36
Май–июнь 2013
36
Т
емп
роста
электрической
нагрузки
в
Иране
со
-
ставляет
приблизительно
6%.
Распредели
-
тельные
энергокомпании
в
стране
вынуждены
обеспечивать
быстрое
развитие
сетей
в
связи
с
необходимостью
энергоснабжения
новых
потреби
-
телей
.
Проектирование
и
строительство
новых
сетей
в
ограниченных
временных
условиях
требует
наличия
достаточного
объёма
базовой
информации
и
соответ
-
ствующих
инструментов
планирования
.
В
некоторых
регионах
энергокомпании
не
в
состоянии
поддерживать
быстрый
рост
,
и
зачастую
программам
развития
сетей
не
хватает
технического
и
экономического
обоснова
-
ния
.
В
результате
либо
в
скором
времени
сети
будут
перегружены
,
либо
установленная
мощность
станет
на
-
СЕТЕВОЕ
Планирование
Новый подход
к планированию систем
Иран модернизирует систему планирования с
целью сокращения потерь электроэнергии в
распределительных сетях.
Можтаба Гилванейад (Mojtaba Gilvanejad), Мохаммед Реза Шариати (Mohammad Reza
Shariati), Хамиде Гадири (Hamideh Ghadiri), Сара Хайямим (Sara Khayyamim),
Научно-исследовательский институт Ниру (Niroo Research Institute — NRI)
;
и
Акбар Яварталаб (Akbar Yavartalab),
Tavanir Co.
много
превышать
подключённую
нагрузку
.
Перегрузка
сети
может
вызвать
дополнительные
расходы
для
рас
-
пределительных
компаний
и
чрезмерные
потери
элек
-
троэнергии
в
сетях
.
Tavanir Co.,
иранская
компания
по
управлению
гене
-
рацией
,
передачей
и
распределением
электроэнергии
,
уже
реализовала
несколько
проектов
по
сокращению
потерь
электроэнергии
,
благодаря
которым
в
послед
-
ние
годы
общие
потери
удалось
сократить
на
2,5%.
Тем
не
менее
коэффициент
потерь
в
распределительных
сетях
увеличился
до
16%
от
общего
объёма
произве
-
дённой
электроэнергии
.
Первоочередной
задачей
Министерства
энергетики
Ирана
является
поддержка
энергокомпаний
,
испыты
-
вающих
проблемы
со
своими
сетями
,
путём
оптимизации
планирования
се
-
тей
с
учётом
распределения
нагрузки
,
темпа
её
роста
и
эксплуатационных
затрат
.
Эту
задачу
поручили
Научно
-
исследовательскому
институту
Niroo
(Niroo Research Institute — NRI),
глав
-
ной
научно
-
исследовательской
орга
-
низации
в
области
электроэнергети
-
ки
в
стране
.
Институт
,
основанный
в
1982
году
,
разрабатывает
новые
техно
-
логии
и
программное
обеспечение
для
отрасли
энергоснабжения
.
Проблемы
в
планировании
распределительной
сети
Среди
причин
чрезмерных
потерь
электроэнергии
—
нетиповые
проект
-
ные
решения
,
эксплуатация
распреде
-
лительных
сетей
в
условиях
перегрузки
и
пониженного
напряжения
,
неопти
-
мальные
или
ослабленные
соединения
проводов
,
а
также
несимметричные
на
-
грузки
вследствие
подключения
одно
-
фазных
потребителей
.
В
2004
году
NRI
в
сотрудничестве
с
инженерами
нескольких
распре
-
Реальная
распределительная
сеть
,
в
которой
цепи
,
выделенные
красным
,
харак
-
теризуются
пониженным
напряжением
,
а
цепи
,
выделенные
жёлтым
,
перегруже
-
ны
.
Коэффициент
потерь
электроэнергии
составляет
около
11%,
и
значительная
часть
сети
не
отвечает
типовым
ограничениям
по
действующим
значениям
на
-
пряжения
и
тока
.
Обозначения
:
Условия
перегрузки
Условия
понижен
.
напряжения
37
Май–июнь 2013
37
Типичные
районы
в
Иране
,
которые
рассматривались
в
рамках
проекта
по
проектированию
распределительной
сети
.
делительных
компаний
— North-
Eastern Tehran Electrical Distribution
Co., South-Western Tehran Electrical
Distribution Co.
и
the Western
Azerbaijan Electrical Distribution Co.
при
участии
Tavanir Co. —
приступил
к
реализации
проекта
по
разработ
-
ке
рекомендаций
по
оптимальному
планированию
распределительных
сетей
.
В
различных
регионах
Ирана
были
проведены
ситуационные
ис
-
следования
и
для
каждого
из
трёх
этапов
пилотного
проекта
были
реа
-
лизованы
программы
планирования
.
На
первом
этапе
были
выбра
-
ны
три
территории
обслуживания
в
Иране
в
целях
изучения
применимости
подходов
к
опти
-
мальному
планированию
.
Эти
регионы
отличались
друг
от
друга
условиями
окружающей
среды
,
плотностью
нагрузки
и
вариативностью
в
структуре
распредели
-
тельной
сети
.
Также
на
первом
этапе
рассматривались
неосвоенные
районы
без
каких
-
либо
энергетических
установок
.
На
втором
этапе
в
процессе
оптимизации
планиро
-
вания
для
трёх
выбранных
регионов
учитывалась
дей
-
ствующая
распределительная
сеть
.
И
,
наконец
,
на
третьем
этапе
рассматривалась
дей
-
ствующая
сеть
на
территории
обслуживания
энерго
-
компании
Western Azerbaijan Electrical Distribution Co.,
расположенная
на
северо
-
западе
Ирана
,
с
объёмом
ка
-
питаловложений
около
1,2
млн
долларов
США
.
По
результатам
данного
исследовательского
проек
-
та
NRI
разработал
передовое
программное
обеспече
-
ние
для
планирования
распределительных
сетей
под
названием
DisPlan.
Это
ПО
применили
для
перепро
-
ектирования
распределительной
сети
в
трёх
регионах
Ирана
,
выбранных
в
рамках
пилотного
проекта
,
и
для
сравнительного
анализа
потерь
до
и
после
перепроек
-
тирования
.
Оптимизация
и
сокращение
потерь
Программы
для
распределительных
сетей
,
пред
-
лагаемые
рынком
в
настоящее
время
,
представляют
собой
аналитические
инструменты
,
а
не
инструменты
планирования
,
которым
необходимы
данные
по
распо
-
ложению
источников
электроэнергии
,
по
электрическим
нагрузкам
и
конфигурации
питающих
линий
.
Аналити
-
ческие
средства
могут
выполнять
различные
задачи
,
как
,
например
,
анализ
потокораспределения
и
разме
-
щения
конденсаторов
в
заранее
определённой
сети
.
Тем
не
менее
в
случае
с
инструментами
планирования
имеется
проблема
иного
характера
.
Средства
планиро
-
вания
не
используют
данные
по
конфигурации
предо
-
пределённой
сети
,
поскольку
это
они
должны
опреде
-
лять
конфигурацию
.
Однако
им
всё
равно
необходима
информация
по
расположению
потребителей
и
карта
населённого
пункта
,
для
которого
осуществляется
пла
-
нирование
.
Разработка
радиальной
конфигурации
рас
-
пределительной
сети
,
ограниченной
картой
города
, —
очень
сложная
задача
.
В
целях
оптимального
планирования
распредели
-
тельных
сетей
был
разработан
специальный
метод
,
предназначенный
для
решения
практических
проблем
с
масштабной
оптимизацией
распределительных
се
-
тей
(
метод
branch exchange method — BEM).
Суть
этого
метода
заключается
в
том
,
что
радиальная
сеть
преоб
-
СЕТЕВОЕ
Планирование
разуется
в
замкнутую
путём
подключения
межсистем
-
ных
линий
.
Радиальная
структура
восстанавливается
путём
размыкания
других
питающих
линий
сети
.
После
внесения
некоторых
изменений
в
метод
BEM
алгоритм
,
предложенный
NRI,
получил
возможность
определять
структуру
распределительной
сети
.
Одной
из
основных
характеристик
предложенной
процедуры
планирования
является
проектирование
распределительных
сетей
в
точном
соответствии
с
картами
населённых
пунктов
.
Распределительные
сети
в
городских
районах
окру
-
жены
улицами
и
аллеями
,
что
вынуждает
специалистов
по
планированию
сети
монтировать
и
расширять
сеть
по
допустимым
маршрутам
в
пределах
города
.
Это
обстоятельство
лишает
смысла
проведение
работ
по
оптимальному
планированию
,
если
ограничения
по
кар
-
те
города
и
городские
строительные
нормы
не
соблю
-
даются
.
Игнорирование
карты
города
приводит
к
неточ
-
ным
результатам
по
двум
причинам
:
во
-
первых
,
прямое
расстояние
между
двумя
концами
питающей
линии
рас
-
считывается
неточно
,
во
-
вторых
,
прокладка
сети
может
быть
невозможна
в
запланированном
месте
.
Оптимизированная
питающая
линия
имеет
прямой
маршрут
от
распределительной
подстанции
до
под
-
ключённой
нагрузки
,
и
этот
маршрут
может
часто
про
-
кладываться
через
жилое
здание
,
что
неосуществимо
на
практике
.
В
связи
с
этим
необходимо
искать
альтер
-
нативные
решения
по
маршруту
для
питающей
линии
,
и
часто
имеются
два
варианта
,
к
примеру
,
по
одной
из
сторон
улицы
.
Эти
проблемы
вынуждают
учитывать
действительные
карты
города
в
процессе
планирования
оптимальной
распределительной
системы
.
При
таком
подходе
также
должны
быть
учтены
некоторые
другие
факторы
,
включающие
производительность
системы
на
протяжении
её
жизненного
цикла
и
потери
электроэнер
-
гии
,
затраты
на
ремонтные
работы
и
техобслуживание
,
ущерб
от
отключения
и
так
далее
.
Тем
не
менее
стоит
обратить
внимание
ещё
на
один
фактор
—
одновременные
проектирование
и
оптимиза
-
ция
первичных
сетей
(
среднего
напряжения
)
и
вторич
-
ных
сетей
(
низкого
напряжения
).
Исследования
показа
-
ли
,
что
если
не
учитывать
этот
фактор
,
то
последствия
могут
быть
неблагоприятными
для
всего
процесса
опти
-
мизации
.
Проблема
с
планированием
оптимальной
рас
-
пределительной
системы
заключается
в
минимизации
целевой
функции
после
учёта
следующих
ограничиваю
-
щих
факторов
:
•
пропускная
способность
линии
и
трансформатора
;
•
падение
напряжения
в
каждой
точке
подключения
нагрузки
;
•
баланс
спроса
и
предложения
;
38
Май–июнь 2013
38
Приведённая
схема
отражает
итерационный
процесс
планирования
,
ко
-
торый
применили
при
проектировании
оптимальной
распределительной
сети
.
Нисходящий
тренд
стоимости
сети
в
процессе
проектирования
.
СЕТЕВОЕ
Планирование
•
радиальная
конфигурация
;
•
городские
строительные
нормы
,
ограничения
по
кар
-
те
города
.
В
целях
оптимизации
планирования
распредели
-
тельной
сети
применили
итеративный
алгоритм
.
Для
со
-
ставления
её
итогового
проекта
необходимо
учитывать
несколько
внутренних
ветвей
,
соединяющих
процессы
проектирования
сетей
среднего
и
низкого
напряжения
,
что
обуславливает
скоординированную
реализацию
всех
этапов
проектирования
,
включающих
учёт
мощно
-
сти
распределительной
подстанции
,
расположение
,
за
-
дание
параметров
и
прокладывание
маршрута
питаю
-
щих
линий
среднего
и
низкого
напряжения
.
Результаты
применения
ПО
Разработанное
ПО
применили
для
проектирова
-
ния
сети
в
регионе
площадью
0,085
км
2
с
811
бы
-
товыми
и
коммерческими
потребителями
с
общей
нагрузкой
около
1
МВт
.
В
пределах
24
вариантов
размещения
распределительных
подстанций
в
ка
-
честве
входных
данных
для
ПО
было
предложено
два
участка
для
T-
образных
соединений
20
кВ
.
Анализ
общей
стоимости
сети
показал
,
что
при
вероятности
строительства
24
подстанций
мини
-
мальная
стоимость
достигается
при
сооружении
11
распределительных
подстанций
,
поскольку
алго
-
ритм
проектирования
учитывает
параметры
стоимо
-
сти
потерь
в
сети
.
Результаты
исследования
В
таких
странах
,
как
Иран
,
где
продолжается
значительный
рост
электрических
нагрузок
,
рас
-
пределительным
энергокомпаниям
необходимы
инструменты
планирования
,
позволяющие
проек
-
тировать
оптимальные
распределительные
сети
в
относительно
короткие
сроки
по
сравнению
с
неавтоматизированным
проектированием
силами
соответствующего
персонала
.
Передовое
иннова
-
ционное
ПО
по
планированию
распределитель
-
ных
сетей
,
например
DisPlan,
позволяет
проекти
-
ровать
оптимальные
распределительные
сети
с
учётом
или
без
учёта
существующей
сети
на
дей
-
ствительных
картах
населённых
пунктов
.
Стан
-
дартизация
распределительной
сети
,
осущест
-
вленная
в
процессе
оптимального
планирования
,
приводит
к
повышению
качества
электроэнергии
и
сокращению
эксплуатационных
расходов
.
В
на
-
стоящее
время
ПО
DisPlan
считается
отраслевым
стандартом
,
его
могут
приобрести
и
использовать
отделы
проектирования
в
распределительных
энергокомпаниях
Ирана
.
Планируемые
научные
исследования
В
настоящее
время
NRI
уже
изучает
возмож
-
ные
последствия
подключения
распределённой
генерации
к
существующим
распределительным
сетям
и
планирует
разрабатывать
ПО
,
учитываю
-
щее
эти
последствия
.
Для
управления
активами
очень
важно
знать
,
когда
и
где
устанавливать
дополнительное
обору
-
дование
. NRI
планирует
разработать
обновления
для
ПО
DisPlan,
которые
смогут
помочь
операто
-
рам
сетей
в
будущих
проектах
по
расширению
се
-
тей
.
Благодарность
от
авторов
статьи
Авторы
статьи
выражают
благодарность
следую
-
щим
лицам
:
Голамрезе
Хош
Холг
(Gholamreza Khosh Kholgh),
управляющему
заместителю
директора
по
координиро
-
ванию
распределения
в
Tavanir,
и
Сафару
Фарзализаде
(Safar Farzalizadeh),
директору
центра
NRI
по
исследо
-
ваниям
в
области
электропередачи
и
распределения
,
за
их
помощь
;
Бабаку
Никфаму
(Babak Nikfam),
управ
-
ляющему
директору
Behin Raise Co.,
за
продвижение
на
рынке
программы
DisPlan
по
лицензии
NRI;
АлиАре
-
фи
(AliAre
fi
)
и
Джаваду
Оламаей
(Javad Olamaei)
за
их
неоценимые
помощь
и
рекомендации
;
всем
инженерам
и
специалистам
энергокомпаний
Ирана
,
принявших
уча
-
стие
в
проекте
;
м
-
ру
Захиби
(Mr. Zabihi),
специалисту
по
39
Май–июнь 2013
39
Распределительная
сеть
на
северо
-
западе
Ирана
,
спроектиро
-
ванная
при
помощи
ПО
DisPlan.
СЕТЕВОЕ
Планирование
планированию
в
компании
Western Azerbaijan Electrical
Distribution Co.,
за
его
участие
.
Можтаба
Гилванеджад
(Mojtaba Gilvanejad,
окончил
Университет
технологий
в
области
энерго
-
и
водоснабже
-
ния
в
г
.
Тегеран
,
Иран
,
со
степенью
бакалавра
наук
в
области
электротехники
в
2004
году
и
Университет
науки
и
технологии
,
г
.
Тегеран
,
со
степенью
магистра
наук
в
области
электро
-
техники
в
2006
году
.
Гилванеджад
является
стипендиатом
Института
NRI
и
аспирантом
Технологического
университета
Амиркабир
(Amirkabir University of Technology),
г
.
Тегеран
.
Область
его
научных
интересов
—
планиро
-
вание
и
анализ
распределительной
системы
,
проектирование
систем
защиты
и
исследова
-
ния
в
области
обеспечения
надёжности
энер
-
госистем
.
Мохаммед
Реза
Шариати
(Mohammad
Reza Shariati, [email protected])
окончил
Иранский
Университет
науки
и
технологий
,
г
.
Тегеран
,
Иран
,
со
степенью
бакалавра
наук
в
области
электротехники
.
Является
секрета
-
рем
IEC SC36C Iran,
членом
рабочей
группы
B2.21 CIGRÉ
и
руководителем
отдела
электропере
-
дачи
и
подстанций
в
NRI.
Область
его
научных
ин
-
тересов
—
сети
электропередачи
и
распределения
.
Хамиде
Гадири
(Hamideh Ghadiri, hghadiri@nri.
ac.ir)
окончила
Технологический
университет
име
-
ни
Насреддина
Туси
в
г
.
Тегеран
,
Иран
,
в
1995
году
.
Гадири
в
настоящее
время
является
руководите
-
лем
национального
проекта
по
сокращению
потерь
электроэнергии
и
оптимальному
планированию
рас
-
пределительных
сетей
отдела
электропередачи
и
подстанций
NRI.
Область
её
научных
интересов
—
эксплуатация
,
планирование
и
управление
энергоси
-
стемами
.
Сара
Хайамим
(Sara Khayyamim, skhayyamim@
nri.ac.ir)
окончила
Иранский
Университет
науки
и
тех
-
нологий
в
г
.
Тегеран
,
Иран
,
со
степенью
магистра
наук
в
области
электротехники
в
2007
году
.
В
на
-
стоящее
время
Хайамим
работает
в
NRI,
г
.
Тегеран
,
Иран
.
Область
её
научных
интересов
—
планирова
-
ние
энергосистем
,
сокращение
потерь
электроэнер
-
гии
,
эвристические
алгоритмы
и
устройства
гибких
систем
электропередачи
переменного
тока
.
Акбар
Яварталаб
(Akbar Yavartalab, yavartalab@
tavanir.org.ir)
окончил
Университет
г
.
Тебриз
,
Иран
,
со
степенью
бакалавра
наук
в
области
электротехни
-
ки
в
1987
году
и
Тегеранский
университет
,
Иран
,
со
степенью
магистра
в
управлении
информационны
-
ми
системами
в
2002
году
.
Яварталаб
в
настоявшее
время
является
генеральным
директором
отдела
инженерного
проектирования
распределительных
систем
в
Tavanir.
Область
его
научных
интересов
—
планирование
и
эксплуатация
систем
электропере
-
дачи
,
а
также
сокращение
потерь
электроэнергии
и
энергоснабжение
сельских
районов
.
Компании
,
упомянутые
в
статье
:
Great Tehran Electrical Distribution Co. | www.tbtb.co.ir
Niroo Research Institute | www.nri.ac.ir
Tavanir | www.tavanir.org.ir
Оригинал статьи: Новый подход к планированию систем
Иран модернизирует систему планирования с целью сокращения потерь электроэнергии в распределительных сетях.
