Автоматизація керування режимами систем електропостачання та освітлення міст

Abstract

Системи електропостачання та освітлення міст розглянуто як складні територіально розподілені людино-машинні системи, які входять до складу систем вищого рівня — електроенергетичних систем або їхніх підсистем. Вони мають з ними спільні елементи (живильні і розподільні мережі вищої та середньої напруги), а також спільні джерела живлення і засоби регулювання та управління. Це створює взаємний вплив і взаємозалежніть та вимагає застосування методів і технічних засобів управління, адаптованих до параметрів і режимів міських електричних мереж і в основі своїй орієнтованих на структурно-параметричну інтеграцію в системи керування об’єктами енергетичних систем. Запропоновано структуру системи автоматичного керування, критерії та параметри керування режимами систем електропостачання та освітлення міст, що відрізняються розподіленням параметрів у просторі та процесів у часі, а також низьким рівнем кореляції графіків напруги та реактивної потужності, і базуються на застосуванні концепції Smart-Light. В її основу покладено розподілену багаторівневу систему керування з розосередженими активними елементами, що побудовані на застосуванні фазоперемикальних вольтододавальних трансформаторів. Тим самим забезпечується можливість непов’язаного керування режимами напруги, активної та реактивної потужностей. Ви-кладене відкриває можливість для керування режимами напруги в будь-якій точці мережі без впливу на режими інших споживачів. Концептуально система керування режимами електричних мереж систем електропостачання та освітлення міст дозволяє враховувати їхні особливості, пов’язані з кольорово-світловим впливом освітлення на тваринний і рослинний світ, а також суміжні системи вищого рівня — електроенергетичні системи та мережі. Все це дозволяє розглядати системи електропостачання та освітлення міст як складні біотехнічні системи і керувати ними з урахуванням, як економічного критерію, так і критеріїв соціальної та екологічної ефективності.

In the work under consideration, the power supply and lighting systems of cities are considered as complex geograph-ically distributed man-machine systems, which, in turn, are part of higher-level systems - electric power systems or their subsystems. They have common elements with them (supply and distribution networks of high and medium voltage), as well as common power supplies and means of regulation and control. This makes them mutually influencing and interrelated and requires the use of methods and technical means of control, adapted to the parameters and modes of urban energy net-works and, basically, focused on structural and parametric integration and control systems for objects of energy systems. The structure of an automatic control system, criteria and parameters for controlling the modes of power supply and lighting systems in cities, differing in the distribution of parameters in space, processes in time, as well as a low level of correlation of voltage and reactive power graphs, are proposed, and are based on the application of the Smart-Light concept. It is based on a distributed multi-level control system with dispersed active elements based on the use of phase-shifting booster transformers. This ensures the possibility of unrelated control of voltage modes, active and reactive power. The foregoing opens up the possibility of controlling the voltage modes at any point in the network without affecting the modes of other consumers. The conceptual system for controlling the modes of electrical networks of power supply and lighting systems in cities allows us to take into account their features associated with the color-light effect of lighting on the flora and fauna, as well as adjacent systems of a higher level — electrical power systems and networks. The above allows us to consider the power supply and lighting systems of cities as complex biotechnical systems and manage them taking into account, in addi-tion to the economic criterion, also the criteria of social and environmental efficiency.