75
I.
В
ВЕДЕНИЕ
Передача электроэнергии по электрическим сетям
сопровождается потерями. Их расчет и обоснование
производится согласно инструкции [1], которая к
технологическим потерям электроэнергии при ее передаче
по электрическим сетям относит технические потери в
линиях
и
оборудовании
электрических
сетей,
обусловленные физическими процессами, происходящими
при передаче электроэнергии в соответствии с
техническими характеристиками и режимами работы
линий и оборудования, с учетом расхода электроэнергии на
собственные нужды подстанций и потери, обусловленные
допустимыми
погрешностями
системы
учета
электроэнергии. Технические потери электроэнергии и
потери, обусловленные допустимыми погрешностями
системы учета, определяются в соответствии с указанной
инструкцией. Разность отпускаемой электроэнергии и
определенных потерь должна быть равна потребляемой
электроэнергии.
Однако в практике работы электроснабжающих
организаций часто возникает ситуация, когда разница в
показаниях приборов учета на подстанциях и у
потребителей электроэнергии достигает больших значений
и никоим образом не обусловлена технологическим
потерями. Наиболее часто такая ситуация наблюдалась в
период пандемии 2020 года. Причиной возникновения
разности в показаниях является несанкционированное
потребление электроэнергии. В работе [2] потери
электроэнергии, связанные с несанкционированным
потреблением, авторы относят к нетехническим
(коммерческим) потерям и показывают, что данные потери
не имеют самостоятельного математического описания и,
как следствие, не могут быть рассчитаны. Отечественный
и зарубежный опыт показывают, что величина
нетехнической составляющей потерь электроэнергии в
основном присутствует в структуре потерь в
распределительных сетях напряжением 0,38-10 кВ.
На сегодняшний день предложены различные способы
выявления нетехнических потерь электроэнергии. В
основном они заключаются в синхронных пассивных
измерениях параметров режима сети и сравнении
измеренных напряжений и расчетных значений, либо в
последовательном отключении и подключении нагрузки
потребителей и установке дополнительных устройств.
Способ [3] включает оценивание состояния электрической
сети на основе синхронных измерений параметров сети и
выявление мест возникновения и величин нетехнических
потерь энергии в электрических сетях по данным
синхронных измерений векторов токов и напряжений.
Предложенный способ позволяет повысить достоверность
и оперативность выявления участков электрической сети,
имеющих повышенный уровень нетехнических потерь
электроэнергии. Таким образом, предложенные способы
предполагают измерение параметров режима в нескольких
контрольных точках электрической сети.
Проблема
наличия
нетехнических
потерь
электроэнергии имеет место не только в России, но и по
всему миру. В работе [4] показано, что простые методы
проверки счетчиков не могут адекватно идентифицировать
большинство случаев. Схемы обнаружения нетехнических
потерь предлагается разделить на три категории:
ориентированные на данные, ориентированные на сеть и
гибридные. Авторами предложен перечень показателей
эффективности алгоритмов, на основе которого
обосновывается их применение в конкретной ситуации.
Таким образом, разработка эффективного алгоритма
прогнозирования
мест
нетехнических
потерь
электроэнергии является актуальной задачей.
II.
А
ЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ НЕТЕХНИЧЕСКИХ
ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Пусть имеем некоторую систему электроснабжения,
содержащую
n
узлов, из которых 1 базисный
балансирующий, и
m
ветвей. Схема электрической сети
системы электроснабжения может быть сложной
закольцованной. Для каждого узла заданы значения
потребляемой активной
i
P
и реактивной
i
Q
мощностей.
Для каждой ветви заданы параметры: длина и удельные
сопротивления и проводимости. В некотором узле
к
n
,
являющимся контрольным, произведено измерение
параметров режима. Допустим, в некотором узле
п
n
имело
место несанкционированное потребление электроэнергии.
В этом случае измеренное напряжение в контрольном узле
изм
к
U
.
будет отличаться от расчетного напряжения в этом
же узле
к
U
.
Задача определения мест нетехнических потерь
электроэнергии будет формулироваться следующим
образом. Необходимо определить такое возможное
распределение дополнительных потребляемых активных
мощностей
в
нагрузочных
узлах
системы
электроснабжения
доп i
P
.
, при котором расчетное
напряжение в контрольном узле будет равным
измеренному
изм к
к
UU
.
=
. Получаем оптимизационную
задачу на распределение мощностей. Решение задачи
стандартными методами, особенно в случае сложной
закольцованной электрической сети, затруднительно.
Эффективное решение возможно с применением
генетических алгоритмов, представляющих собой модель
машинного исследования поискового пространства,
построенную на эволюционной метафоре [5]. Генетические
алгоритмы позволяют выполнять поиск решения без учета
внутренней
специфики
проблемы,
применять
эволюционные операторы при выполнении глобального
поиска и обеспечивают большую гибкость за счет
возможности изменения параметров алгоритма для
решения конкретной проблемы.
Применительно
к
рассматриваемой
задаче
оптимизации распределения мощностей генотип может
представлять значения добавочной активной мощности в
нагрузочных узлах. Количество генов при этом равно
количеству нагрузочных узлов. Значение каждого гена
соответствует значению добавочной активной мощности
соответствующего нагрузочного узла, переведенное в код
Грея. Собственно алгоритм оптимизации распределения
мощностей с применением генетического алгоритма
включает в себя три основных блока:
–
генетический
алгоритм,
осуществляющий
формирование популяции, т. е. набора генотипов,
представляющих собой возможные решения с различными
распределениями добавочных мощностей нагрузочных
узлов;
