Institut Nikola Tesla AD
Branka Kovačević
Jedna metodologija za optimalnu kompenzaciju reaktivne energije na konzumu TS 110/x kV
Kratak sadržaj
Kada se razmatra zadatak optimalne kompenzacije reaktivne energije u distributivnoj mreži neke TS 110/X kV, teži se optimalnom lociranju kondenzatorskih baterija. Matematički model distributivne mreže teorijski dopušta tretiranje svakog čvora mreže kao potencijalnu lokaciju za ugradnju kondenzatorskih baterija. Međutim, jasno je da ovo nije slučaj u praksi. Zbog toga, pri odabiru potencijalnih lokacija za ugradnju kondenzatorskih baterija, treba obratiti pažnju na objektivna ograničenja, kao što su vrsta čvora (sabirnica, račva), postojanja već ugrađenih kondenzatorskih baterija, raspoloživih ćelija i prostora kako u TS srednjeg napona, tako i u TS X/0,4 kV, dostupnost (vlasništvo) posmatranog čvora (sabirnice).
Pored ovih objektivnih ograničenja, u modelima distributivnih mreža koje karakteriše izrazito veliki broj čvorova, pogodno je preliminarno izdvojiti uži skup potencijalnih lokacija na osnovu analize osetljivosti i naponskih prilika. Na ovaj način primena algoritma za optimalnu raspodelu i dimenzionisanje kondenzatorskih baterija postaje praktično izvodljiva u slučaju ovakvih mreža.
Da bi mogla da se izvrši procena podobnosti nekog rešenja pri rešavanju optimizacionih zadataka, definiše se odgovarajuća kriterijumska funkcija. Vrednost kriterijumske funkcije, za date vrednosti parametara, odnosno za potencijalno rešenje zadatka, predstavlja odraz toga koliko dato rešenje uspešno ostvaruje zahteve optimizacionog zadatka. Na ovaj način je moguće sagledati relativnu prednost nekog rešenja u odnosu na druga. Sa druge strane, vrednost kriterijumske funkcije za optimalno rešenje pruža informaciju o trošku investicije koja je neophodna za ostvarivanje optimalnog rešenja, kao i o vremenu isplativosti investicije.
Kriterijumska funkcija se obično definiše u obliku ukupnog troška, kada je cilj da se ovaj ukupni trošak minimizira, ili u obliku razlike uštede i troška investicije, kada je cilj da se ova razlika maksimizira. Kriterijumska funkcija u obliku ukupnog troška je jednostavnija za implementaciju, pa je u ovom slučaju ona upotrebljena.
Kao algoritam za optimalnu raspodelu i dimenzionisanje kondenzatorskih baterija u distributivnoj mreži, sa stanovišta upotrebljivosti za potrebe, kao i pogodnosti za implementaciju, upotrebljen je algoritam zasnovan na metodu lokalnih varijacija.
Metod lokalnih varijacija se zasniva na jednostavnoj ideji da se za svaki od prethodno odabranih kandidata čvorova za ugradnju kondenzatorskih baterija iterativno testira podobnost date pozicije u mreži i odgovarajuće snage kondenzatorske baterije. Podobnost se prati preko rezultujuće vrednosti kriterijumske funkcije. Algoritam od iteracije do iteracije u mrežu postepeno dodaje kondenzatorske baterije, sve do momenta kada vrednost kriterijumske funkcije u narednoj iteraciji ne ostvari povoljniju vrednost u odnosu na prethodnu iteraciju ili ukoliko se dostigne prethodno odabran maksimalan broj iteracija.
Metod lokalnih varijacija je dopunjen i jednim korakom koji, u slučaju mreža srednjeg napona sa velikim brojem čvorova, omogućava određivanje užeg skupa potencijalnih čvorova za ugradnju kondenzatorskih baterija. Ovaj korak je opcioni i može da se preskoči kod mreža standardne veličine od par stotina čvorova.
Ono što treba napomenuti je da opisani algoritam poseduje mogućnost samokorekcije, budući da u narednim iteracijama proverava adekvatnost nivoa kompenzacije čvora gde je prethodno već predložena ugradnja kondenzatorske baterije.
Da bi se omogućio najprikladniji predlog rešenja za određeni distributivni konzum, u implementaciji algoritma omogućen je izbor tipa kondenzatorske baterije koja može da bude predložena u okviru optimizacionog postupka. Tako je predviđen izbor između fiksnih kondenzatorskih baterija, kondenzatorskih baterija varijabilne snage i mešovitog tipa, odnosno sistema kondenzatorskih baterija sastavljenog od fiksnog i varijabilnog dela.
Algoritam je implementiran u okviru programskog jezika DPL, koji predstavlja sastavni deo softverskog alata DIgSILENT PowerFactory.
Ključne reči: kompenzacija, kriterijumska funkcija, distributivna mreža, reaktivna energija, DIgSILENT PowerFactory
Biografija predavača
Branka Kovačević, rođ. Kostić, je rođena 1981. godine, u Beogradu, gde je završila osnovnu školu i Petu beogradsku gimnaziju, prirodno-matematički smer. Nakon gimnazije, 1999. godine je upisala Elektrotehnički fakultet Univerziteta u Beogradu, smer Energetika. Na četvrtoj godini upisuje smer Elektroenergetski sistemi, dok na petoj godini sluša i polaže (izborne) predmete uglavnom sa smera Elektromotorni pogoni. Na predlog i inicijativu profesora sa katedre za elektromotorne pogone, na petoj godini odlazi na stručnu praksu u inostranstvo, kao jedini student sa energetskog smera. U toku tromesečne prakse na University of Strathclydeu Glazgovu, Velika Britanija, učestvovala na projektu Construction and Analysis of a Corona Discharge Demonstrator. Nakon povratka u Beograd, počinje da radi u jednoj domaćoj firmi, a paralelno sa tim i na izradi diplomskog rada koji je obihvatao, između ostalog i višemesečna merenja u trafo stanicama širom Srbije. Nakon završetka diplomskog rada pod nazivom za koji je dobila ocenu 10, diplomirala je 2007. godine..
Par meseci nakon diplomiranja, prelazi da radi u drugu, ovog puta inostranu kompaniju, a 2008. godine dolazi u Institut Nikola Tesla u Centar za elektroenergetske sisteme. Trenutno je u zvanju viši stručni saradnik, a za prethodnih 16 godina učestvovala je u izradi preko 50 studija i elaborata, za domaće i strano tržište, kao i desetak izveštaja Laboratorije za kvalitet električne energije, čiji je član. Učestvovala je i na dva HORIZON2020projekta u periodu 2016-2021. god, a trenutno sarađuje sa Fraunhofer Institutena projektu iz EU programa LIFE2021. Pored toga, učestvuje i u izradi strateških dokumenata, iz oblasti energetike, za potrebe Ministarstva rudarstva i energetike.
Član međunarodne CIGREpostala je 2013. godine, kada je bila deo radne grupe koja se bavila kvalitetom električne energije iz solarnih izvora energije.
