Алгоритмизация задачи оптимального размещения трансформаторов на подстанциях распределительных сетей

Abstract

Статья посвящена алгоритмизации методов поиска эффективной замены потребительских трансформаторов в распределительных электрических сетях. Как и любое оборудование энергосистем, силовые трансформаторы имеют свой ограниченный срок службы, определяемый как естественными процессами деградации материалов, так и непредвиденным износом в результате различных перегрузок и перенапряжений. Согласно стандарту, принятому в Республике Беларусь, нормативный срок эксплуатации силовых трансформаторов составляет 25 лет. Однако до достижения этого срока могут возникать ситуации, при которых замена трансформаторов будет экономически целесообразна. Рассмотрена необходимость такой замены с целью повышения эффективности функционирования электрической сети, связанного с его физическим износом и старением. Отмечены недостатки разработанной ранее математической модели замены трансформатора, в которой трансформатор, отработавший свой ресурс, всегда списывается, в то время как на практике возможны ситуации, когда эксплуатируемый трансформатор, будучи замененным на новый на одной подстанции, будет вполне работоспособным и может быть установлен на другой подстанции энергосистемы, продолжив свое функционирование. Такая практика замены оправдана при ограниченных финансовых ресурсах и требует тщательного технико-экономического обоснования. В ходе исследования авторами разработан эффективный алгоритм определения оптимального размещения трансформаторов на подстанциях распределительных электрических сетей, основанный на поиске наилучшего решения из всей совокупности перестановок в ориентированном графе. Предложенный алгоритм позволяет значительно сократить время расчета оптимального размещения трансформаторов, используя ряд упрощений. Результатом работы алгоритма является последовательность перестановки трансформаторов в сети, позволяющая получить больший экономический эффект по сравнению с заменой одиночного трансформатора.