ZAJIŠTĚNÍ PORUCHOVÉ SLUŢBY PRO LIKVIDACI PORUCH NA ZAŘÍZENÍ DISTRIBUČNÍ SOUSTAVY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV ELEKTROENERGETIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF ELECTRICAL POWER ENGINEERING ZAJIŠTĚNÍ PORUCHOVÉ SLUŢBY PRO LIKVIDACI PORUCH NA ZAŘÍZENÍ DISTRIBUČNÍ SOUSTAVY BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR RENÉ VÁPENÍK BRNO 2007

LICENČNÍ SMLOUVA POSKYTOVANÁ K VÝKONU PRÁVA UŢÍT ŠKOLNÍ DÍLO uzavřená mezi smluvními stranami: 1. Pan Jméno a příjmení: René Vápeník Bytem: Komenského 416, 261 01 Příbram VII Narozen/a (datum a místo): 31.5.1971 v Příbrami (dále jen autor ) 2. Vysoké učení technické v Brně Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, se sídlem Údolní 244/53, 602 00 Brno, a jejímţ jménem jedná na základě písemného pověření děkanem fakulty: doc. Ing. Čestmír Ondrůšek, CSc. (dále jen nabyvatel ) Čl. 1 Specifikace školního díla 1. Předmětem této smlouvy je vysokoškolská kvalifikační práce (VŠKP): disertační práce diplomová práce bakalářská práce jiná práce, jejíţ druh je specifikován jako... (dále jen VŠKP nebo dílo) Název VŠKP: Vedoucí/ školitel VŠKP: Ústav: Zajištění poruchové sluţby pro likvidaci poruch na zařízení distribuční soustavy Ing. Michal Chmela, Ph.D. Ústav elektroenergetiky Datum obhajoby VŠKP: 19.6.2007 VŠKP odevzdal autor nabyvateli v * : tištěné formě počet exemplářů.. elektronické formě počet exemplářů.. * hodící se zaškrtněte

2. Autor prohlašuje, ţe vytvořil samostatnou vlastní tvůrčí činností dílo shora popsané a specifikované. Autor dále prohlašuje, ţe při zpracovávání díla se sám nedostal do rozporu s autorským zákonem a předpisy souvisejícími a ţe je dílo dílem původním. 3. Dílo je chráněno jako dílo dle autorského zákona v platném znění. 4. Autor potvrzuje, ţe listinná a elektronická verze díla je identická. Článek 2 Udělení licenčního oprávnění 1. Autor touto smlouvou poskytuje nabyvateli oprávnění (licenci) k výkonu práva uvedené dílo nevýdělečně uţít, archivovat a zpřístupnit ke studijním, výukovým a výzkumným účelům včetně pořizovaní výpisů, opisů a rozmnoţenin. 2. Licence je poskytována celosvětově, pro celou dobu trvání autorských a majetkových práv k dílu. 3. Autor souhlasí se zveřejněním díla v databázi přístupné v mezinárodní síti ihned po uzavření této smlouvy 1 rok po uzavření této smlouvy 3 roky po uzavření této smlouvy 5 let po uzavření této smlouvy 10 let po uzavření této smlouvy (z důvodu utajení v něm obsaţených informací) 4. Nevýdělečné zveřejňování díla nabyvatelem v souladu s ustanovením 47b zákona č. 111/ 1998 Sb., v platném znění, nevyţaduje licenci a nabyvatel je k němu povinen a oprávněn ze zákona. Článek 3 Závěrečná ustanovení 1. Smlouva je sepsána ve třech vyhotoveních s platností originálu, přičemţ po jednom vyhotovení obdrţí autor a nabyvatel, další vyhotovení je vloţeno do VŠKP. 2. Vztahy mezi smluvními stranami vzniklé a neupravené touto smlouvou se řídí autorským zákonem, občanským zákoníkem, vysokoškolským zákonem, zákonem o archivnictví, v platném znění a popř. dalšími právními předpisy. 3. Licenční smlouva byla uzavřena na základě svobodné a pravé vůle smluvních stran, s plným porozuměním jejímu textu i důsledkům, nikoliv v tísni a za nápadně nevýhodných podmínek. 4. Licenční smlouva nabývá platnosti a účinnosti dnem jejího podpisu oběma smluvními stranami. V Brně dne:... Nabyvatel Autor

Bibliografická citace práce: VÁPENÍK, R. Zajištění poruchové sluţby pro likvidaci poruch na zařízení distribuční soustavy. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2007, 86 stran. Prohlašuji, ţe jsem svou bakalářskou práci vypracoval samostatně a pouţil jsem pouze podklady (literaturu, projekty, SW atd.) uvedené v přiloţeném seznamu. Zároveň bych na tomto místě chtěl poděkovat vedoucímu diplomové práce Ing. Michalovi Chmelovi, Ph.D. za cenné rady a připomínky k mé práci.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Ústav elektroenergetiky Bakalářská práce Zajištění poruchové sluţby pro likvidaci poruch na zařízení distribuční soustavy René Vápeník vedoucí: Ing. Michal Chmela, Ph.D. Ústav elektroenergetiky, FEKT VUT v Brně, 2007 Brno

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Faculty of Electrical Engineering and Communication Department of Electrical Power Engineering Bachelor s Thesis Assuring the Emergency Service for the Clearance of Faults of Distribution Network Equipment by René Vápeník Supervisor: Ing. Michal Chmela, Ph.D. Brno University of Technology, 2007 Brno

Abstrakt 9 ABSTRAKT Předmětem bakalářské práce je řešení problematiky stanovení rozsahu a způsobu zajištění poruchové sluţby pro likvidaci poruch v distribuční soustavě. Základem je statistické zpracování dat o mimořádných událostech v distribuční části energetické soustavy v napěťových hladinách nízkého napětí 0,4 kv a vysokého napětí 22 kv v regionu Středočeského kraje. Toto statistické zpracování je provedeno z místního a časového hlediska s přihlédnutím na poţadavky legislativy České republiky. Součástí bakalářské práce je definice kalamity. Dále stanovuje, které vlivy mají význam pro následné zpracování a jsou podstatné pro další posuzovaní dané problematiky a které naopak jsou nevýznamné. Pro stanovení rozsahu a způsobu řešení zajištění poruchové sluţby byl vytvořen matematický model vyuţívající teorie front. KLÍČOVÁ SLOVA: poruchová sluţba; likvidace poruch; distribuční soustava; teorie front.

Abstract 10 ABSTRACT The objective of this work is to describe the solution to the problems of determining the extent and methods of assuring emergency service for the clearance of faults in the distribution system. The statistical analysis of data concerning emergency events in the distribution part of the power system at 0.4 kv low voltage and 22 kv medium voltage levels in the Central Bohemian region form the basis of the work. This statistical analysis is performed according to territorial and time viewpoints with respect to the Czech legislation requirements. The work includes a definition of calamity and determines both the factors that are important for subsequent processing and significant for the further assessing of the problem and the factors that are meaningless. To find the extent of emergency service and methods for its assuring, a mathematical model based on the queueing theory was created. KEY WORDS: Emergency service; clearance of faults; distribution network; queueing theory.

Seznam obrázků 11 SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 2-1 Graf vývoje počtu poruch a počtu pohotovostních míst... 20 Obr. 4-1 Snímek obrazovky MIMSu evidence hlášenek událostí... 21 Obr. 4-2 Snímek obrazovky MIMSu detail časových údajů evidovaných k hlášence události... 22 Obr. 4-3 Klad a označení mapových listů základní mapy středního měřítka... 24 Obr. 4-4 Systém dělení základní mapy středního měřítka... 24 Obr. 4-5 Postup dělení mapových listů základní mapy středního měřítka... 24 Obr. 5-1 Histogram pravděpodobnosti vzniku událostí nn dle hodiny vzniku nebo ohlášení... 32 Obr. 5-2 Histogram pravděpodobnosti vzniku událostí vn dle hodiny vzniku... 32 Obr. 5-3 Histogram pravděpodobnosti vzniku událostí nn dle dne v týdnu... 33 Obr. 5-4 Histogram pravděpodobnosti vzniku událostí vn dle dne v týdnu... 33 Obr. 5-5 Polygon relativních četností dle typu mimořádných událostí a dne vzniku události... 35 Obr. 5-6 Polygon relativních četností dle typu vybraných mimořádných událostí a dne vzniku události... 35 Obr. 5-7 Polygon relativních četností dle typu mimořádných událostí a času vzniku události... 38 Obr. 5-8 Polygon relativních četností vybraných mimořádných událostí dle typu a času vzniku události... 39 Obr. 5-9 Histogram pravděpodobnosti vzniku událostí nn dle měsíce... 40 Obr. 5-10 Histogram pravděpodobnosti vzniku událostí vn dle měsíce... 41 Obr. 6-1 Histogram pravděpodobnosti vzniku událostí nn dle hodiny vzniku nebo ohlášení... 43 Obr. 6-2 Histogram pravděpodobnosti vzniku událostí vn dle hodiny vzniku... 43 Obr. 6-3 Histogram pravděpodobnosti vzniku událostí nn dle dne v týdnu... 44 Obr. 6-4 Histogram pravděpodobnosti vzniku událostí vn dle dne v týdnu... 44 Obr. 6-5 Histogram pravděpodobnosti vzniku událostí nn dle měsíce... 45 Obr. 6-6 Histogram pravděpodobnosti vzniku událostí vn dle měsíce... 46 Obr. 6-7 Histogram pravděpodobností vzniku poruchy pojistky zákazníka dle délky trvání... 48 Obr. 6-8 Graf distribuční funkce pravděpodobnosti vzniku poruchy pojistky zákazníka dle délky trvání... 48 Obr. 6-9 Histogram pravděpodobností vzniku poruchy na zařízení nn dle délky trvání... 50 Obr. 6-10 Graf distribuční funkce pravděpodobnosti vzniku poruchy na zařízení nn dle délky trvání... 50 Obr. 6-11 Histogram pravděpodobností vzniku poruchy na zařízení vn dle délky trvání... 52 Obr. 6-12 Graf distribuční funkce pravděpodobnosti vzniku poruchy na zařízení vn dle délky trvání... 52 Obr. 8-1 Graf dostupnosti zaměstnanců v nepřetržitém směnovém režimu... 61

Seznam obrázků 12 Obr. 8-2 Graf dostupnosti zaměstnanců v jednosměnném provozu... 62 Obr. 8-3 Graf dostupnosti zaměstnanců v dvousměnném provozu... 63 Obr. 8-4 Graf mzdových nákladů pro jednotlivé varianty zajištění pohotovostní služby... 65 Obr. 8-5 Histogram pravděpodobnosti vzniku událostí nn v členění dle 8 hodinových časových úseků vzniku... 66 Obr. 8-6 Histogram pravděpodobnosti vzniku událostí vn v členění dle 8 hodinových časových úseků vzniku... 67 Obr. 9-1 Graf doby čekání na vyřízení požadavku v závislosti na počtu obslužných míst... 73 Obr. 9-2 Graf doby čekání na vyřízení požadavku v závislosti na počtu obslužných míst pro N=100, λ=26, μ=1,01... 73 Obr. 9-3 Graf doby čekání na vyřízení požadavku v závislosti na počtu obslužných míst pro N=50, λ=13, μ=0,51... 74 Obr. 9-4 Graf doby čekání na vyřízení požadavku v závislosti na počtu obslužných míst pro N=100, λ=26, μ=0,51... 74 Obr. 9-5 Graf doby čekání na vyřízení požadavku v závislosti na počtu obslužných míst pro N=100, λ=26, různé μ... 75 Obr. 9-6 Graf doby čekání na vyřízení požadavku v závislosti na počtu obslužných míst pro N=100, různé λ, μ=0,51... 75

Seznam tabulek 13 SEZNAM TABULEK Tab. 2-1 Dlouhodobý vývoj počtu poruch a počtu pohotovostních míst... 19 Tab. 4-1 vznik a příklad označení mapového listu Základní mapy středního měřítka... 25 Tab. 4-2 Příklad kladu mapových listů mapy 1:10000... 25 Tab. 4-3 Počty částí obcí v jednotlivých mapových čtvercích... 26 Tab. 5-1 Počet evidovaných událostí... 29 Tab. 5-2 Počet mimořádných událostí v jednotlivých letech... 29 Tab. 5-3 Počet mimořádných událostí dle typu a napětí... 29 Tab. 5-4 Počet vybraných mimořádných událostí... 30 Tab. 5-5 Počet událostí dle hodiny vzniku nebo ohlášení... 31 Tab. 5-6 Počet událostí dle dne vzniku... 33 Tab. 5-7 Počet mimořádných událostí v členění dle typů a dne vzniku... 34 Tab. 5-8 Relativní četnost mimořádných událostí v členění dle typů a dne vzniku... 34 Tab. 5-9 Počet mimořádných událostí dle typu a hodiny vzniku... 36 Tab. 5-10 Relativní četnost mimořádných událostí dle typu a hodiny vzniku... 37 Tab. 5-11 Počet mimořádných událostí dle měsíce vzniku... 40 Tab. 6-1 Počet mimořádných událostí... 42 Tab. 6-2 Počet mimořádných událostí dle hodiny vzniku nebo ohlášení... 42 Tab. 6-3 Počet mimořádných událostí dle dne vzniku... 44 Tab. 6-4 Počet mimořádných událostí dle měsíce vzniku... 45 Tab. 6-5 Přehled vybraných standardů dle vyhlášky č. 540/2005 Sb... 47 Tab. 6-6 Počet mimořádných událostí typu poškozená pojistka zákazníka dle délky trvání... 47 Tab. 6-7 Počet mimořádných událostí na zařízení nn dle délky trvání... 49 Tab. 6-8 Počet mimořádných událostí na zařízení vn dle délky trvání... 51 Tab. 6-9 Přehled plnění vybraných standardů dle vyhlášky č. 540/2005 Sb.... 53 Tab. 6-10 Přehled časových limitů 95% plnění vybraných standardů dle vyhlášky č. 540/2005 Sb.... 53 Tab. 6-11 Prostorové rozložení kumulativního počtu poruch na zařízení nn v jednotlivých mapových čtvercích.... 54 Tab. 6-12 Prostorové rozložení relativní četnosti 10-3 počtu poruch na zařízení nn v jednotlivých mapových čtvercích.... 54 Tab. 6-13 Počet dní výskytu určitého počtu poruch na zařízení nn... 56 Tab. 6-14 Počet dní výskytu určitého intervalu počtu poruch na zařízení nn... 57 Tab. 6-15 Počet dní výskytu určitého počtu poruch na zařízení vn... 57

Seznam tabulek 14 Tab. 6-16 Počet dní výskytu určitého intervalu počtu poruch na zařízení vn... 58 Tab. 6-17 Počet událostí překračující hladinu významnosti... 58 Tab. 6-18 Výčet dní, kdy došlo k výraznému překročení poruch na zařízení nn... 58 Tab. 6-19 Výčet dní, kdy došlo k výraznému překročení poruch na zařízení vn... 59 Tab. 6-20 Výčet dní, kdy došlo k výraznému překročení poruch s uvedením směru a síly větru... 59 Tab. 8-1 Výpočet ročních mzdových nákladů různých variant řešení pohotovostní služby... 65 Tab. 9-1 Ukázka matematického modelu vstupní údaje... 70 Tab. 9-2 Ukázka matematického modelu vypočtené údaje... 71 Tab. 10-1 Porovnání variant s vyčíslením celkových nákladů... 77

Seznam symbolů a zkratek 15 SEZNAM SYMBOLŮ A ZKRATEK c počet obsluţných míst zaměstnanců připravených k odstraňování poruch c(v i ) četnost hodnot v i K NS příplatek za nepřetrţitý směnový reţim [Kč.hod.-1] K OS příplatek za odpolední směnu [Kč.hod.-1] K PN příplatek za práci v noci [Kč.hod.-1] K PP odměna za pracovní pohotovost v pracovní dny[kč.hod.-1] K PV odměna za pracovní pohotovost v mimopracovní dny [Kč.hod.-1] K T měsíční tarifní mzda zaměstnance [Kč.měsíc-1] L q očekávaný počet poruch ve frontě N - maximální dovolený (uvaţovaný) počet poruch v systému, velikost vstupního proudu n počet vzorků n hn počet hodin odpracovaných v době od 22:00 do 6:00 n ho počet hodin odpracovaných v době od 14:00 do 22:00 N M mzdové náklady [Kč.rok-1] n mp počet mimopracovních dní v roce N O mzdové náklady na odměny za pracovní pohotovost [Kč.rok-1] N P mzdové náklady na příplatky [Kč.rok-1] n pd počet pracovních dní v roce n pp počet hodin pohotovosti v pracovní den N T mzdové náklady na tarifní mzdu [Kč.rok-1] n z počet zaměstnanců p j kumulativní relativní četnost p 0 pravděpodobnost, ţe v systému (=frontě+obsluze) není ţádná porucha p N - pravděpodobnost, ţe v systému (=frontě+obsluze) je právě maximální počet poruch p(v i ) relativní četnost hodnoty v i W q očekávaná doba čekání na vyřízení poţadavku, doba strávená poruchou ve frontě - parametr ustáleného stavu λ - průměrný počet poruch přišlých do fronty za jednotku času λ eff - tempo příchodů μ - parametr tempa obsluhy

Seznam symbolů a zkratek 16 ČSÚ Český statistický úřad DS distribuční soustava DŘT dispečerská řídící technika ELM elektroměrová sluţba ERÚ Energetický regulační úřad HDO hromadné dálkové ovládání GD - nespecifikovaný typ fronty (general discipline) MIMS technický informační systém nn nízké napětí PPS provoz a poruchová sluţba RD rajónní dispečink ÚD - údrţba ÚIR územně identifikační registr vn - vysoké napětí vvn velmi vysoké napětí ZSJ základní sídelní jednotka

Obsah 17 OBSAH 1 ÚVOD...19 2 CHARAKTERISTIKA SOUČASNÉHO STAVU ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY...19 3 CÍLE PRÁCE...20 4 METODY A POSTUPY ŘEŠENÍ...21 4.1 VÝBĚR VZORKŮ...22 4.2 ANALÝZA DAT DLE ČASU VZNIKU...22 4.3 ANALÝZA DAT DLE DÉLKY TRVÁNÍ...22 4.4 ANALÝZA DAT DLE MÍSTA VZNIKU...23 4.4.1 ÚZEMNĚ IDENTIFIKAČNÍ REGISTR...23 4.4.2 MAPA STŘEDNÍHO MĚŘÍTKA...23 4.5 URČENÍ KALAMITY...26 4.6 MATEMATICKÝ MODEL...26 4.7 EKONOMICKÉ VYHODNOCENÍ...27 5 VÝBĚR VZORKŮ...28 5.1 EVIDENCE UDÁLOSTÍ DISTRIBUČNÍ SOUSTAVĚ...28 5.1.1 EVIDENCE MIMOŘÁDNÝCH UDÁLOSTÍ...29 5.1.2 TYPY MIMOŘÁDNÝCH UDÁLOSTÍ...29 5.1.3 POSOUZENÍ VZORKU DAT...30 6 ANALÝZA DAT UDÁLOSTÍ...42 6.1 ANALÝZA DAT UDÁLOSTÍ DLE ČASU VZNIKU UDÁLOSTI...42 6.1.1 STATISTICKÉ ZPRACOVÁNÍ UDÁLOSTÍ DLE HODINY VZNIKU...42 6.1.2 STATISTICKÉ ZPRACOVÁNÍ UDÁLOSTÍ PODLE DNE VZNIKU...44 6.1.3 STATISTICKÉ ZPRACOVÁNÍ VZNIKU UDÁLOSTÍ DLE MĚSÍCE...45 6.1.4 VYHODNOCENÍ...46 6.2 ANALÝZA DAT MIMOŘÁDNÝCH UDÁLOSTÍ DLE DÉLKY TRVÁNÍ...47 6.2.1 STATISTICKÉ ZPRACOVÁNÍ UDÁLOSTÍ...47 6.2.2 STATISTICKÉ ZPRACOVÁNÍ UDÁLOSTÍ NA ZAŘÍZENÍ NN...49 6.2.3 STATISTICKÉ ZPRACOVÁNÍ UDÁLOSTÍ NA ZAŘÍZENÍ VN...51 6.2.4 VYHODNOCENÍ...53 6.3 ANALÝZA DAT DLE MÍSTA VZNIKU...54 6.3.1 STATISTICKÉ ZPRACOVÁNÍ UDÁLOSTÍ NA ZAŘÍZENÍ NN...54 6.3.2 VYHODNOCENÍ...55 6.4 DEFINICE KALAMITY...55 6.4.1 STATISTICKÉ ZPRACOVÁNÍ UDÁLOSTÍ NA ZAŘÍZENÍ NN...56 6.4.2 STATISTICKÉ ZPRACOVÁNÍ UDÁLOSTÍ NA ZAŘÍZENÍ VN...57 6.4.3 VYHODNOCENÍ...58 7 KRITÉRIA PRO HLEDÁNÍ OPTIMÁLNÍHO ŘEŠENÍ...60 8 VARIANTY ZAJIŠTĚNÍ PORUCHOVÉ SLUŢBY...61 8.1 POPIS ZÁKLADNÍCH CHARAKTERISTIK VARIANT...61

Obsah 18 8.1.1 NEPŘETRŢITÝ SMĚNOVÝ REŢIM...61 8.1.2 JEDNOSMĚNNÝ PROVOZ SE ZAJIŠTĚNÍM POHOTOVOSTNÍ SLUŢBY V MIMOPRACOVNÍ DOBĚ..62 8.1.3 DVOUSMĚNNÝ PROVOZ SE ZAJIŠTĚNÍM POHOTOVOSTNÍ SLUŢBY V MIMOPRACOVNÍ DOBĚ...62 8.2 EKONOMICKÉ POSOUZENÍ VARIANT...63 8.3 VYHODNOCENÍ JEDNOTLIVÝCH VARIANT...66 9 VYTVOŘENÍ MATEMATICKÉHO MODELU...68 9.1 URČENÍ MODELU HROMADNÉ OBSLUHY...69 9.2 ŘEŠENÍ JEDNOTLIVÝCH MODELOVÝCH SITUACÍ...73 9.2.1 MODELOVÁ SITUACE PRO N=100, Λ=26, Μ=1,01...73 9.2.2 MODELOVÁ SITUACE PRO N=50, Λ=13, Μ=0,51...74 9.2.3 MODELOVÁ SITUACE PRO N=100, Λ=26, Μ=0,51...74 9.2.4 SIMULACE SITUACE PRO N=100, Λ=26, RŮZNÉ Μ...75 9.2.5 SIMULACE SITUACE PRO N=100, RŮZNÉ Λ, Μ=0,51...75 9.3 VYHODNOCENÍ JEDNOTLIVÝCH MODELOVÝCH SITUACÍ...75 10 EKONOMICKÉ POSOUZENÍ VARIANT...77 10.1 ZÁKLADNÍ ZNAKY POSUZOVANÝCH VARIANT...77 10.1.1 NEPŘETRŢITÝ SMĚNOVÝ REŢIM...77 10.1.2 JEDNOSMĚNNÝ PROVOZ SE ZAJIŠTĚNÍM POHOTOVOSTNÍ SLUŢBY V MIMOPRACOVNÍ DOBĚ 77 10.2 VYHODNOCENÍ VARIANT...77 11 ZÁVĚR...79 11.1 SOUČASNÝ STAV...79 11.2 SHRNUTÍ NOVÝCH VĚDECKÝCH POZNATKŮ PRÁCE...79 11.3 ZÁVĚRY PRÁCE A JEJÍ PŘÍNOS...80 11.4 VÝZNAM A VYUŢITÍ DOSAŢENÝCH VÝSLEDKŮ...80 11.5 NÁVRH DALŠÍHO POSTUPU...80 POUŢITÁ LITERATURA...81 PŘÍLOHA A VÝŇATEK Z VYHLÁŠKY Č. 540/2005 SB....83 PŘÍLOHA B VÝŇATEK ZE ZÁKONÍKU PRÁCE...85

Úvod 19 1 ÚVOD Předmětem této práce je posouzení úrovně zajištění pohotovostních sluţeb pro likvidaci poruch v distribuční soustavě nízkého a vysokého napětí. Energetické firmy v současné době procházejí velkou transformací, jejímţ cílem je zvýšení výkonnosti a efektivnosti zajišťovaných činností s cílem zajistit konkurenceschopnost v trţním prostředí. Přesná definice rozsahu a způsobu zajištění poruchové sluţby je jednou z moţných oblastí hledání úspor nákladů a zvýšení efektivity práce. Na jedné straně stojí spokojenost zákazníka, mnoţství nedodané energie, sankce za nedodrţení standardů [8], proti tomu stojí náklady na pohotovostní místo, náklady na mzdy, zvyšující se o příplatky za přesčasy. Cílem je najít optimální rovnováhu mezi ztrátou, která energetické firmě hrozí (spokojenost zákazníka, ušlý zisk za nedodanou energii, sankce a náhrady škod) a náklady, které je třeba vynaloţit k minimalizaci ztrát. Při tomto posouzení je třeba přihlédnout i k dalším legislativním poţadavkům, zejména zákoníku práce [9], k nutnosti dodrţovat přestávky mezi směnami, k limitu přesčasových hodin. 2 CHARAKTERISTIKA SOUČASNÉHO STAVU ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY V současné době je úroveň zajištění pohotovostních sluţeb pro likvidaci poruch v distribuční soustavě řešena dílčími optimalizačními kroky bez všestranného posouzení. Tyto dílčí optimalizační kroky navíc vznikají jako vedlejší produkt jiných racionalizačních opatření spočívající například v reorganizaci firmy na procesně orientovanou společnost, resp. ve sniţování počtu pracovišť a v centralizaci řízení. Graf 2-1 dokládá nevýhody stávajícího stavu. Z grafu je zřejmý výrazně vyšší pokles poruchovosti, který ovšem nedoprovází stejný pokles počtu pracovníků zajišťujících pohotovostní sluţbu. Počet zaměstnanců poruchovosti je porovnám s měrným počtem poruch typu E2 na zařízení vysokého napětí. Poruchy typu E2 představují poruchy s poškozeným zařízením. Definice a způsob evidence těchto poruch se v průběhu let nezměnila. Tyto poruchy byly vţdy evidovány na jednotlivých dispečincích, na rozdíl od poruch na zařízení nízkého napětí které byly dříve evidovány prostřednictvím písemných záznamů na jednotlivých pracovištích a mohou tak být výrazně zkresleny.výhodou pouţití měrného počtu poruch vztaţeného na rozsah zařízení je eliminace přírůstku zařízení. Výrazný pokles poruchovosti je způsobem pouţíváním modernějších technologií, zejména kvalitních svodičů přepětí na bázi ZnO, nahrazující bleskojistky a Torokovy trubice, kvalitními kabelovými soubory částečně eliminujícími chybu lidského činitele, výrazné investice do obnovy a rekonstrukcí zařízení distribuční soustavy atd. Tyto investice by se ale současně měly adekvátním způsobem projevit ve sníţených nákladech na provozování zařízení. Jedním z provozních nákladů jsou náklady na zajištění pohotovostních sluţeb. Jedno pohotovostní místo představuje mzdové náklady ve výši cca 85 tis. Kč ročně, které tvoří jen příplatky za pohotovost drţenou mimo pracoviště. Standardně zajišťují pohotovostní sluţbu na jednom pohotovostním místě čtyři zaměstnanci, střídající se postupně v týdenních turnusech. Tab. 2-1 Dlouhodobý vývoj počtu poruch a počtu pohotovostních míst Rok 1988 2006 index Počet pohotovostních míst 74 50 0,68 Měrný počet poruch vn na 100 km vedení 14,26 5,7 0,40

Index Cíle práce 20 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Počet pohotovostních míst Měrný počet poruch vn na 100 km vedení 0,0 1988 2006 Rok Obr. 2-1 Graf vývoje počtu poruch a počtu pohotovostních míst 3 CÍLE PRÁCE Cílem práce vytvoření matematického modelu vyuţitím teorie front, který by umoţňoval ekonomicky posoudit jednotlivé varianty řešení způsobu zajištění poruchové sluţby pro likvidaci poruch na zařízení distribuční soustavy. Pro získání vstupních dat je nutno provést zevrubnou analýzu dat o mimořádných událostech (poruchách) v distribuční soustavě nízkého napětí 0,4 kv a vysokého napětí 22 kv dle různých hledisek.

Metody a postupy řešení 21 4 METODY A POSTUPY ŘEŠENÍ Veškeré mimořádné události v DS jsou evidovány v aplikaci MIMS [10] v centrální databázi prostředí ORACLE. Pro zpracování dat byly základní údaje pomocí PHP skriptu a příslušného SQL dotazu zobrazeny v prostředí prohlíţeče internetových stránek a odtud vykopírovány do aplikace MICROSOFT EXCEL. Zde pomocí funkcí EXCELu a zejména kontingenčních tabulek byla data zpracována a výstupy následně zpracovány do přehledných tabulek a grafů. Z pravděpodobnostního počtu byly v této fázi práce pouţity elementárnější funkce jako je relativní četnost nebo kumulativní relativní četnost. Pro výpočet relativní četnosti hodnot v i, tedy jejich empirické pravděpodobnosti platí: c( vi ) p( vi ) (4.1) n Pro výpočet kumulativní relativní četnosti platí: p j j v i i1 p( ) (4.2) Obr. 4-1 Snímek obrazovky MIMSu evidence hlášenek událostí

Metody a postupy řešení 22 Obr. 4-2 Snímek obrazovky MIMSu detail časových údajů evidovaných k hlášence události 4.1 Výběr vzorků Databáze obsahuje obrovské mnoţství záznamů. Tyto záznamy je nutné zanalyzovat a vybrat pouze ty záznamy, které jsou vypovídající a kladou poţadavky na provoz a poruchovou sluţbu. Zde byla provedeno posouzení atributů a následně základní analýza dat dle času vzniku. Byly hledány abnormality a výběr záznamů byl následně zúţen jen na záznamy, jejichţ vypovídající hodnota je významná a neskreslující následné zpracování. 4.2 Analýza dat dle času vzniku V této části bylo provedena základní analýza dat dle času vzniku mimořádné události v členění na hodiny, dny v týdnu, měsíce. 4.3 Analýza dat dle délky trvání Současná legislativa definuje lhůty, do kterých musí být obnovena dodávka elektřiny po poruše. Během odstraňování poruchy není moţné osádku zaměstnanců provozu a poruchové sluţby vyuţít pro další činnost. V případě poddimenzovaného počtu zaměstnanců v pohotovosti můţe dojít k prodlouţení doby odstraňování poruch a k nedodrţení standardů daných vyhláškou ERÚ č. 540/2005 Sb.[8] a následnému finančnímu plnění poškozeným odběratelů. Zde je provedena analýza dat ve vztahu k nastaveným standardům.

Metody a postupy řešení 23 4.4 Analýza dat dle místa vzniku V tomto případě je analýza omezena jen na poruchy, ke kterým došlo na napěťové hladině nízkého napětí.0,4 kv. Ve stávajícím technickém systému není ukládána informace o místech vzniku poruchy. V případě poruch na zařízení nízkého napětí lze pro přibliţné určení místa poruchy pouţít informaci o zařízení, na kterém k poruše došlo. Zařízení je totiţ tvořeno převzatým číselníkem územně identifikačního registru. Vlastní územně identifikační registr obsahuje informace o mapovém listu. Propojením údajů technické evidence mimořádných událostí s číselníkem územně identifikačního registru lze přibliţně lokalizovat místo vzniku poruchy a následně tak rozloţení poruch v prostoru. 4.4.1 Územně identifikační registr Územně identifikační registr ÚIR-ZSJ [13] je soustava databázových číselníků jednotek územně správního, technického a sídelního členění státu do úrovně podrobnosti částí obcí, katastrálních území a ZSJ. Obsahuje jejich názvy, kódy, vzájemné vazby a doplňující informativní údaje. Je zdrojem číselníků ZSJ a částí obcí, další číselníky aktualizuje a propojuje k datu společné datové uzávěrky. ÚIR-ZSJ byl vytvářen v letech 1992-2004 pod gescí Ministerstva pro místní rozvoj a do března 2005 byl zveřejňován prostřednictvím webové stránky MMR, od března 2004 patří pod gesci ČSÚ. Jednotlivé číselníky jsou z hlediska obsahu zcela v souladu s platnými číselníky ČSÚ, obsahují však navíc různé doplňkové informativní údaje a udrţují kontinuitu vůči dříve pouţívaným kódům. Mezi doplňující informace patří označení mapového listu mapy středního měřítka 1:10000. 4.4.2 Mapa středního měřítka Základní mapa středního měřítka [12] vznikla roku 1968 na základě poţadavku vytvoření modifikované soustavy polohově nedeformovaných, ale obsahově ochuzených map pro potřeby národního hospodářství, státní správy, vzdělávání a plánovací a projekční činnost. Tyto mapy nesměly kvůli utajení obsahovat geografické a rovinné souřadnice a z označení mapového rámu nesmělo být moţné klasickými postupy matematické kartografie určit souřadnice jeho rohů na elipsoidu nebo v rovině. Celkové barevné ladění map je záměrně nevýrazné, mapy mají slouţit pro graficky výrazný zákres tematických informací uţivatelem. Mapy jsou vyhotoveny v souřadnicovém systému S JTSK v Křovákově dvojitém konformním kuţelovém zobrazení Besselova elipsoidu a výškovém systému Balt po vyrovnání. Klad a označení mapových listů vychází ze základního měřítka 1:200 000. Pole map ZM200 jsou v rovině S JTSK vymezeny umělou konstrukcí pravidelně se sbíhajících čar, které zhruba sledují obraz zeměpisných poledníků. Dvojice sousedních paprsků vymezuje sloupec, ve kterém je umístěno 5 listů ZM200 tak, ţe jejich základny jsou rovnoběţné. Vrchní strana celkového sloupce má šířku 47 cm, spodní strana 50 cm. Mapové listy pak tvoří pravidelné lichoběţníky o konstantní výšce 38 cm které mají v příslušné řadě stejnou velikost pro celé území státu.

Metody a postupy řešení 24 Obr. 4-3 Klad a označení mapových listů základní mapy středního měřítka Označení ZM200 se skládá z názvu významného zobrazeného sídla a čísla vrstvy (0 aţ 4) a sloupce (1 aţ 8). Listy ZM menších měřítek vznikají postupnou lineární interpolací, tj. čtvrcením listu mapy menšího měřítka a přidáním označení kvadrantu. Systém čtvrcení není zachován u měřítka 1:10 000, které vznikne rozdělením ZM50 na 5 sloupců a 5 vrstev. Z geometrické podstaty interpolace (vzhledem ke konstrukci mapového rámu) plyne, ţe si mapové listy všech měřítek zachovávají rovnoběţnost dolní a horní základny a výšku 38 cm. Jednotlivé listy téhoţ měřítka obecně nemají stejné rozměry, délky úhlopříček ani plochu. Souřadnice jejich rohů nejsou okrouhlé hodnoty v ţádném systému souřadnic. Obr. 4-4 Systém dělení základní mapy středního měřítka Obr. 4-5 Postup dělení mapových listů základní mapy středního měřítka

Metody a postupy řešení 25 Z podstaty vzniku mapových listů vyplývá, ţe jednotlivé mapové listy stejného měřítka nemají obecně stejné rozměry, délky úhlopříček ani plochu a souřadnice jejich rohů nejsou celočíselné hodnoty. Tab. 4-1 vznik a příklad označení mapového listu Základní mapy středního měřítka měřítko výchozí mapa Dělení výchozí mapy příklad označení 1:200 000 12 1:100 000 ZM200 2 2 12 4 1:50 000 ZM100 2 2 12 42 1:25 000 ZM50 2 2 12 423 1:10 000 ZM50 5 5 12 42 23 Tab. 4-2 Příklad kladu mapových listů mapy 1:10000 02-11-01 02-11-02 02-11-03 02-11-04 02-11-05 02-12-01 02-12-02 02-12-03 02-12-04 02-11-06 02-11-07 02-11-08 02-11-09 02-11-10 02-12-06 02-12-07 02-12-08 02-12-09 02-11-11 02-11-12 02-11-13 02-11-14 02-11-15 02-12-11 02-12-12 02-12-13 02-12-14 02-11-16 02-11-17 02-11-18 02-11-19 02-11-20 02-12-16 02-12-17 02-12-18 02-12-19 02-11-21 02-11-22 02-11-23 02-11-24 02-11-25 02-12-21 02-12-22 02-12-23 02-12-24 02-13-01 02-13-02 02-13-03 02-13-04 02-13-05 02-14-01 02-14-02 02-14-03 02-14-04 02-13-06 02-13-07 02-13-08 02-13-09 02-13-10 02-14-06 02-14-07 02-14-08 02-14-09 02-13-11 02-13-12 02-13-13 02-13-14 02-13-15 02-14-11 02-14-12 02-14-13 02-14-14 02-13-16 02-13-17 02-13-18 02-13-19 02-13-20 02-14-16 02-14-17 02-14-18 02-14-19 02-13-21 02-13-22 02-13-23 02-13-24 02-13-25 02-14-21 02-14-22 02-14-23 02-14-24 02-31-01 02-31-02 02-31-03 02-31-04 02-31-05 02-32-01 02-32-02 02-32-03 02-32-04 02-31-06 02-31-07 02-31-08 02-31-09 02-31-10 02-32-06 02-32-07 02-32-08 02-32-09 02-31-11 02-31-12 02-31-13 02-31-14 02-31-15 02-32-11 02-32-12 02-32-13 02-32-14 02-31-16 02-31-17 02-31-18 02-31-19 02-31-20 02-32-16 02-32-17 02-32-18 02-32-19 02-31-21 02-31-22 02-31-23 02-31-24 02-31-25 02-32-21 02-32-22 02-32-23 02-32-24 02-33-01 02-33-02 02-33-03 02-33-04 02-33-05 02-34-01 02-34-02 02-34-03 02-34-04 02-33-06 02-33-07 02-33-08 02-33-09 02-33-10 02-34-06 02-34-07 02-34-08 02-34-09 02-33-11 02-33-12 02-33-13 02-33-14 02-33-15 02-34-11 02-34-12 02-34-13 02-34-14 02-33-16 02-33-17 02-33-18 02-33-19 02-33-20 02-34-16 02-34-17 02-34-18 02-34-19 02-33-21 02-33-22 02-33-23 02-33-24 02-33-25 02-34-21 02-34-22 02-34-23 02-34-24 12-11-01 12-11-02 12-11-03 12-11-04 12-11-05 12-12-01 12-12-02 12-12-03 12-12-04 12-11-06 12-11-07 12-11-08 12-11-09 12-11-10 12-12-06 12-12-07 12-12-08 12-12-09 12-11-11 12-11-12 12-11-13 12-11-14 12-11-15 12-12-11 12-12-12 12-12-13 12-12-14 12-11-16 12-11-17 12-11-18 12-11-19 12-11-20 12-12-16 12-12-17 12-12-18 12-12-19 12-11-21 12-11-22 12-11-23 12-11-24 12-11-25 12-12-21 12-12-22 12-12-23 12-12-24 12-13-01 12-13-02 12-13-03 12-13-04 12-13-05 12-14-01 12-14-02 12-14-03 12-14-04 12-13-06 12-13-07 12-13-08 12-13-09 12-13-10 12-14-06 12-14-07 12-14-08 12-14-09 12-13-11 12-13-12 12-13-13 12-13-14 12-13-15 12-14-11 12-14-12 12-14-13 12-14-14 12-13-16 12-13-17 12-13-18 12-13-19 12-13-20 12-14-16 12-14-17 12-14-18 12-14-19 12-13-21 12-13-22 12-13-23 12-13-24 12-13-25 12-14-21 12-14-22 12-14-23 12-14-24 12-31-01 12-31-02 12-31-03 12-31-04 12-31-05 12-32-01 12-32-02 12-32-03 12-32-04 12-31-06 12-31-07 12-31-08 12-31-09 12-31-10 12-32-06 12-32-07 12-32-08 12-32-09