https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/2924 Sun, 05 Apr 2026 22:45:49 GMT 2026-04-05T22:45:49Z https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/33109 Методи та засоби аналізу втрат електроенергії в розподільних електричних мережах з використанням пристроїв Smart Metering Томашевський, Юрій Васильович; Томашевський, Юрий Васильевич; Tomashevsky, Yu. V. Важливим аспектом аналізу енергоефективності розподільних електромереж є формування поелементної структури втрат електроенергії з прив’язкою до періоду часу експлуатації елементів мережі, а також визначення локальних осередків з найбільшим впливом на сумарні втрати електроенергії. Оцінити економічно обґрунтований рівень комерційних втрат можливо лише визначивши їх із структури балансу електроенергії. Від зменшення втрат залежить підвищення прибутку енергопостачальних компаній, що підтверджує актуальність та перспективність досліджень у даному напрямку. У розподільних електричних мережах основним джерелом вимірювань є автоматизовані системи комерційного обліку електроенергії (АСКОЕ). Однак на сьогодні застосування АСКОЕ у розподільних мережах є обмеженим, а наявна інформація не дає змоги забезпечити спостережність мереж і визначити складові втрат у структурі балансу електроенергії з достатньою точністю. Ефективним заходом щодо забезпечення спостережності розподільних ЕМ є інтегрування до АСКОЕ інтелектуальних приладів обліку з можливістю зберігання і передавання даних на основі технології Smart Metering. Виходячи з цього в роботі отримано нове вирішення актуальної науково- прикладної задачі підвищення достовірності результатів аналізу втрат електроенергії в розподільних мережах шляхом вдосконалення методів та засобів забезпечення спостережності мереж з використанням пристроїв Smart Metering та типових графіків навантаження.; Важным аспектом анализа энергоэффективности распределительных электросетей является формирование поэлементной структуры потерь электроэнергии с привязкой к периоду времени эксплуатации элементов сети, а также определение локальных очагов с наибольшим влиянием на суммарные потери электроэнергии. От уменьшения потерь зависит повышение прибыли энергоснабжающих компаний, подтверждает актуальность и перспективность исследований в данном направлении. В распределительных электрических сетях основным источником измерений являются автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии (АСКУЄ). Системы АСКУЭ разрабатывались для информационного обеспечения учета электроэнергии, на основании которого проводятся финансовые расчеты между субъектами рынка. Поэтому они не позволяют обеспечить наблюдаемость сетей и, как следствие, определить составляющие потерь в структуре баланса электроэнергии с достаточной точностью. Наиболее эффективным средством обеспечения наблюдаемости распределительных сетей является интегрирование в АСКУЭ интеллектуальных приборов учета с возможностью хранения и передачи данных на основе технологии Smart Metering. В работе получено новое решение актуальной научно-прикладной задачи повышения достоверности результатов анализа потерь электроэнергии в распределительных сетях путем совершенствования методов и средств обеспечения наблюдаемости сетей с использованием устройств Smart Metering и типовых графиков нагрузки.; The task of calculating and analyzing technical losses of electricity in electrical networks and structuring them in different planes objectively differs from many calculation and analytical problems. After all, this provides a basis for planning measures for energy efficiency of energy supply companies. An important aspect of structuring electricity losses is the formation of element-by-element structure of electricity losses tied to the period of operation of network elements, as well as analysis to determine the local cells with the greatest impact on total electricity losses. It is possible to estimate the economically justified level of commercial losses only by determining them from the structure of the electricity balance. The increase in the commercial component depends on the increase in profits of energy supply companies, ie this area is quite relevant and promising in terms of development and implementation of software, in particular, using databases and information systems. It is shown that the insufficiency of measurements of mode parameters of distribution networks with renewable energy sources can be compensated with acceptable accuracy using information from typical data sets and information on electricity supply with automated systems of commercial electricity metering. 3. The use of Smart Metering devices, aggregated information of automated systems of commercial electricity metering and pseudo-measurements allows to perform calculations for targeted determination of electricity losses and creates preconditions for their inclusion in the tariff for the final consumer. When calculating the retail tariff for electricity, different price indicators, the amount of subsidies and the volume of electricity purchases on the balancing market, etc. are taken into account. In addition, the formula for calculating retail tariffs for electricity supply contains elements of stimulating the supply of electricity to the population. As a result of the government's policy of providing universal benefits to all households in the form of an undervalued price, electricity tariffs account for only about 30% of the weighted average retail tariff. The low percentage of reimbursement of costs leads to the fact that companies operating in the electricity sector incur financial losses. This situation requires a decision on the targeted inclusion of the cost of distribution of electricity in the tariff for the final consumer. Separation in the structure of the electricity balance of the value of the distribution cost for each metering object is possible by applying typical schedules of power losses (TSPL) formed on the basis of network assessment, matrix of distribution coefficients and root mean square error in variable losses. Therefore, the robot proposes a method of forming typical graphs of electricity losses in 10 (6) kV electrical distribution networks based on the results of assessing the state of networks and a matrix of loss distribution coefficients. 4. Using the mathematical apparatus of sensitivity analysis and multicriteria analysis, the method of optimizing the location and sequence of implementation of Smart Metering electricity metering devices in 10 (6) kV distribution networks has been improved. It is shown that the use of the method helps to reduce capital investment and operating costs by considering the technical features of networks, as well as the sensitivity of the network mode parameters to the installation bus of Smart Metering. The use of the principle of minimax makes it possible to obtain information on the current efficiency of the measuring medium ASCEM, namely to rank the fragments of the electrical network according to the set of proposed criteria, considering the importance of each of them. Therefore, the obtained solution is effective in terms of solving the problems of ASCEM and, at the same time, maximally adapted to the implementation. Науковий керівник: доктор технічних наук, доцент Кулик Володимир Володимирович Fri, 01 Jan 2021 00:00:00 GMT https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/33109 2021-01-01T00:00:00Z https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/33108 Розосереджене генерування в задачах підвищення енергоефективності розподільних електричних мереж Сікорська, Олена Вікторівна; Сикорская, Елена Викторовна; Sikorska, O. V. Дисертаційна робота присвячена комплексному розробленню методів і засобів підвищення енергоефективності розподільних електричних мереж з розосередженими джерелами енергії. В роботі отримано нове вирішення актуальної науково-прикладної задачі. За допомогою математичного моделювання та результатів натурних експериментів показано вплив різнотипних відновлюваних джерел енергії на режими роботи мереж різних класів напруги, зменшення втрат електроенергії та покращення її якості, а також підвищення надійності електропостачання. Такий підхід дозволяє розробити етапність впровадження заходів з підвищення ефективності функціонування електричних мереж з ВДЕ. Подальшого розвитку в роботі набув метод визначення взаємовпливу електричних мереж різних класів напруги, шляхом врахування режиму роботи відновлюваних джерел енергії в мережах нижчих класів напруги, а саме через уточнення напрямків перетікання потужності та її значення в точці приєднання до мереж вищих класів напруги. Використання математичного апарату аналізу чутливості дозволило вдосконалити метод формування енергоощадних заходів зі зменшення втрат в електричних мережах з врахуванням їх впливу на якість напруги в них, шляхом використання фотоелектричних станцій в режимі компенсації реактивної потужності. Розроблені в роботі методи і засоби оцінювання ефективності функціонування розподільних електричних мереж дозволяють комплексно оцінювати заходи з підвищення енергоефективності електричних мереж з розосередженим генеруванням; Диссертация посвящена комплексной разработке методов и средств повышения энергоэффективности распределительных электрических сетей с рассредоточенными источниками энергии. В работе получено новое решение актуальной научно-прикладной задачи. С помощью математического моделирования и результатов натурных экспериментов показано влияние разнотипных возобновляемых источников энергии на режимы работы сетей различных классов напряжения, уменьшения потерь электроэнергии и улучшения ее качества, а также повышение надежности электроснабжения. Такой подход позволяет разработать этапность внедрения мероприятий по повышению эффективности функционирования электрических сетей с ВИЭ. Дальнейшее развитие в работе получил метод определения взаимовлияния электрических сетей различных классов напряжения, путем учета режима работы возобновляемых источников энергии в сетях низших классов напряжения, а именно из-за уточнения направлений перетекания мощности и ее значение в точке присоединения к сетям высших классов напряжения. Использование математического аппарата анализа чувствительности позволило усовершенствовать метод формирования энергосберегающих мероприятий по уменьшению потерь в электрических сетях с учетом их влияния на качество напряжения в них, путем использования фотоэлектрических станций в режиме компенсации реактивной мощности. Разработанные в работе методы и средства оценки эффективности функционирования распределительных электрических сетей позволяют комплексно оценивать меры по повышению энергоэффективности электрических сетей с рассредоточенным генерированием.; Reducing electricity losses in electricity networks as part of the overall task of improving the efficiency and quality of energy production is a complex complex problem that requires a systematic approach. One of the components of this problem is the calculation and analysis of the impact of renewable energy sources (RES) on the energy efficiency of distribution electricity networks (DEN). Especially during the intensive development of RES in conditions of underfunding of distribution electricity networks. The effectiveness of calculations and analysis, as well as further planning of energy saving measures depends on information, methodological, mathematical, logistical and organizational support. To date, there are no regulatory documents that would minimize the unreasonable volume of RES implementation. This is due to the lack of generally accepted methods for determining the location and allowable capacity of connected RES. In recent years, the growing share of renewable sources in the energy balance has led to the loading of a large number of distribution lines and transformers. As a result, there is not only an increase in electricity losses, but also a decrease in the reliability of electricity supply and quality of electricity. Solving these problems requires a comprehensive approach, which includes organizational and technical energy-saving measures, as well as the development and reconstruction of electrical networks. Given the interaction of all measures and changes in electricaj netwoks, it is useful to have an overall assessment of their impact on the quality of the electrical network as a whole. That is why the dissertation work is devoted to the complex development of methods and means of improving the energy efficiency of electrical distribution networks with dispersed energy sources. A new solution of the actual scientific-applied problem is obtained in the work. Using mathematical modeling and the results of field experiments, the influence of different types of renewable energy sources on the modes of operation of networks of different voltage classes, reducing electricity losses and improving its quality, as well as increasing the reliability of power supply is shown. This approach allows to develop a phased implementation of measures to improve the efficiency of electrical networks with DEN. The method of determining the interaction of electrical networks of different voltage classes was further developed by taking into account the mode of operat of renewable energy sources in networks of lower voltage classes, namely by specifying the directions of power flow and its value at the point of connection to higher voltage classes. The use of a mathematical apparatus for sensitivity analysis has improved the method of forming energy-saving measures to reduce losses in electrical networks, taking into account their impact on the quality of voltage in them, by using photovoltaic stations in reactive power compensation mode. The methods and means of evaluation of efficiency of functioning of distributive electric networks developed in work allow to estimate comprehensively measures for increase of energy efficiency of electric networks with dispersed generation Науковий керівник: доктор технічних наук, доцент Комар Вячеслав Олександрович Fri, 01 Jan 2021 00:00:00 GMT https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/33108 2021-01-01T00:00:00Z https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/28381 Оцінювання якості функціонування електричних мереж з відновлюваними джерелами енергії Комар, Вячеслав Олександрович; Комар, Вячеслав Александрович; Komar, V. О. Дисертація присвячена вирішенню науково-технічної проблеми, яка полягає у розробленні методів і засобів для оцінювання якості функціонування електричних мереж з відновлюваними джерелами енергії. Якість функціонування електричних мереж характеризується якістю електричної енергії, надійністю електропостачання, його економічністю, тощо. Користуючись результатами досліджень, виконаними автором у попередніх своїх роботах, запропоновано визначати інтегральний показник якості функціонування електричних мереж за моделлю, яка отримана на поєднанні теорій марковських процесів та подібності, що дозволяє перейти від векторної оцінки до скалярної. Для врахування в інтегральному показнику якості електричної енергії та рівня її втрат запропоновано визначати імовірність відповідності фактичного режиму «ідеальному». «Ідеальний» режим визначається, виходячи з принципу найменшої дії і відповідає заступній схемі мережі, сформованій за r -схемою. Такий підхід дозволяє аналіз режимних параметрів звести до аналізу струмів у вузлах споживання та генерування. Оскільки за базис прийнято «ідеальну» мережу, то можна виконувати порівняння електричних мереж різних за конфігурацією і набором споживаних та генеруючих потужностей без виконання техніко-економічних розрахунків. Показано, що запропонований в роботі підхід визначення інтегрального показника якості функціонування дозволяє враховувати індивідуальні особливості споживачів і під час розв’язання проектних задач надавати пріоритет певним складовим, які характеризують якість функціонування електричної мережі. Для розв’язання задачі розвитку електричних мереж з дискретними змінними запропоновано використовувати методи на базі динамічного програмування. Однак для цього необхідно розробити формалізовані процедури оптимізації з використанням принципу оптимальності динамічного програмування. Для цього були отримані умови оптимальності, за якими можна вибирати оптимальну стратегію розвитку з множини можливих. Відповідно до цих умов оптимальною є стратегія, для різних можливих станів якої, рівні відношення приростів витрат до приростів інтегрального показника якості функціонування. Врахування технічних обмежень, під час розв’язання проектних задач, виконується методом штрафних функцій. Визначення штрафних функцій запропоновано здійснювати за інтегральним показником якості функціонування, що дозволить врахувати багатокритеріальність задачі оптимального розвитку. Виконано дослідження можливості застосування відновлюваних джерел. Розглянуто проблему інформаційного забезпечення задачі оцінювання якості функціонування електричних мереж з ВДЕ. Проведений аналіз інформаційного забезпечення в розподільних електричних мережах показав, що найкращим джерелом інформаціє є автоматизовані системи комерційного обліку електроенергії (АСКОЕ). Однак АСКОЕ охоплює лише незначну частину вузлів споживання. Інші варіанти отримання інформації є розрахунок за характерним режимом (середніх навантажень) або імітацією режимів за типовими графіками, при цьому останній варіант може забезпечити розв’язання поставленої задачі з достатньою точність. Запропоновано архітектуру дворівневої системи моніторингу та керування, яка в рамках концепції Smart Grid реалізує активну поведінку кінцевого споживача та оптимальне інтегрування розосередженого генерування і систем акумулювання електроенергії різних типів і потужності в електричні мережі, що призведе до зростання надійності та якості електроенергії. Здійснено апробацію розроблених моделей та методів для оцінювання якості функціонування електричних мереж з відновлюваними джерелами енергії та показано доцільність їх використання. Для цього проведено ряд натурних експериментів для визначення рівня спотворень синусоїди напруги та струму різними об’єктами відновлюваної енергетики.; Диссертация посвящена решению научно-технической проблемы, которая заключается в разработке методов и средств для оценки качества функционирования электрических сетей с возобновляемыми источниками энергии. Качество функционирования электрических сетей характеризуется качеством электрической энергии, надежности электроснабжения, его экономичностью и тому подобное. Пользуясь результатами исследований, выполненными автором в предыдущих своих работах, предложено определять интегральный показатель качества функционирования электрических сетей по модели, полученной на сочетании теории марковских процессов и подобия, что позволяет перейти от векторной оценки к скалярной. Для учета в интегральном показателе качества электрической энергии и уровня потерь предложено определять вероятность соответствия фактического режима «идеальному». «Идеальный» режим определяется исходя из принципа наименьшего действия и отвечает сети построенной по r -схеме. Такой подход позволяет анализ режимных параметров свести к анализу токов в узлах потребления и генерации.Во избежание негативных последствий от внедрения необоснованно мощных источников в электрических сетях усовершенствован метод определения оптимальной установленной мощности источника. Разработанный метод, на основе информации об объеме, графике потребления и доступных точках присоединения объектов генерации, позволяет определить установленную мощность ВИЭ, которая обеспечит повышение качества функционирования сети. Изучение опыта стран-лидеров во внедрении возобновляемых источников энергии показал, что необходимо внедрять меры для корректировки графиков потребления. Разработанные в мире механизмы позволяют реализовать управление потреблением (demand response). В работе разработан метод определения потребителей, изменение графика нагрузки которых будет иметь наибольший эффект при обеспечении необходимого уровня качества функционирования электрических сетей. Разработанный алгоритм реализации метода, основанного на транспортной задачи, и позволяет учесть экономическую составляющую процесса корректировки графиков потребления. Рассмотрена проблема информационного обеспечения задачи оценки качества функционирования электрических сетей с ВИЭ. Проведенный анализ информационного обеспечения в распределительных электрических сетях показал, что лучшим источником информации являются автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ). Однако АСКУЭ охватывает лишь незначительную часть узлов потребления. Другими вариантами получения информации является расчет по характерному режимом (средних нагрузок) или имитацией режимов по типовым графикам, при этом последний вариант может обеспечить решение поставленной задачи с достаточной точностью. Осуществлена апробация разработанных моделей и методов для оценки качества функционирования электрических сетей с возобновляемыми источниками энергии и показана целесообразность их использования.; The dissertation devoted by scientific and technical problem solution, which consists in developing methods and means for assessing the quality of electric networks functioning with renewable energy sources. The quality functioning of electric networks is characterized by the quality of electric energy, electricity supply reliability, economic efficiency, and other. Using research results carried out by the author in his previous papers, it is proposed to determine the integral index of electric networks quality functioning according to the model obtained by a combination of Markovs theories processes and similarity, which allows us to move from vector to scalar. In order to take into account in the integral index of electric energy quality and level of electricity losses it is proposed to determine the probability of correspondence the actual regime to the "ideal". "Ideal" regime is determined by the basis principle of least action and corresponds to the network which formed by r-scheme. This approach can change allows regime parameters analysis to the nodes currents analysis of consumption and generation. Since the "ideal" network is adopted for the basis, it is possible to perform a electrical networks comparison of different configurations and a set of consumed and generating capacities without performing technical and economic calculations. It is shown that the problem of electric networks development with discrete variables can be solved by methods based on dynamic programming. However, for this purpose, it is necessary to develop formalized optimization procedures using the dynamic programming optimality principle. For this purpose, optimal conditions have been obtained, by which one can choose the optimal development strategy from the set of possible ones. In accordance with these conditions, the strategy is optimal, for the various possible states, the ratio of incremental costs to increments of the integral quality functioning indicator. To avoid the negative consequences of the introduction of unreasonably powerful sources in electrical networks, the method of optimal installed power of the source has been improved. The developed method, based on information on the volume, consumption graph and available points of generating objects connection, allows you to determine the installed capacity of RES, which will ensure the improvement of the network operation quality. Using leading countries the experience in the renewable energy sources implementation shown that measures are needed to adjust consumption curves. The mechanisms developed in the world allow to implement demand management. The method of determination consumers which load graph change will have the greatest effect in providing the necessary level of electric networks quality functioning. An algorithm for implementing a method based on a transport task is developed and allows for the economic component of adjusting consumption graph process be taken into account. The problem of information provision in the electric networks with RES quality functioning is considered. An analysis of information provision in distribution electrical networks has shown that automated systems of commercial electricity accounting (ASCEA) are the best sources of information. However, ASCEA covers only a small part of the consumption nodes. Other options for obtaining information is the calculation of the typical mode (average load) or simulation of modes according to typical graphs, with the latter option can provide a solution to the task with sufficient accuracy. The testing of developed models and methods for assessing the electric networks with renewable energy sources functioning quality has been tested and the feasibility of their use has been demonstrated. Tue, 01 Jan 2019 00:00:00 GMT https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/28381 2019-01-01T00:00:00Z https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/28353 Виявлення та оцінювання джерел спотворень якості електроенергії в розподільчих електричних мережах Степура, Олександр Васильович; Степура, Александр Васильевич; Stepura, А. V. Обґрунтовано доцільність застосування системи узагальнених миттєвих симетричних складових та визначених на їх основі умовних потужностей зво- ротної та нульової послідовностей для виявлення споживачів, які спотворюють якість електроенергії. Проаналізована можливість виявлення та оцінювання впливу джерел спо- творень (несиметрії та вищих гармонік) на якість електроенергії трифазних ме- реж з використанням миттєвих умовних потужностей зворотної та нульової послідовностей 2 2 pi , qi та 0 0 pi , qi , які є добутком миттєвих напруги прямої по- слідовності на струм, відповідно, зворотної та нульової послідовностей. Для оцінювання вини електропостачальної організації, яка полягає в неефективній побудові розподільчої мережі, використані миттєві умовні потужності 2 2 pu , qu та 0 0 pu , qu , які є добутком миттєвих струму прямої послідовності на напругу, відповідно, зворотної та нульової послідовностей. Проаналізовано чутливість виявлення нелінійних споживачів методом умовних потужностей, що оснований на використані середньоквадратичних значень умовних потужностей зворотної та нульової послідовностей. Практично реалізовано АСКОЕ з функцією виявлення та оцінювання впливу нелінійних і несиметричних споживачів на погіршення якості електрое- нергії.; Обоснована целесообразность применения системы мгновенных симметричных составляющих и определенных на их основе условных мощностей обратной и нулевой последовательностей для выявления потребителей, искажающие качество электроэнергии. Проанализирована возможность выявления и оценки влияния источников искажений (несимметрии и высших гармоник) на качество электроэнергии трехфазных сетей с использованием мгновенных условных мощностей обратной и нулевой последовательностей 2 2 pi , qi и 0 0 pi , qi , которые являются произведением мгновенных напряжения прямой последовательности на ток, соответственно, обратной и нулевой последовательностей. Для оценки вины энергоснабжающей организации, заключающейся в неэффективном построении распределительной сети, использованы мгновенные условные мощности 2 2 pu , qu и 0 0 pu , qu , которые являются произведением мгновенных тока прямой последовательности на напряжение, соответственно, обратной и нулевой последовательностей. Проанализированы чувствительность обнаружения нелинейных потребителей методом условных мощностей, основанным на использование среднеквадратических значений условных мощностей обратной и нулевой последовательностей. Практически реализовано АСКУЭ с функцией обнаружения и оценки влияния нелинейных и несимметричных потребителей на ухудшение качества электроэнергии.; It is shown that in the asymmetric non-sinusoidal modes of electric networks, the pulsating power contains two components, which are due to asymmetry and nonsinusoidal stresses and currents. The constituents due to asymmetry are represented by instant conditional capacities of the reverse sequence. The constituents the power of distortion due to the non-sinusoidality is defined as the difference between the pulsating power and the instantaneous conditional power of the reciprocal sequence. Expressions are obtained to determine the reciprocal and distortion capacities in the integral and spectral recording forms. The expediency of the application of the system of generalized instant symmetric components and the basis of the conditional capacities of the reverse and zero sequences determined on their basis for the determination of consumers that distort the quality of the electric power is substantiated. Practically implemented automated monitoring system for electricity accounting with the function of detection and evaluation of the impact of nonlinear and asymmetric consumers on the deterioration of the quality of electricity. Tue, 01 Jan 2019 00:00:00 GMT https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/28353 2019-01-01T00:00:00Z