СПОСОБ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК H02J3/06 H02J13/00 

Область техники

Способ рационального использования системы электроснабжения относится к способам реализации режимов работы систем электроснабжения и может быть использован для оптимизации режимов работы систем электроснабжения.

Уровень техники

Аналоги предлагаемого способа.

Способ использования электрической распределительной сети по патенту России №2227955 по МПК H02J 3/04, оп. 27.04.2004 г., в котором стабилизацию напряжения и частоты электрического тока системы электроснабжения обеспечивают тем, что сечения токоведущих частей проектируемой системы электроснабжения выбирают исходя из учета ряда факторов.

Недостатком вышеописанного способа является то, что он не позволяет учесть изменяющуюся нагрузку уже существующей электрической сети.

Способ сглаживания суточных пиковых нагрузок в энергосистемах больших городов по патенту России №2210155 по МПК H02J 3/06, оп. 10.08.2003 г., в котором в холодильные агрегаты, являющиеся электропотребителями данной системы электроснабжения, встраиваются устройства, которые управляют работой холодильных агрегатов таким образом, чтобы последние аккумулировали холод в моменты спада электропотребления и расходовали его в моменты пиковых нагрузок.

Недостатками данного способа являются: невозможность применения для систем электроснабжения без электроприемников - холодильных электроагрегатов; невозможность применения способа при несовпадении режимов работы этих электроприемников по технологическому циклу с необходимым для сглаживания пиковых нагрузок; высокая затратность данного способа.

Способ управления режимом электропередачи по патенту России №2025019 по МПК H02J 3/06, оп. 15.12.1994 г., в котором стабильное напряжение в системе электроснабжения при изменении нагрузки поддерживают за счет применения трансформаторов с устройством регулирования напряжения под нагрузкой.

Недостатком данного способа является то, что для поддержания рациональной загруженности системы учитывают только падение напряжения при изменении нагрузки из-за изменения падения напряжения в линии электропередачи при изменившемся токе, без учета изменения потребляемой и, соответственно, генерируемой мощности.

Способ обеспечения мощности резервирования в связанных энергосистемой энергосистемах по патентной заявке США №2005006958 по МПК Н02М 5/45, оп. 13.01.2005 г., в котором при недостаточной генерируемой мощности в энергосистеме электропотребителей обеспечивают электроэнергией через инверторы и конверторы от энергосистемы, где существует резерв источников электроэнергии.

К недостаткам данного способа можно отнести возможное превышение потребляемой мощности все существующие резервы, поскольку отсутствует планирование потребляемой электроэнергии, значительные потери электроэнергии, а так же значительные электромагнитные помехи, возникающие при использовании преобразовательной техники.

Способ оптимизации силовой нагрузки предприятия по потребления мощности по патенту Китая №1595757 по МПК H02J 3/06, оп. 16.03.2005 г., в котором автоматизированная система управления контролирует потребляемую и генерируемую мощность в энергосетях и при приближении потребляемой мощности к предельному значению производит автоматические переключения для обеспечения потребной генерируемой мощности.

Недостатками данного способа являются возможное превышение потребляемой мощности все существующие резервы, поскольку отсутствует планирование потребляемой электроэнергии, а так же значительные потери электроэнергии при перетоках.

Способ стабилизации частоты энергосистемы по патентной заявке Японии №2000217255 по МПК H02J 3/06, оп. 4.08.2000 г., в котором стабилизацию частоты производят за счет ограничения выработки электроэнергии генераторами энергосистемы по сигналу контролирующего устройства при превышении заданного значения частоты в энергосистеме.

Недостатками такого способа являются повышенная затратность из-за наличия устройств контролирующей системы и возможное превышение потребляемой мощности все существующие резервы, поскольку отсутствует планирование потребляемой электроэнергии.

Наиболее близким по технической сущности прототипом изобретения является способ контроля и управления энергопотреблением по патенту России №2212746 по МПК H02J 3/06, оп. 20.09.2003 г., в котором производят измерение энергии на входе к потребителю, контроль режимов работы энергетического оборудования и архивирование их параметров, задание для всех контролируемых параметров необходимых установок и пределов отклонений от данных установок, а затем формируют управляющие сигналы для изменения мощностей генерирующих электростанций в соответствии с выявленными отклонениями.

Недостатком данного способа является отсутствие учета возможного изменения влияния причин, приводящих к отклонению энергопотребления, на дальнейшее время планирования.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является бесперебойное обеспечение электроэнергией потребителей системы электроснабжения.

Технические результаты изобретения - обеспечение стабильной частоты и напряжения электрического тока в системе электроснабжения, а так же повышение надежности электроснабжения и снижение затрат потребителей.

Технические результаты достигаются тем, что путем прогнозирования, основываясь на информации о режимах работы электроприемников и/или на известных уровнях их электропотребления, если таковая имеется, а при ее отсутствии - экспертным методом формируют массив информации об уровнях электропотребления в каждый из моментов или промежутков времени за выбранный фиксированный период времени, этот массив информации в виде базы данных заносят в память и на электронный носитель ЭВМ, далее с помощью ЭВМ на основе вышеуказанной информации составляют график энергопотребления, затем осуществляют подключения дополнительных источников электродвижущей силы либо отключения излишних, а так же осуществляют другие коммутационные процессы в электросети таким образом, чтобы значения параметров вырабатываемой, передаваемой, преобразуемой и распределяемой электроэнергии в каждый момент времени соответствовали составленному графику энергопотребления, затем путем измерений формируют массив информации об уровнях фактического электропотребления в каждый из моментов или промежутков времени за тот же период времени, этот массив информации в виде базы данных так же заносят в память и на электронный носитель ЭВМ, далее с помощью ЭВМ сравнивают значения составленного графика энергопотребления с измеренными уровнями электропотребления в одинаковые моменты или промежутки времени, определяют периоды и соответствующие значения отклонений фактических уровней электропотребления от уровней электропотребления соответствующих составленному графику, затем определяют корреляцию выявленных значений отклонений уровней электропотребления и периодов времени, в которые произошли данные отклонения, с внесенными в массив информации и занесенными в память и на электронный носитель ЭВМ в виде базы данных возможными причинами возникновения таких отклонений и в случае совпадения по времени действия причин возникновения отклонений и возникновения этих отклонений и не исключения действия этих причин в течение следующего планируемого промежутка времени с помощью ЭВМ вносят соответствующие изменения в составленный ранее график энергопотребления, далее процесс повторяют, начиная с момента подключения либо отключения источников электродвижущей силы.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого могут быть изменяющиеся температурные условия, которые определяются известными способами.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть выбранный для планирования временной отрезок суток.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть время года.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть аэродинамическое сопротивление работе движущихся механизмов с электроприводом.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть движение транспортных средств с электроприводом по рельефу, отличному от плоского.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть движение транспортных средств с электроприводом по траектории, отличной от прямолинейной.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть вес перевозимого груза при движении транспортных средств с электроприводом.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть твердость дорожного покрытия при движении транспортных средств с электроприводом.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть твердость колес при движении транспортных средств с электроприводом.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть охлаждение сооружений за счет аэродинамического обдува сооружений с, по крайней мере, одним электроприемником.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть авария электроприемника.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть авария в системе электроснабжения.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть сбой в работе электроприемников.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть экстренное включение или отключение, по крайней мере, одного электроприемника.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть изменяющаяся продолжительность светового дня.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть изменяющаяся освещенность земной поверхности из-за облачности.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть изменение в режиме работы электроприемников.

Одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть изменение состава электроприемников.

Осуществление изобретения

Для осуществления способа рационального использования системы электроснабжения необходимо путем прогнозирования, основываясь на информации о режимах работы электроприемников и/или на известных уровнях их электропотребления, если таковая имеется, а при ее отсутствии - экспертным методом формируют массив информации об уровнях электропотребления в каждый из моментов или промежутков времени за выбранный фиксированный период времени. Этот массив информации в виде базы данных известным способом заносят в память и на электронный носитель ЭВМ. Далее с помощью ЭВМ на основе вышеуказанной информации известным способом составляют график энергопотребления. Затем известным способом осуществляют подключения дополнительных источников электродвижущей силы либо отключения излишних, а так же осуществляют другие коммутационные процессы в электросети таким образом, чтобы значения параметров вырабатываемой, передаваемой, преобразуемой и распределяемой электроэнергии в каждый момент времени соответствовали составленному графику энергопотребления. Затем путем измерений известным способом формируют массив информации об уровнях фактического электропотребления в каждый из моментов или промежутков времени за тот же период времени. Этот массив информации в виде базы данных так же известным способом заносят в память и на электронный носитель ЭВМ. Далее с помощью ЭВМ известным способом сравнивают значения составленного графика энергопотребления с измеренными уровнями электропотребления в одинаковые моменты или промежутки времени, определяют периоды и соответствующие значения отклонений фактических уровней электропотребления от уровней электропотребления соответствующих составленному графику. Затем известным способом определяют корреляцию выявленных значений отклонений уровней электропотребления и периодов времени, в которые произошли данные отклонения, с внесенными в массив информации и занесенными в память и на электронный носитель ЭВМ в виде базы данных возможными причинами возникновения таких отклонений. В случае совпадения по времени действия причин возникновения отклонений и возникновения этих отклонений и не исключения действия этих причин в течение следующего планируемого промежутка времени с помощью ЭВМ известным способом вносят соответствующие изменения в составленный ранее график энергопотребления. Далее процесс повторяют, начиная с момента подключения либо отключения источников электродвижущей силы.

Существует ряд причин, влияющих на отклонения потребления электроэнергии, значения которых необходимо внести в массив информации, в связи с наиболее вероятной возможностью их влияния. К таким причинам следует отнести:

- изменяющиеся температурные условия;

- выбранный для планирования временной отрезок суток;

- время года;

- аэродинамическое сопротивление работе движущихся механизмов с электроприводом;

- движение транспортных средств с электроприводом по рельефу, отличному от плоского;

- движение транспортных средств с электроприводом по траектории, отличной от прямолинейной;

- вес перевозимого груза при движении транспортных средств с электроприводом;

- твердость дорожного покрытия при движении транспортных средств с электроприводом;

- твердость колес при движении транспортных средств с электроприводом;

- охлаждение сооружений за счет аэродинамического обдува сооружений с электроприемниками;

- авария электроприемника;

- авария в системе электроснабжения; сбой в работе электроприемников;

- экстренное включение или отключение электроприемников;

- изменяющаяся продолжительность светового дня;

- изменяющаяся освещенность земной поверхности из-за облачности;

- изменение в режиме работы электроприемников;

- изменение состава электроприемников.

При использовании данного способа значение мгновенной генерируемой мощности стремится к мгновенному значению потребляемой мощности, а значит обеспечивается стабильные частота и напряжение электрического тока в системе электроснабжения. Снижается риск перегрузок оборудования системы, следовательно, вероятность выхода его из строя, что приводит к повышению надежности электроснабжения. Значения заказываемой потребителями электроэнергии стремится к значению реально потребленной, следовательно, снижаются затраты на штрафные санкции за недопотребленную электроэнергию или за превышение выделенной квоты.

Возможные погрешности при определении корреляции выявленных значений отклонений уровней электропотребления и периодов времени, в которые произошли данные отклонения, с внесенными в массив информации и занесенными в память и на электронный носитель ЭВМ в виде базы данных возможными причинами возникновения таких отклонений с течением времени будут стремиться к нулю, так как накапливаемая информация по энергопотреблению и причинам отклонения энергопотребления от составленного графика позволяет с течением времени более точно определять вышеуказанную корреляцию. К тому же уже на втором круге применения предлагаемого способа значения отклонений составленного графика энергопотребления и измеренных уровней энергопотребления будет меньше, чем те же отклонения без применения предлагаемого способа.

Использование: для оптимизации режимов работы систем электроснабжения. Технический результат заключается в обеспечении стабильной частоты и напряжения электрического тока в системе электроснабжения, в повышении надежности электроснабжения и снижении затрат потребителей. Способ заключается в том, что учитывают влияние известных причин на отклонение измеряемого уровня электропотребления от ранее составленного графика энергопотребления и в соответствии с этим подключают дополнительные источники электродвижущей силы, либо отключают излишние. А так же осуществляют другие коммутационные процессы в электросети в каждый момент времени следующего периода электроснабжения таким образом, чтобы значения параметров вырабатываемой, передаваемой, преобразуемой и распределяемой электроэнергии приближались к значениям составленного графика энергопотребления на этот период времени. 18 з.п. ф-лы.

1. Способ рационального использования системы электроснабжения, при котором путем прогнозирования, основываясь на информации о режимах работы электроприемников и/или на известных уровнях их электропотребления, если таковая имеется, а при ее отсутствии - экспертным методом формируют массив информации об уровнях электропотребления в каждый из моментов или промежутков времени за выбранный фиксированный период времени, этот массив информации в виде базы данных заносят в память и на электронный носитель ЭВМ, далее с помощью ЭВМ на основе вышеуказанной информации составляют график энергопотребления, затем осуществляют подключения дополнительных источников электродвижущей силы либо отключения излишних, а также осуществляют другие коммутационные процессы в электросети таким образом, чтобы значения параметров вырабатываемой, передаваемой, преобразуемой и распределяемой электроэнергии в каждый момент времени соответствовали составленному графику энергопотребления, затем путем измерений формируют массив информации об уровнях фактического электропотребления в каждый из моментов или промежутков времени за тот же период времени, этот массив информации в виде базы данных также заносят в память и на электронный носитель ЭВМ, далее с помощью ЭВМ сравнивают значения составленного графика энергопотребления с измеренными уровнями электропотребления в одинаковые моменты или промежутки времени, определяют периоды и соответствующие значения отклонений фактических уровней электропотребления от уровней электропотребления, соответствующих составленному графику, затем определяют корреляцию выявленных значений отклонений уровней электропотребления и периодов времени, в которые произошли данные отклонения, с внесенными в массив информации и занесенными в память и на электронный носитель ЭВМ в виде базы данных возможными причинами возникновения таких отклонений и в случае совпадения по времени действия причин возникновения отклонений и возникновения этих отклонений и не исключения действия этих причин в течение следующего планируемого промежутка времени с помощью ЭВМ вносят соответствующие изменения в составленный ранее график энергопотребления, далее процесс повторяют, начиная с момента подключения либо отключения источников электродвижущей силы.2. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого могут быть изменяющиеся температурные условия.3. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть выбранный для планирования временной отрезок суток.4. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть время года.5. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть аэродинамическое сопротивление работе движущихся механизмов с электроприводом.6. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть движение транспортных средств с электроприводом по рельефу, отличному от плоского.7. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть движение транспортных средств с электроприводом по траектории, отличной от прямолинейной.8. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть вес перевозимого груза при движении транспортных средств с электроприводом.9. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть твердость дорожного покрытия при движении транспортных средств с электроприводом.10. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть твердость колес при движении транспортных средств с электроприводом.11. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть охлаждение сооружений за счет аэродинамического обдува сооружений с, по крайней мере, одним электроприемником.12. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть авария электроприемника.13. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть авария в системе электроснабжения.14. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть сбой в работе электроприемников.15. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть экстренное включение или отключение электроприемников.16. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть изменяющаяся продолжительность светового дня.17. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть изменяющаяся освещенность земной поверхности из-за облачности.18. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть изменение в режиме работы электроприемников.19. Способ рационального использования системы электроснабжения по п.1, отличающийся тем, что одной из причин отклонения фактического графика электропотребления от планируемого может быть изменение состава электроприемников.