Аннотация
Работа посвящена статистическому анализу резкопеременных нагрузок в промышленных системах электроснабжения с целью моделирования энергетического узла с разнородной генерацией и определением оптимального плана развития собственных источников электрической энергии. Указанный тип нагрузок, характерный для энергоемких производств, обусловлен спецификой технологических процессов. Характер нагрузок данного типа накладывает ограничения при расчете режимов систем элек-троснабжения. Исследование основано на статистической обработке эксплуатационных данных, полученных с различных при-соединений главной понизительной подстанции промышленного объекта. По результатам исследования было выявлено, что традиционные методы прогнозирования неточно описывают нестационарные процессы. Линейная регрессия для прогнозирования мощности показала низкую точность, что исключило ее применимость при построении модели нагрузки. Статистическая проверка гипотезы о соответствии эмпирических данных распределению Вейбулла – Гнеденко с использованием критерия Колмогорова – Смирнова также показало его неприменимость. Анализ статистических параметров показал, что традиционные методы прогнозирования не обеспечивают адекватного описания динамических процессов, характерных для данного типа нагрузок и подтвердил необходимость перехода к частным методам прогнозирования. Для решения поставленных задач модель нагрузки целесообразно задавать в виде системы уравнений по активной и реактивной мощности с заданным пользователем шагом. Данная форма представления позволит оценивать устойчивость генераторов, определять их целесообразное число, мощность и место установки в промышленных энергоузлах с дефицитом мощности. Полученная модель нагрузки необходима для перспективной разработки системы инженерного анализа и проектирования промышленных систем электроснабжения с разнородной генерацией: собственными электростанциями, малой генерацией, внешними источниками электроэнергии.
Ключевые слова
электроэнергия, электроснабжение, малая генерация, резкопеременная нагрузка, промышленные системы электроснабжения, статистический анализ, законы распределения, математическая модель нагрузки, главная понизительная подстанция
1. Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 года. URL: http://static.government.ru/media/files/w4sigFOiDjGVDYT4IgsApssm6mZRb7wx.pdf (дата обращения 01.08.2025)
2. Разработка мероприятий по обеспечению устойчивости промышленной электростанции с резкопеременной нагрузкой / О.В. Газизова, А.Э. Морщакин, Д.Е. Варга-нов, А.О. Киров, Д.А. Дьяков] // Электротехнические си-стемы и комплексы. 2024. № 1(62). С. 26-32. doi: 10.18503/2311-8318-2024-1(62)-26-32
3. Оценка допустимости работы местных электростанций с резкопеременной нагрузкой / О.В. Газизова, Н.Т. Пат-шин, А.Р. Курбанов, А.О. Киров, Д.А. Дьяков// Электро-технические системы и комплексы. 2024. № 4(65). С. 40-46. doi: 10.18503/2311-8318-2024-4(65)-40-46
4. Солнцев Е.Б., Мамонов А.М., Фитасов А.Н. Расчетно-аналитическая модель для исследования влияния рас-пределенной генерации на качество электрической энер-гии – колебания напряжения // Интеллектуальная элек-тротехника. 2018. № 3. С. 74-86. doi: 10.46960/2658-6754_2018_3_74
5. Зацепина В.И., Зацепин Е.П., Шачнев О.Я. Классифи-кация моделей резкопеременных нагрузок металлурги-ческих производств // Известия Тульского государ-ственного университета. Технические науки. 2018. №12. С. 123-127.
6. Бакшаева Н.С., Вальц И.А. Анализ колебаний напряже-ния в системах электроснабжения с потребителями с резкопеременной нагрузкой // Проблемы региональной энергетики. 2019. № 3(44). С. 1-16. doi: 10.5281/zenodo.3562179
7. Булатов Ю.Н., Крюков А.В. Устранение фликера в сетях с установками распределенной генерации на основе со-гласованно настроенных регуляторов // Системы. Мето-ды. Технологии. 2017. № 4(36). С. 108-114. doi: 10.18324/2077-5415-2017-4-108-114
8. Басманов В.Г., Калинина Е.А., Черепанов В.В. Умень-шение колебаний напряжения в электрических сетях, питающих электродвигатели с резкопеременной нагруз-кой, путем установки батарей продольной компенсации // Проблемы региональной энергетики. 2023. №3(59). С. 42-53. doi: 10.52254/1857-0070.2023.3-59.05
9. Обеспечение отказоустойчивости систем электроснаб-жения / А.Н. Шпиганович, А.А. Шпиганович, А.В. Бой-чевский, Е.И. Грачева, Т.И. Петров, Р.М. Петрова. Ка-зань; Липецк: Отечество, 2024. 140 с.
10. Зацепин Е.П., Зацепина В.И. Минимизация провалов напряжения при совместной работе группы дуговых ста-леплавильных печей // Промышленная энергетика. №1. 2009. C. 22-24.
11. Еремин М.Ю., Сазонов С.Н. Управление потерями реак-тивной мощности при работе с резкопеременной нагруз-кой // Теория и практика инновационных технологий в АПК : материалы национальной научно-практической конференции, Воронеж, 19-21 апреля 2022 года. Том Часть I. Воронеж: Воронежский государственный аграр-ный университет имени императора Петра I, 2022. С. 157-163.
12. Способы поддержания значений напряжения и частоты в допустимых пределах в условиях распределенной гене-рации при резкопеременном характере нагрузки потре-бителя / Б.А. Косарев, Г.А. Кощук, Д.В. Лазарев, А.А. Охотников, Р.Н. Хамитов // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2023. № 3(19). С. 64-73. doi: 10.17122/1999-5458-2023-19-3-64-73
13. Методика оптимизации эксплуатационных режимов промышленных систем электроснабжения / А.В. Кочкина, А.В. Малафеев, Д.Е. Варганов, Н.А. Курилова, И.А. Дубина // Электротехнические системы и комплек-сы. 2014. № 3(24). С. 49-53.
14. Варганов Д.Е., Варганова А.В., Баранкова И.И. Примене-ние экономико-математических моделей газопоршневых установок с целью повышения эффективности работы энергоузлов с источниками распределенной генерации // Электротехнические системы и комплексы. 2016. № 4(33). С. 29-34. doi: 10.18503/2311-8318-2016-4(33)-29-34
Статистический анализ резкопеременных нагрузок в промышленных системах электроснабжения / Д.О. Позин, А.В. Варганова, Н.Т. Патшин, И.Р. Абдул-велеев // Электротехнические системы и комплексы. 2025. № 3(68). С. 49-55. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2025-3(68)-49-55