Odabir I Implementacija Kompaktiranih Dalekovoda Upotrebom Umjetnih Neuronskih Mreža

Transcript

Odabir i implementacija kompaktiranih dalekovoda upotrebom umjetnih neuronskih mreža Ivan Pavičić Hrvatski operator prijenosnog sustava d.o.o., Zagreb E-mail: [email protected] Sažetak — U ovom radu predstavljene su tehnologije kompaktiranja, primjene pokretnih konzola, smanjenja dimenzija glave stupa i primjene nove generacije užeta. Primjene svih navedenih tehničkih rješenja neizbježne su u skoroj budućnosti zbog sve strože zakonske regulative integracije dalekovoda u okoliš, utjecaja na stanovništvo, javnog mišljenja i sličnih zahtjeva koje je nužno zadovoljiti prilikom planiranja i realizacije projekta. S tehničkog stajališta nužno je zadovoljiti sigurnost isporuke i kvalitetu električne energije, povećanje prijenosne moći i smanjenje gubitaka. Opisana problematika dovodi do složenog pristupa realizaciji projekta koji mora zadovoljiti sve navedene korake. Prikazane su primjene umjetnih neuronskih mreža u prepoznavanju potreba za implementacijom novih tehničkih rješenja u pojedinim dijelovima mreže kao trenutno i trajno rješenje u elektroenergetskom sustavu (u daljnjem tekstu „EES“) opis rada neuronske mreže te primjena neuronskih mreža u elektroenergetici. Ključne riječi: kompaktiranje, integracija u okoliš, povećanje sigurnosti, gubitci u prijenosu neuronske mreže, elektroenergetski sustav (EES). I. UVOD Prijenosna mreža Hrvatske obuhvaća vodove naponskih razina od 110 kV, 220 kV i 400 kV. Kroz povijest kriteriji za izgradnju novih ili rekonstrukciju postojećih vodova nisu bili istovjetni. U današnje vrijeme izgradnja dalekovoda prvenstveno zahtjeva ponajprije integraciju dalekovoda u okoliš i zaštitu ljudskog zdravlja. Prijašnja metodologija ne nudi dobra rješenja u vidu zadovoljenja vremena izgradnje i tehničkih rješenja vodova. Implementacija novih tehnologija poput kompaktiranih vodova, uvođenje ACCC vodiča, konstrukcijskih rješenja prilikom projektiranja dalekovoda su vođeni su strogim ekološkim zahtjevima i javnim mnijenjem kao glavnim kriterijima za početak realizacije izgradnje. Tehnička rješenja i mogućnosti primjene samim time su suženi, te treba postaviti drugačije kriterije prilikom odabira projekata. Neuronske mreže temelje se na prikupljanju različitih informacija te kroz učenje, adaptaciju i korekciju pružaju mogućnost istovremenog praćenja velikog broja ulaznih i izlaznih parametara što im daje mogućnost široke primjene. Prednost korištenja neuronskih mreža [2] jest brzina mreže upotrebom paralelizma te njezina otpornost na greške. II. MODELIRANJE NADZEMNOG VODA Nadzemni vod je relativno najbrojniji element u svakom elektroenergetskom sistemu, a ovisno o primjeni može se modelirati kao simetričan i nesimetričan element EES-a. U oba slučaja pretpostavlja se da se radi o elementu s koncentriranim parametrima. Simetrični model koristi se u slučaju simetričnih prilika na potpuno prepletenom (simetriranom) vodu. U slučaju da ova dva uvjeta nisu ispunjena, vod se modelira kao nesimetrični element. Sve dosad rečeno vrijedi za slučaj samo jednog voda na stupu. U slučaju da se na jednom stupu nalaze dva trofazna sustava, osim međusobnog induktivnog i kapacitivnog utjecaja pojedinih faznih vodiča unutar svake trojke, postoji i međusobni utjecaj jedne trojke na drugu, pa se stoga ta dva voda modeliraju kao paralelni vodovi s međuutjecajem. Razvoj računala otvorio je put mogućnosti bržeg modeliranja i proračuna parametara voda, tako da danas ne predstavljaju problem ni proračuni kompleksnijih izvedbi dalekovoda koji mogu uključivati više vodova različitih naponskih razina ne predstavljaju problem. A. Uzdužna impendancija Prilikom modeliranja nadzemnog voda mora se voditi računa o međuinduktivnim i međukapacitivnim utjecajima pojedinih faza, kao i o utjecaju zemlje. Postavljanjem osnovnih izraza za strujno-naponske prilike na trofaznom nadzemnom vodu možemo modelirati vod. Za tipski dvosistemski nadzemni vod vrijede sljedeće matrične jednadžbe (1) [1]. [ ] [ ]⎤ [ ] [ ]⎥⎥ = [Z [ ] ⎥⎦ ⎡ Vi abc − V jabc ⎢ a 'b ' c ' − Vl a 'b 'c ' ⎢ Vk ⎢ ΔV p ⎣ abca 'b ' c ' p u [ ]⎤ ] [ ]⎥⎥ [ ] ⎥⎦ ⎡ I iabc ,j ⎢ a 'b 'c ' ⋅ ⎢ I k ,l ⎢ Ip ⎣ (1) Vektori [Viabc], [Via'b'c'] i [Vjabc], [Vja'b'c'] prikazani su obliku matrica 3. stupnja i predstavljaju fazne napone na krajevima nadzemnog voda. Vektori [Ii,jabc], [Ii,ja'b'c'] prikazuju struju kroz uzdužnu granu nadzemnog voda. Vektor [∆Vp] označava pad napona na zaštitnom užetu, dok je [Ip] struja kroz to uže. Kvadratna matrica 7. stupnja [Zuabca'b'c'p] predstavlja matricu uzdužnih impedancija voda (2). [Z abca 'b ' c ' p u ] ⎡ Z aa − n ⎢Z ⎢ ba − n ⎢ Z ca − n ⎢ = ⎢Z a 'a − n ⎢ Zb 'a − n ⎢ ⎢ Z c 'a − n ⎢Z ⎣ pa − n Z ab − n Z bb − n Z cb − n Z ac − n Z bc − n Z cc − n Z aa '− n Z ba ' − n Z ca '− n Z ab ' − n Z bb ' − n Z cb ' − n Z ac ' − n Z bc '− n Z cc ' − n Z a 'b − n Z b 'b − n Z a 'c − n Z b 'c − n Z a 'a '− n Z b ' a '− n Z a 'b ' − n Z b 'b ' − n Z a 'c ' − n Z b 'c ' − n Z c 'b − n Z pb − n Z c 'c − n Z pc − n Z c 'a '− n Z pa '− n Z c 'b ' − n Z pb '− n Z c 'c ' − n Z pc ' − n Z ap − n ⎤ Z bp − n ⎥⎥ Z cp − n ⎥ ⎥ Za' p −n ⎥ Zb' p − n ⎥ ⎥ Zc' p −n ⎥ Z pp − n ⎥⎦ (2) Elementi matrice, koji zapravo predstavljaju vlastite i međusobne induktivne utjecaje faznih vodiča i zaštitnog užeta voda mogu se odrediti primjenom Carsonovih formula te su određeni izrazima (3) [2]: 93 ρ (Ω/km) (3) Z ii − n = R1 + 0.05 + j 0.0628 ln Z ij −n = 0.05 + j 0.0628 ln DS 93 ρ DS (Ω/km) [Z abca 'b 'c ' ] pri čemu su: Z s1 = Zs2 = Z m1 Z m1 Z 1− 2 Z 1− 2 Z s1 Z m1 Z m1 Z s1 Z 1− 2 Z 1− 2 Z 1− 2 Z 1− 2 Z 1− 2 Z 1− 2 Z 1− 2 Z 1− 2 Z s2 Z m2 Z m2 Z s2 Z 1− 2 Z 1− 2 Z m2 Z m2 Z aa + Z bb + Z cc 3 Z a ' a ' + Z b 'b ' + Z c ' c ' 3 Z1−2 = Z m1 = Zm2 = Z 1− 2 ⎤ Z 1− 2 ⎥⎥ Z 1− 2 ⎥ ⎥ Z m2 ⎥ Z m2 ⎥ ⎥ Z s 2 ⎥⎦ Z ab + Z ac + Z bc 3 Z a 'b ' + Z a 'c ' + Zb 'c ' 3 (4) (5) Zaa' +Zab' +Zac' +Zba' +Zbb' +Zbc' +Zca' +Zcb' +Zcc' 9 ] = ⎡⎢[A] 0 ⎤ abca 'b 'c ' ⎡[ A] Z ⋅⎢ [ ]−1 ⎥⎦ 0 A ⎣ 0 ⎣ pri čemu je A matrica transformacije. −1 0120 '1' 2 ' s [ ] [ ] 0 ⎤ [A] ⎥⎦ Pab − n Pbb − n Pcb− n Pa 'b − n Pac − n Pbc − n Pcc − n Pa 'c − n Paa ' − n Pba '− n Pca '− n Pa 'a ' − n Pab '− n Pbb '− n Pcb '− n Pa 'b ' − n Pac '− n Pbc '− n Pcc ' − n Pa 'c '− n Pb 'b − n Pc 'b − n Ppb − n Pb 'c − n Pc 'c − n Ppc − n Pb 'a ' − n Pc 'a '− n Ppa ' − n Pb 'b ' − n Pc 'b '− n Ppb ' − n Pb 'c '− n Pc 'c '− n Ppc '− n Pap − n ⎤ Pbp − n ⎥⎥ Pcp − n ⎥ ⎥ Pa ' p − n ⎥ Pb ' p − n ⎥ ⎥ Pc ' p − n ⎥ Ppp − n ⎥⎦ (7) Elementi matrice, uzevši u obzir utjecaj zemlje, mogu se odrediti primjenom metode zrcaljenja na temelju koje se dobivaju sljedeći izrazi za vlastite i međusobne potencijalne koeficijente: D (km/F) (8) P = 18 ⋅ 106 ln i 'i Pij − n = 18 ⋅ 106 ln Dii Di ' j (km/F) Dij Kad se zaštitno uže eliminira primjenom bloktransformacije dobiva se matrica 6. stupnja iz koje se inverzijom može odrediti matrica kapacitivnih koeficijenata. Njenim množenjem s kružnom frekvencijom dobiva se matrica poprečnih susceptancija dvaju paralelnih vodova s međusobnim kapacitivnim utjecajem. U slučaju prepletenog voda primjenjuje se sličan postupak simetriranja kao i kod određivanja uzdužnih impedancija voda. Množenjem matrice poprečnih susceptancija s matricama transformacije i njezinim inverznim matricama dobiva se, slično kao i za uzdužne impedancije, matrica simetričnih komponenti poprečnih admitancija dvostrukog voda [3]. III. IZGRADNJA NADZEMNIH VODOVA U UVJETIMA EKOLOŠKIH OGRANIČENJA I JAVNOG MIŠLJENJA Matrica simetričnih komponenti uzdužnih impedancija dvostrukog voda dobiva se na sljedeći način: (6). [Z ⎡ Paa − n ⎢P ⎢ ba − n ⎢ Pca − n [P] = ⎢⎢ Pa 'a −n ⎢ Pb 'a − n ⎢ ⎢ Pc 'a − n ⎢P ⎣ pa − n ii − n Veličina ρ u gornjim izrazima predstavlja specifični otpor zemlje, R1 jedinični otpor vodiča, DS vlastitu SGU vodiča, a Dij udaljenost između pojedinih vodiča na stupu. Kad se zaštitno uže eliminira primjenom blok-transformacije dobiva se matrica ekvivalentnih faznih vodiča stupnja [6×6] koja za slučaj potpuno prepletenog (simetriranog) voda ima sljedeći oblik (4): ⎡ Z s1 ⎢Z ⎢ m1 ⎢Z = ⎢ m1 ⎢ Z 1− 2 ⎢ Z 1− 2 ⎢ ⎢⎣ Z 1− 2 B. Poprečna impendancija Sličan postupak kao i u prethodnoj točki primjenjuje se i prilikom određivanja poprečnih admitancija dvostrukih vodova s međusobnim utjecajem. Pritom se odvod voda obično zanemaruje i polazi se od matrice potencijalnih koeficijenata dane izrazom: (6) Problematika uklapanja novih nadzemnih vodova u okoliš s minimalnim utjecajem na stanovništvo danas je izražena zbog podizanja svijesti o očuvanju okoliša. Mnoge druge industrije susreću se s optužbama za izravno ili neizravno sudjelovanje u zagađenju okoliša. Jasno je da nadzemni vodovi nisu potencijalno zagađujući za okoliš, ali njihovo vizualno uklapanje u okoliš uzrokuje protivljenje dijela populacije. Danas kad su poznati odnosi subjekata na samom tržištu električne energije odgovornost za izgradnjom novih vodova snosi operator prijenosnog sustava. Prilikom izgradnje vodova naponskih razina od 400 kV, 220 kV i 110 kV potrebno je provesti niz radnji koje zahtijevaju mišljenje javnosti i potrebne dozvole od lokalnih i državnih tijela. Rješavanje problematike zahtijeva sasvim novi pristup naprosto zato što inženjeri nisu specijalizirani za sva područja, stoga je potrebno formiranje timova s multidisciplinarnim znanjem. Posebnu problematiku u takvim projektima predstavljaju izbor trase dalekovoda i njegove tehničke karakteristike koje utječu na okoliš. Proceduru ishođenja potrebnih dozvola prilikom pripreme gradnje ili rekonstrukcije dalekovoda nećemo predstavljati jer ona ovisi o važećim zakonima i pravilnicima koji se mijenjaju. različitih dizajna i veličina u 3D prostoru. Danas postoje programski paketi koji omogućavaju brz i efikasan odabir potencijalnih ruta i uklapanje stupova u okoliš, te se na taj način projekt može brzo i jeftino predstaviti zainteresiranim stranama [6]. A. Odabir trase dalekovoda Prilikom odabira trase dalekovoda poželjno je da dokumenti budu dostupni široj javnosti. Ovakav dvostrani oblik komunikacije omogućuje iznošenje ciljeva investitora i problematike s kojom se susreću u procesu pripreme projekta u odnosu na mišljenje uključenih strana lokalne zajednice. Poželjno je ponajprije upoznati užu zajednicu na području gdje prolazi dalekovod, pa tek onda uputiti u javnu raspravu gotove prijedloge predviđenih trasa dalekovoda. Za svaku od predviđenih trasa potrebno je provesti potrebne detaljnije analize utjecaja na okoliš, ljude i gospodarsku zajednicu [4]. Opseg uključenih u javnu raspravu svakako bi trebao uključiti informacije o projektu (opće, tehničke, utjecaj na biljni i životinjski svijet itd.), održavanje prezentacija, intervjua, televizijske i radijske emisije i sl. Treba uključiti širu javnost koja na bilo koji način sudjeluje u tome, npr. lokalnu samoupravu, vlasnike zemljišta, razne akcije i “zelene“ organizacije, lokalno stanovništvo, medije, političare i druge koji stvaraju javno mišljenje. Ideja je da se otvori rasprava o predloženim trasama dalekovoda kako bi se zainteresirane strane u postupku usuglasile oko konačnog rješenja uvažavajući pritom razne argumente. Iskustvo je pokazalo da ovakav pristup unaprjeđuje sam projekt i podiže interes javnosti za ovakve projekte. Projekti ovog tipa imaju malu korist za lokalnu zajednicu. Imajući to u vidu, investitori su inicirali uređenje okoliša, sadnju šume, financiranje projekata očuvanja životinjskog svijeta i sl. Utjecaj odabira trase na područja gdje ljude žive, rade, provode slobodno vrijeme, turistički aktivno područje, područje od društvenog ili gospodarskog značenja treba uzeti u obzir s težinskim faktorima i individualnim pristupom pojedinom području. Oko pojedinačnih stupnih mjesta i stupova koji se grade na posjedima privatnih vlasnika bitno se usuglasiti sa samim vlasnikom s sklopu planiranja, izgradnje i održavanja radi smanjenja potencijalne štete koja može nastati prilikom izgradnje i održavanja dalekovoda. Izuzev svega navedenog postoje za neke nepremostive razlike kao što je izgled/dizajn stupova. Mnoge provedene studije su provedene koje su uključivale su i javno mnijenje oko izgleda stupova i njihovi su rezultati dale različita mišljenja tj. zaključak je bio da nema jedinstvenog izbora, već se za svaku dionicu individualno traže rješenja koja će zadovoljiti sve strane [5]. Razvojem tehnologije za svaku dionicu s specifičnim terenom može se vjerno prikazati i uklapanje stupova Električne veličine koje najviše utječu na okoliš jesu korona i elektromagnetska polja. Provedena su mnoga istraživanja čiji je cilj bio da se utvrdi stvarni utjecaj na buku, interferenciju s raznim telekomunikacijskim signalima, utjecajem na ljudsko zdravlje i sl. Svi takvi zahtjevi koji utječu na okolinu razmatraju se i predstavljaju polazišnu točku prilikom odabira tehničkih rješenja čiji je cilj zadovoljenje zakonskih obaveza [7], [8], [9]. − Buka Glavni su uzroci buke nastanak korone na vodičima i induciranje električnog polja pokraj samog voda. Na samu pojavu veliki utjecaj ima vlažnost u zraku, te za vrijeme kišnog i vlažnog vremena razina buke je znatno izraženija. Iz navedenog proizlazi da je nužno implementirati tehnička rješenja koja će smanjiti buke ili prilagoditi rutu dalekovoda kako bi se izbjegla mogućnost smetnje i iritacije lokalnog stanovništva. − Elektromagnetska kompatibilnost Nadzemni dalekovodi stvaraju visoke frekvencije koje mogu imati utjecaj na razne druge EM valove koji služe za komunikaciju. Statistička istraživanja koja su provedena nisu pokazala značajniji udio u broju prijavljenih slučajeva, ali se prilikom projektiranja tomu posvećuje pažnja radi izbjegavanja interferencije. U slučajevima kada nadzemni vodovi prolaze u blizini plinovoda, naftovoda, telekomunikacijskih kabela i sl. dolazi do induciranja napona i potrebno je poznatim metodama dodatno uzemljiti pojedine objekte [10]. − Utjecaj Elektromagnetskog polja (EMP) na zdravlje Kroz povijest je postojalo mnoštvo špekulacija oko utjecaja EMP-a na ljudsko zdravlje. Provedena istraživanja diljem svijeta nisu potvrdila povezanost raznih bolesti s EMP-om u blizini stanovništva. Zbog sve strožih zakonskih propisa koji točno definiraju iznose električnog i magnetskog polja prilikom projektiranja traže se kompaktnija rješenja i shodno tomu povećanje visine stupova. Prilikom javnih rasprava poželjno je upoznati javnost sa svim relevantnim podacima oko EMP-a, jer zbog slabe informiranosti i medijskih špekulacija dolazi do protivljenja javnosti. − Odabir užeta dalekovoda Prilikom odabira užeta treba uzeti u obzir prije navedene parametre. Potrebno je provesti proračunske, laboratorijske i ponekad testne dionice samog dalekovoda za dobru ocjenu zadovoljena traženih kriterija. Kriterije prilikom odabira vodiča možemo B. Karakteristike dalekovoda podijeliti u dvije grupe tehničke i ekološke kriterije. Tehnički kriteriji znatno su složeniji i većeg opsega te uključuju mehaničke i električne parametre koji ponekad mogu biti u suprotnosti, pa je potrebno naći kompromis koji zadovoljava većinu parametara. U studijama koje su se bavile određivanjem utjecaja buke dalekovoda na okoliš kao glavni uzrok tome naveden je odabir užeta. Mjerenjima i analizama više vrsta užadi može se odabrati uže koje ima manji iznos korone, te samim time proizvodi manje buke. Na isti način mjeri se interferencija i sl. pojave. − Odabir izolacije Odabir izolacijske opreme određuje se iznosima prenapona. Proračunom treba izračunati sklopne prenapone, privremene prenapone i atmosferske prenapone u svrhu određivanja potrebne razine izolacije dalekovoda. − Konstrukcija stupa Dizajniranje stupa dalekovoda zbog svega navedenog danas predstavlja izazov pa možemo naći različite oblike koji trebaju zadovoljiti različite kriterije. Stroge ekološke norme uklapanja dalekovoda i njihovo zauzimanje prostora danas zahtijevaju pozornost prilikom izrade stupova. Stupovi koji se predstavljaju u javnoj raspravi ponajprije moraju zadovoljiti kriterije otpornosti na vjetar i led, zadovoljiti sigurnosne visine, razmake i sl. Iskustva su pokazala da je teško zadovoljiti tehničke zahtjeve s vizualnim utjecajem na okoliš pa stoga je ponekad potrebno dalekovod razbijati na dionice od kojih su neke kablirane. IV. OPRAVDANOST IZGRADNJE/ REKONSTRUKCIJE NADZEMNIH VODOVA PRIMJENOM TEHNOLOGIJE KOMPAKTIRANJA Prilikom odabira primjene kompaktiranja prilikom izgradnje ili rekonstrukcije dalekovoda možemo primijeniti dva važna kriterija. Jedan od njih je da prilikom planiranja razvoja prijenosne mreže ili nemogućnosti probijanja nove trase govorimo sa strateškog aspekta rekonstrukcije dalekovoda. Jedan od čestih primjera takvog pristupa nastupa zbog starosti dalekovoda, kada je potrebno gledati razvoj mreže kroz sam životni vijek dalekovoda koji ovisno o opremi iznosi više od 40 godina. Tada je potrebno sa stajališta razvoja procijeniti da li postojeći vod opremiti s užadi većeg presjeka ili čak ići na višu naponsku razinu. Zbog svega prije navedenog u prethodnom poglavlju i stanja u mreži ponekad će se događati da tehno-ekonomska analiza neće pokazati ekonomsku isplativost gradnje. Drugi kriteriji prilikom primjene tehnologije kompaktiranja tehničke su prirode, te će biti opisani svaki zasebno: • povećanje sigurnosti kroz kriterij n-1, • smanjenje gubitaka • tranzit energije. A. Povećanje sigurnosti kroz kriterij n-1 Prilikom planiranja i vođenja prijenosnog sustava kriterij n-1 polazna je točka svih scenarija. U današnjim vremenima kada se na mrežu spajaju obnovljivi izvori, mijenja se sam karakter prijenosne mreže, ponajprije prijenosne mreže naponske razine 110 kV. Liberalizacija tržišta el. energije dovela je do veće dinamičnosti i iskorištenja kapaciteta prijenosne mreže. Sve zajedno za postojeću mrežu predstavlja problem pri vođenju sustava jer postojeći pravci predstavljaju usko grlo i u nekim slučajevima mora se odstupiti od kriterija n-1, što radi sigurnosti napajanje nikako nije poželjno. Rješenje problema nikada nije jedinstveno za identične probleme. U slučaju da planiranjem nije predviđeno rješenje i da je takvo stanje izazvano pojavama na koje se nije moglo utjecati potrebno je primijeniti privremene mjere kao što su: sekcioniranje mreže, smanjenje proizvodnje pojedinih elektrana, isključenje vodova i sl. Sve navedene mjere nisu preporučljive za trajni pogon te se stoga kroz planiranje treba pronaći rješenje za navedene probleme. Osiguranje kriterija n-1 može se provesti na sljedeći način: • Povećanjem prijenosne snage voda • Regulacijom tokovima snaga Povećanje prijenosne snage voda postiže se dizanjem na višu naponsku razinu, povećanjem presjeka užadi ili gradnjom novog dalekovoda. Za sve načine postoje ograničenja u prostoru te ako nije moguće izgraditi novi dalekovod, postojeći dalekovoda treba kompaktiranjem podići na višu naponsku razinu ili ugraditi užad većeg presjeka. Za sve navedene načine treba uzeti u obzir trošak izgradnje i tehno-ekonomsku opravdanost, jer se zbog specifičnih proizvodnih jedinica ne može očekivati isplativost svih projekata. Regulacija tokovima snage vrši se ugradnjom transformatora s poprečnom regulacijom po mogućnosti regulacije uzdužne/poprečne pod teretom. Postoje i drugi uređaji koji se temelje na energetskoj elektronici koji vrše više funkcija odjednom. Nijedan od spomenutih uređaja nije predmet ovog rada, pa neće biti uzeti u razmatranje. B. Smanjenje gubitaka Gubitci na dalekovodima sastoje se od prevladavajućeg dijela djelatnih gubitaka ovisnih o opterećenju, te od manjeg dijela tehnoloških gubitaka koji ne ovise o opterećenju. Procjenjuje se da su djelatni gubitci od 10 do 20 puta veći od tehnoloških te nije potrebno posebno razmatrati tehnološke gubitke. Djelatni gubitci izravno su povezani s presjekom vodiča, te se za dvostruko veći presjek gubitci smanjuju za 50%. Povećanjem presjeka vodiča dodatno se opterećuju postojeći stupovi, pa je samim time statičko opterećenje ograničavajući faktor prilikom povećanja presjeka vodiča i njegove ukupne mase. Opravdanost ugradnje užadi većeg presjeka na postojeće vodove ovisi o više parametara od kojih je najvažniji cijena el. energije na tržištu koja se kratkoročno ili dugoročno može kupiti, a predviđena je za gubitke u prijenosnoj mreži. Drugi važan parametar koji treba uzeti u obzir jest godišnja iskorištenost dalekovoda i maksimalno opterećenje, te se na temelju toga određuje potrebe za povećanjem presjeka užadi. Neizravan učinak ovakvih projekata jest povećanje prijenosne moći pojedinih pravaca i povećanje sigurnosti kroz kriterij n-1. C. Tranzit energije Implementacijom kompaktiranih rješenja i ugradnjom užadi većeg presjeka osim uštede u gubitcima i povećanja sigurnosti prijenosne mreže, dalekovodima bi se prenosila energija unutar Europske unije, te ostvarila značajna dobit zbog mogućnosti povećanja tranzita električne energije. Najpovoljniji ekonomski učinak postigao bi se proračunima u kojima je potrebno uzeti u obzir mehanizme koji pokrivaju trošak na prijenosnoj mreži koje nastaju uslijed prisustva prekograničnih tokova. V. PRIMJENA KOMPAKTIRANIH VODOVA U SVIJETU Klasični dalekovodi imaju provjerena konstrukcijska rješenja i materijale, veliku pouzdanost, iskustvo prilikom gradnje, poznati životni vijek, postojeće standardizirane norme, projektantska rješenja, usavršene proračunske algoritmi i softverske alate. Zbog svega navedenog dalekovodi se u hrvatskoj prijenosnoj mreži ponajprije izvode kao klasični. Prije navedena problematika klasičnih dalekovoda podrazumijeva dosegnute limite koridora (širina trase i visina objekta), gabarite voda i tehničke karakteristike (dielektrična rješenja glava stupova, induktivitet vodova, jakost električnog i magnetskog polja) koji ne zadovoljavaju već nabrojane zahtjeve prilikom gradnje. Zbog svega navedenog, kao i zbog ograničenja klasične vodove teško je uklopiti u prostor zbog neprimjerenih ekoloških rješenja, nemogućnosti zadovoljenja zakonske regulative i povećanja troškova izgradnje dalekovoda. Novim pristupom za cilj ima traženja naprednijih rješenja prilikom gradnje i razvoja novih tehnologija kojima moraju zadovoljiti ponajprije energetske ciljeva uz ograničavajuće faktore zaštite okoliša. Razvojem konstrukcijskih, vodljivih i izolacijskih materijala dalekovoda omogućila se primjena kraćih izolacijskih konzola koje smanjuju gabarite stupova uz zadovoljenje dielektrične čvrstoće. U mnogim razvijenim ekološki osviještenim zemljama koje su prilikom ostvarivanja novih ili rekonstrukcije postojećih energetskih pravaca državna nadležna tijela operatorima mreža uvjetuju na koji će način će biti izgrađeni dalekovodi. Takav pristup pred inženjere ponekad stavlja izazove koji još nisu primijenjeni u praksi [11]. Izgradnja novih vodova za neka područja nije moguća te se postojeći dalekovodi rekonstruiraju tako da se prelazi na veću naponsku razinu uz zadovoljene građevinskih (statike stupova) i električnih propisa. Isto tako, upotrebom novih visokotemperaturnih vodiča koja umjesto čelika imaju kompozitnu jezgru bez povećanja presjeka značajno se povećava prijenosna moć dalekovoda. Rekonstrukcijom postojećih vodova na način da se dižu na višu naponsku razinu ili zamjenom užadi novije generacije investitor odgađa gradnju novih objekata i značajno smanjuje troškove gradnje, održavanja i gubitaka u pogonu. Nedostatci kompaktiranih vodova s visokotemperaturnim vodičima jesu iskustvo i alati pri projektiranju, izgradnji i pogonu te manjkavost postojećih normativa koje ne pokrivaju sva tehnička rješenja [12]. Danas u svijetu sve visokorazvijene zemlje već imaju implementirane kompaktirane vodove diljem svoje prijenosne mreže. Treba napomenuti da su razvoj i implementacija je tekli postupno, te je prvi kompaktirani dalekovod dužine 0,5 milja, 138 kV izgrađen 1973. u SADu u državi New York u svrhu testiranja i ispitivanja. U EU je prvi kompaktirani dalekovod od 400 kV s pokretnim konzolama izgrađen 1998. god. u Švicarskoj. U Europi se kompaktirani vodovi grade u većini zemalja (V. Britanija, Njemačka, Francuska, Italija, Španjolska, Poljska itd.). U Kini je prvi 220 kV kompaktirani dalekovod dužine 23,4 km pušten u pogon 1994., a pet godina kasnije godine 1999., prvi 500 kV kompaktirani dalekovod dužine 82,5. Prvotno je sagrađen testni dalekovod dužine 1 km, na kojem su vršena razna električna ispitivanja. Nakon računskih analiza, mjerenja i višegodišnjeg pogonskog iskustva ustanovljeno je sljedeće [13]: - prirodna snaga voda je povećana je za 34% bez povećanja ukupnog presjeka užadi, - smanjen je koridor za 17,9 m, a troškovi izgradnje manji su za 22% po instaliranoj snazi, - EM polja manjeg su iznosa u odnosu na konvencionalni dalekovod. Operatori prijenosnog sustava zbog zadovoljenja javnog mnijenja i ekoloških normi dužni su u svojim planovima detaljno obrazložiti gradnju dalekovoda za potrebe razvoja prijenosne mreže uz odobrenje nadležnih institucija (agencija). U tržišnim uvjetima između više interesnih strana (vlasnika, državnih tijela i sl.) investicijski objekti moraju zadovoljiti interne i međunarodne standarde, europske direktive i preporuke uz primjenu suvremene tehnologije. Prema svemu navedenom za može se očekivati da će izgradnja kompaktiranih vodova će sigurno zauzimati sve veći udio u gradnji dalekovoda u budućnosti. VI. PRIMJENA NEURONSKIH MREŽA U IMPLEMENTACIJI KOMPAKTIRANIH VODOVA Primjena neuronskih mreža u analizi EES-a predstavlja alat kojim se poboljšava prepoznavanje uzroka raznih pogonskih pojava. Usavršavanjem neuronskih mreža postiže se predviđanje potreba za razvojem prijenosne mreže te na taj način optimiranjem prijenosne mreže. Pri svakom planiranju izuzetno je važno definirati ciljeve i sredstva kojima to možemo ostvariti. Ulazni podaci prema kojima se vrši planiranje dobivaju se uzimanjem potrebitih uzoraka kroz neko povijesno razdoblje. Prema svemu navedenom potrebno je detaljno klasificirati kriterije prema kojima će se primjenjivati neuronske mreže [14], [15]. A. Predviđanje S ekonomskog i tehničkog stajališta za ostvarivanje ušteda u investicijskim projektima nužno je točno predviđati uštede kroz tehničke i novčane vrijednosti. Zbog karaktera energetike predviđanja su isključivo dugoročna, stoga je nesigurnost velika. Danas tržište osim što je otvorenog tipa izrazito ovisi o političkim smjernicama razvoja energetike, pa se u nekim slučajevima projekti vrednuju isključivo prema strateškom interesu bez obzira na tehničke i ekonomske pokazatelje. Predviđanja u razvoju prijenosne mreže ovise o predviđanju proizvodnje i potrošnje. U planovima razvoja prijenosne mreže koji se upravo donose na temelju zahtjeva investitora za priključenjem elektrana, zahtjeva kupaca i predviđanja porasta potrošnje potrebno je izgradit nove priključke ili rekonstruirati postojeće. Način na koji je moguće priključiti nove korisnike ili poboljšati postojeće veze jest povećanje prijenosne moći ili dizanje postojećih dalekovoda na višu naponsku razinu. Oba rješenja predstavljaju izazove u današnjim uvjetima, tako da će se primjenom tehničkih rješenja će se uzeti u obzir implementacija kompaktiranih vodova [16]. VII. Primjena neuronskih mreža u svrhu predviđanja implementacije kompaktiranih vodova pruža mogućnost za kvalitetnije planiranje izgradnje prijenosne mreže i njezino optimiranje u pogonu. Postavke kod formiranja neuronske mreže mogu bitno utjecati na rad i dobivene rezultate te se pravilnim optimiranjem parametara mogu dobiti kvalitetniji rezultati. Zbog složenosti ulaznih podataka poželjno je imati više neuronskih mreža, tj. za svaku cjelinu zasebnu neuronsku mrežu. Za potvrdu rezultata potrebno je provesti različite analize i koristiti određena ograničenja s obzirom na kompleksnost pojedinih područja. Zbog svega navedenog potrebno je točno definirati područje prijenosne mreže koje će se razmatrati i koje sve navedene parametre uzeti u obzir prilikom proračuna. VIII. [1] [2] [3] [4] [5] B. Smanjenje gubitaka Operatori prijenosnog sustava danas imaju implementirane SCADA sustave, te je pomoću dostupnih podataka moguće ustanoviti opterećenja, iskoristivost, broj ispada i sl. cijele prijenosne mreže. Upotrebom neuronskih mreža moguće je prepoznavanje karakterističnih točaka u mreži koje ispunjavaju kriterije za implementaciju novih tehnologija čiji je cilj smanjenje djelatnih gubitaka u prijenosnoj mreži [17]. C. Ekonomsko optimiranje Problematika ekonomskog optimiranja jest vremensko razdoblje koje se uzima u razmatranje. Glavna je zadaća ekonomskog optimiranja minimiziranje troškova. Optimiranje korištenja komponenti prijenosne mreže ovisi o njihovoj raspoloživosti i o samim ograničenjima mreže i komponenti. D. Sigurnosti opskrbe Dvije osnovne funkcije operatora prijenosnog sustava jesu sigurnost opskrbe i kvaliteta električne energije. Isporuka električne energije korisnicima u propisanim iznosima mora se obaviti na siguran i pouzdan način. Najčešće se analiziraju statička i dinamička stabilnost. Korištenjem neuronskih mreža moguće je u fazi planiranja donositi kvalitetnija tehnička rješenja s obzirom na prikupljene podatke [18]. ZAKLJUČAK [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] LITERATURA I. Pavić: „Proračun tokova snaga u nesimetričnom trofaznom sistemu”, mag. rad, Zagreb 1992. M. Ožegović, K.Ožegović: „Električne energetske mreže I-V“, Split 1996. G. Mirošević, F. Vidaković: „Projektiranje, građenje i održavanje dalekovoda“, Zagreb 2008. C.O. Luain, A. Corcoran: „Transmission line route selection procedures for minimal environmental imapct in Ireland”, CIGRE 1996. J.B. Kim, S.B. Cho, D.I. Lee, E.B. Shim: „Route selection and design of 765 kV transmission line considering enviromental constrains and public hearing”, CIGRE 1996. C. Lomas, R.L. Jackson, G.A. Speed: „Integrating overhead lines into an environmentally sensitive world”, CIGRE 1996. Dalekovod d.d.: „Pretvorba kompaktiranjem u dalekovod 400 kV Konjsko-Brinje-Tumbri” – Idejno rješenje I etapa, Zagreb 2001. Dalekovod d.d.: „Pretvorba kompaktiranjem u dalekovod 400 kV Konjsko-Brinje-Tumbri” – Idejno rješenje II etapa, Zagreb 2001 Enconet d.o.o.: „Provjera osnovnih električnih I mehaničkih parametara i svojstva odabranih glava pri pretvorbi DV 220 kV Konjsko-Brinje-Mraclin u DV 400 kV” – Studija, Zagreb 2000. G. Henning, A. Eriksson, U. Jonsson: „Compacted overhead lines with low magnetic fields”, CIGRE 1996. T. Fancev, D. Grgić: „Nove tehnologije u izvedbama nadzemnih vodova”, Zagreb 2007. Brian J. Pierre, G.T. Heydt: „Increased ratings of overhead transmission circuits uging HTLS and compact designs”, 2012. Grupa autora: „Test on the first 500 kV compact transmission line in China“, Beijing 2000. S. Lončarić, „Neuronske mreže“, predavanja, http://nm.zesoi.fer.hr M. Tarafdar Haque, A.M. Kashtiban, „Application of Neural Networks in Power Systems; A Review“, World Academy of Science, Engineering and Technology 6 2005. V. Holkar, D. Masand: „Power flow analysis of RDS by artificial network technique“, www.iosrjournals.org 2012. M. Syai’in, A. Soeprijanto : “Neural network optimal power flow based on IPSO with Developed Load Cluster Method”, Wolrd academy of Science, Engineering and Technology 2012. C.V. Gopala Kristhna Rao, V. BapiRaju, G. Ravindranath: „Fuzzy load modeling and load flow study using radial basis function“, Journal of theoretical and applied information technology, 2009.