The article is dedicated to the study of random parameters describing the processes of electric energy consumption in power systems of different levels of localization. The objective of this research is to construct the mathematical model that adequately describes consumption modes as random processes. As experimental studies, we statistically processed the data on energy consumption of several settlements, regional and integrated energy systems of Ukraine for 2015-2017. The results obtained were used as the base for developing and testing the mathematical models. To achieve this goal, representations of the model parameters as random variables were used, and the results of simulation were compared with experimental data. The scatter of drift values is generally greater than volatility. When a group of consumers is combined or the size of the local power system increased, the spread of parameters expectedly decreases. The most significant result of the research is establishment of probability distribution laws for the parameters of the process of electric energy consumption. For the indicator of volatility, it can be considered as Gaussian. The drift index is well described by the Weibull distribution. We estimated the size of a random sampling of experimental data needed to obtain statistically stable results. Significance of the obtained results consists in establishing the degree of consistency of the actual data and random implementations of the simulation model, which proves adequacy of the proposed mathematical model and makes it possible to assess the real uncertainty of the process of balancing the power system.

Articolul este dedicat studiului parametrilor aleatori care descriu procesele consumului de energie electrică în sistemele energetice de diferite niveluri de localizare. Scopul constă în elaborarea unui model matematic care să descrie în mod adecvat regimurile de consum care sunt procese aleatorii, iar obiectul studiului îl constituie caracterul stohastic al parametrilor modelului matematic, cum ar fi influența derivației și volatilității indicatorii asupra preciziei prezentării balanței energetice în sistemul energetic local, ținând cont de schimbarea reală a regimurilor de consum în timp și nivelul diferit de integrare a consumatorilor sau a grupurilor de consumatori în rețeaua electrică. Studiile experimentale au constat în achizarea datele inițiale privind consumul de energie al mai multor așezări, în sistemul energetic regional și sistemului unificat al Ucrainei pentru anii 2015-2017 în baza cărora au fost elaborate și testate modele matematice ale obiectului investigat. Pentru a atinge acest obiectiv, parametrii modelului au fost prezentate variabile (în acest caz, aleatorii), iar rezultatele simulării matematice au fost comparate cu datele experimentale. Ca rezultat semnificativ al lucrării se consideră stabilirea legilor distribuției probabilităților parametrilor procesului de consum a energiei electrice. S-a estimat dimensiunea unui eșantion aleatoriu de date experimentale necesare pentru a obține rezultate statistice stabile, care este de cel puțin douăzeci de zile consecutive. Semnificația rezultatelor obținute constă în stabilirea gradului de corespundere a datelor reale și a rezultatelor aleatorii obținute în baza modelului de simulare conform metodei Monte Carlo, care indică adecvarea modelului matematic propus și face posibilă evaluarea incertitudinii reale a procesului de echilibrare a sistemului de alimentare.

Статья посвящена исследованию случайных параметров, описывающих процессы потребления электрической энергии в энергосистемах разного уровня локальности. Целью данной работы является построение математической модели, адекватно описывающей режимы потребления как случайные процессы, а предметом исследования - влияния стохастичности таких параметров математической модели, как показатели сноса и волатильности, на точность представления энергетического баланса в локальной энергосистеме, с учетом реального изменения режимов потребления во времени и различных уровней интеграции потребителей или групп потребителей. В качестве экспериментальных исследований были собраны и статистически обработаны исходные данные о энергопотреблении нескольких населенных пунктов, региональной и объединенной энергосистемы Украины за 2015-2017 годы, по результатам которых разработаны и апробированы математические модели. Для достижения поставленной цели использовались представления параметров модели как переменных (в данном случае случайных) величин, а результаты имитационного моделирования сравнивались с экспериментальными данными. Отмечено, что разброс значений сноса в целом больше, чем волатильности. При объединении группы потребителей или увеличении размера локальной энергосистемы разброс параметров ожидаемо уменьшается. Наиболее существенным результатом работы является установление законов распределения вероятности для параметров процесса потребления электрической энергии. Для показателя волатильности его можно считать Гауссовым. Показатель сноса достаточно точно описывается распределением Вейбулла. Характер распределения случайных значений параметров модели потребления для крупной энергосистемы аналогичен тому, который наблюдался для отдельных населенных пунктов. Оценен размер случайной выборки экспериментальных данных, необходимый для получения статистически устойчивых результатов, он составляет не меньше двадцати последовательно взятых суток. Значимость полученных результатов состоит в установлении степени соответствия фактических данных и случайных реализаций имитационной модели по методу Монте-Карло, что свидетельствует об адекватности предложенной математической модели и дает возможность оценить реальную неопределенность процесса балансирования энергосистемы