі розвиваються питання теорії розрахунку електроспоживання і компенсуючих установок. Розроблені нові підходи, моделі і методи для визначення і прогнозу вхідних активних і реактивних потужностей, нормативних витрат і втрат електроенергії (уставок для систем управління і контролю). Розвивається новий напрямок створення систем контролю електроспоживання гірничих машин і технологічних властивостей порід (в темпі процесу), який ґрунтується на використанні питомої енергоємності екскавації і буріння. Розроблено комплекс систем контролю електроспоживання і категорій порід та датчик глибини буріння. Розвивається також новий напрямок створення систем автоматичного оптимального (за критерієм мінімальних втрат) управління компенсуючими установками. Розроблені способи, мікропроцесорні системи, пристрої і алгоритми управління, які забезпечують вимоги енергосистеми і мінімізацію втрат в мережах споживачів.

Ключові слова: ефективність електроспоживання, нормативні витрати і втрати, технологічні властивості порід, компенсація, контроль, управління.

Рогальский Б.С. Методы расчета электропотребления и компенсирующих установок и системы управления ими (на промышленных предприятиях, включая нерудные карьеры). - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.09.03 - "Электротехнические комплексы и системы." - Национальная горная академия Украины. Днепропетровск, 1999.

В работе развиваются вопросы теории расчета электропотребления и компенсирующих установок, новые направления в определении технологических свойств горных пород (по удельной энергоемкости технологических процессов) и создания систем оптимального (по критерию минимальных потерь) автоматического управления компенсирующими установками на основе разработки новых подходов, критериев, способов, методов и моделей. Основой формирования массива данных и многих разработок послужили результаты экспериментальных исследований електропотребления в условиях нерудных карьеров.

Показано, что для прогноза максимальных поквартальных нагрузок (уставок для систем управления) наиболее эффективны корреляционные модели (погрешность прогноза находится в пределах ± 5 %). Разработаны системы оптимального (по критерию минимальных потерь) управления электрической нагрузкой, позволяющих уменьшить потери электроэнергии и ее стоимость и повысить качество напряжения.

Для повышения точности определения норм (параметров для систем контроля) предложено ряд подходов (прямого определения норм экспериментальным путем и широкой их дифференциации по отдельным месторождениям, уступам и т.д.; укрупнения технологических узлов, для которых определяются нормы; выделение обуреваемого массива горных пород и разрыхленного взрывом в качестве объектов для нормирования, планирования, учета и контроля электропотребления; использование кривых удельного электропотребления для его прогноза и удельных норм для определения и нормирования потерь электроэнергии), на основе которых разработаны методы "технологических норм" (для расчета цеховых и заводских норм), определения и нормирования потерь электроэнергии, модели прогноза удельного электропотребления по входных и(или) выходных параметрах режима бурения (экскавации) и долгосрочного прогноза общего электропотребления с использованием кривых распределения, позволяющих по сравнению с известными методами и подходами добиться приемлемой точности расчетов электропотребления.

Разработаны критерии, способы и реализующие их системы контроля электропотребления горных машин, технологических свойств горных пород и качества массовых взрывов, отличающихся от известных большей точностью и информативностью, удобством измерения в производственных условиях и возможностью автоматизации процесса измерения. Предложен метод построения технологических шкал буримости и экскавации горных пород и оценки качества массовых взрывов. Создан датчик глубины бурения скважин.

Предложено ряд подходов, критериев и зависимостей, послужившие основой для разработки методов поэтапного расчета КУ, заключающиеся в последовательном решении экономической задачи КРМ по критерию минимальных затрат и ее корректировании по условию снижения мощности трансформаторов и сетей или отдаления сроков их реконструкции, балансовой задачи - по критерию минимальных потерь и ее корректировании при невыполнении технических ограничений или отсутствия КУ в некоторых узлах, экономической и балансовой - с позиции отдельного потребителя, что позволяет упростить расчеты, создать предпосылки для оптимального (по критерию минимальных потерь) управления КУ и повысить энергоэффективность компенсации.

Разработан комплекс способов, алгоритмов, программ и систем оптимального (по критерию минимальных потерь) автоматического управления компенсирующими установками, позволяющих обеспечивать требования ЭС к потреблению реактивной мощности из ее сети и минимизацию потерь в сетях потребителей при всех возможных режимах ее потребления.

Ключевые слова: эффективность электропотребления, нормативные расходы и потери, технологические свойства пород, компенсация, контроль, управление.

B.S. Rogalsky. Methods of electrical energy consumption and compensating units calculation and their control systems (at industrial enterprises including quarries). - Manuscript.

Dissertation for the degree of Doctor of Science (Engineering) in the specialty 05.09.03 "Electrical-technical complexes and systems." - National Mining Academy Ukraine. Dnepropetrovsk, 1999.

The dissertation deals with theoretical questions of the calculation of electric energy consumption and compensating units. New approaches, models and methods for determination and forecast of input active and reactive powers, energy consumption and normalized losses (in control system units) have been suggested in working out control systems of energy consumption of mining machines and determination (in real time) of technological properties of mine rocks based upon the use of specific energy capacity of drilling and excavation operations.

The complex of control system of energy consumption and mining rock determination as well as the censor of the drilling depth have been worked out. A new approach to the development of optimum as far as the losses are concerned) automatic control systems of electrical load and compensating units has been suggested. New techniques, microprocessor - based control systems and devices, control algorithms which meet the requirements of power system and minimize consumer losses have been worked out.

Key words: efficiency of power consumption, normalization of load, technological properties of mining rocks, compensating units, control.

Размещено на Allbest.ru