КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Принципы и методы обоснования необходимых резервов мощности в ЭЭС на перспективу
В электроэнергетике требования к высокому уровню надежности поставок мощности электроэнергии потребителям связаны со значительными различиями в стоимости производства электроэнергии и возможных экономических потерь у потребителей (удельного ущерба) при возможных недопоставках им мощности и электроэнергии. Можно укрупненно считать, что средневзвешенная цена поставки электроэнергии с шин генерирующего источника составляет порядка 0,05 - 0,06 у.е. / кВтч (1 у.е. = 30 руб), тогда как экономический ущерб у потребителей от недопоставки 1 кВтч, связанный с потерями продукции, порчей оборудования, сырья и материалов, может находиться диапазоне 0.5 – 3,0 у.е./кВтч [ 33 ]. Надежность энергоснабжения потребителей в электроэнергетике (электроэнергетических системах) обеспечивается путем: 1) создания резервов мощности генерирующих установок и резервов пропускной способности основной сети (межсистемных связей) в ЕЭС и ОЭС страны. Указанные резервы обеспечивают так называемую «балансовую надежность», учитываемую при рассмотрении отчетных, текущих и перспективных балансов мощности ЭЭС и характеризующую надежность поставок мощности от генерирующих установок потребителям и передачи этой мощности по основной сети ЕЭС и ОЭС; 2) регламентации требований к режимам работы основной сети ЕЭС и ОЭС (эксплуатационная надежность): - в нормальных режимах при полной схеме сети средних условиях нахождения оборудования генерирующих установок в плановых и аварийных ремонтах; - в аварийных режимах при аварийных выходах из работы оборудования генерирующих установок и объектов основной сети. 3) регламентации схем и условий поставки мощности и электроэнергии непосредственно потребителям из распределительных сетей в зависимости от категорийности потребителей по уровням (показателям) надежности поставок. Важной составляющей потребности ЭЭС в мощности являются резервы мощности, наличие которых необходимо для обеспечения надежного энергоснабжения потребителей. Необходимо различать понятие «резерв мощности», используемое при эксплуатации ЭЭС и при планировании (прогнозировании) развития ЭЭС на перспективу. При эксплуатации ЭЭС при текущем управлении режимами работы ЭЭС, в распоряжении диспетчерских служб подразделений системного оператора (РДУ, ОДУ и ЦДУ ЕЭС) должен находиться резерв мощности (эксплуатационный резерв), предназначенный для обеспечения возможности регулирования частоты тока и уровней напряжения в сетях и для обеспечения в соответствии с нормативными требованиями устойчивости работы ЭЭС как при аварийных выходах из работы генерирующих мощностей и сетевых объектов, так и при непредвиденных отклонениях электрической нагрузки в ЭЭС от планируемых значений. Возможный к использованию эксплуатационный резерв представляет собой разность между суммарной рабочей мощностью электростанций и электрической нагрузкой энергообъединения (ЭЭС) в рассматриваемый момент времени. Pрез.экспл. = ∑ Рраб i t - Pмакс. t
где Рраб i t - рабочая мощность электростанций типа i в момент t, определяемая как располагаемая мощность за вычетом мощности, находящейся в плановом и в аварийном ремонтах. Эксплуатационный резерв может находиться во вращающемся либо в холодном состоянии. Как правило, вращающийся резерв в энергообъединении либо в региональной ЭЭС, обеспечивающий регулирование частоты и мощности, должен быть не менее мощности крупнейшего агрегата, либо 2-3% от годового максимума нагрузки. Прежде всего, вращающийся резерв размещается на ГЭС и ГАЭС, агрегаты которых обладают высокими маневренными возможностями изменения их нагрузки в течение суток. В границах ОЭС резервирование региональных ЭЭС, действующих в границах субъектов РФ, обеспечивается как за счет эксплуатационного резерва мощности, размещенного на генерирующих источниках в данной ЭЭС, так и за счет получения резервной мощности по сетевым связям из других ЭЭС. При планировании (прогнозировании) развития ЭЭС перспективный балансовый резерв мощности включается в состав потребности в мощности при разработке балансов мощности ЭЭС на перспективу с целью: - создания возможности проведения в перспективе плановых ремонтов и реконструкции оборудования электростанций; - обеспечения нормативной надежности энергоснабжения потребителей при аварийном выходе из работы, как существующего, так и вновь вводимого оборудования электростанций и объектов межсистемных связей, а также при возможных отклонениях нагрузки, от прогнозируемых максимальных нагрузок ЭЭС; - создания «запаса» мощности на возможные отклонения темпов строительства и ввода мощностей от планируемых объемов и сроков. Исходя из функционального назначения, перспективный балансовый резерв разделяется на следующие виды: - ремонтный резерв; - оперативный (аварийный) резерв; - стратегический (народнохозяйственный) резерв. При расчете необходимого на перспективу ремонтного резерва мощности необходимо учитывать, что в процессе эксплуатации генерирующих источников в соответствии с действующими в отрасли нормативными документами [ 17 ], как правило, должны осуществляться три вида плановых ремонтов (применительно к ремонту турбинного оборудования):
При расчете потребности в резерве мощности для капитальных и средних ремонтов учитывается, что в связи с достаточно большой продолжительностью данных видов ремонта их проведение в течение года, как показано на рис. 6.1, преимущественно осуществляется в периоды сезонного снижения месячных нагрузок (в «провале» годового графика месячных максимумов нагрузки). Ррасп. Рмес,МВт Sпров .
Янв. месяцы года Дек. Рис. 6.1. Использование сезонного снижения годового графика месячных нагрузок ЭЭС для проведения плановых капитальных и средних ремонтов
Потребность в резервной мощности для обеспечения возможности проведения капитальных и средних ремонтов возникает в случае, если площадь сезонного провала Sпров . меньше требуемой ремонтной площади S рем и определяется по выражению: S рем - Sпров Ррез.к.р. = ----------------- (6.2) S рем = ∑ Pi.ед * qi к.р . – необходимая ремонтная площадь; i Sпров = ∑ (Рмакс t - Ррасп.t ) t Рмакс t -максимум нагрузки ЭЭС в месяц t; Ррасп. t -располагаемая мощность электростанций в месяц t. Фактические данные о нахождении в плановых ремонтах агрегатов отдельных типов электростанций по данным Системного оператора за 2012 год приведены ниже. Резерв мощности для покрытия дефицитов мощности, возникающих при аварийном выходе из работы агрегатов электростанций и межсистемных связей, а также при случайных отклонениях нагрузки от планируемой – оперативный (аварийный) резерв, рассчитывается с использованием вероятностных методов, поскольку выход в аварию агрегатов электростанций и межсистемных связей и случайные колебания нагрузки являются вероятностными событиями. Вероятность выхода из работы одновременно n агрегатов из общего количества работающих агрегатов m может быть определена по выражению (6.3) [ 1 ] pm n = С m n (1 - qав) n –m qав m (6.3) n! где С m n = ---------------- m! (n - m)! qав - среднестатистическая относительная длительность или вероятность аварийного простоя (аварийность) агрегата в течение года Возможное появление недоотпуска электроэнергии у потребителей зависит от количества агрегатов, вышедших в аварию, с учетом вероятности данного события и вероятности совпадения аварии с максимальными нагрузками энергосистем в графиках нагрузки. Очевидно, как показано на рис. 6.2., вероятность выхода в аварию n из m агрегатов уменьшается по мере увеличения количества выходящих в аварию агрегатов n. Соответственно, при росте величины общей мощности агрегатов, находящихся в аварии, снижается темп роста величины аварийного недоотпуска электроэнергии потребителям ЭЭС, и кривая зависимости величины недоотпуска от аварийной мощности имеет асимптотический характер. Необходимая величина аварийного резерва мощности в ЭЭС подлежит экономическому обоснованию на основе сопоставления затрат на установку резервных агрегатов и на компенсацию экономического ущерба у потребителей от аварийного недоотпуска электроэнергии. При этом должны учитываться вероятности выхода в аварию различных объемов мощности генерирующих установок, а также вероятности попадания указанных аварийных выходов мощности на часы максимальных нагрузок графиков нагрузки ЭЭС.
Jав Jав Wнед ,, млн.кВтч Wнед
Ра в . МВт
Где Jав - интегральная вероятность выхода в аварию мощности в объеме Рав (n агрегатов); Wнед ,, - величина аварийного недоотпуска электроэнергии потребителям Рис.6.2. Зависимость интегральной вероятности выхода в аварию мощности в объеме Рав от величины этой мощности.
Принципиально в рыночных условиях обоснование величин необходимых аварийных резервов мощности должно основываться, исходя из существования договорных отношений между генерирующими компаниями и потребителями электроэнергии по механизмам компенсации экономического ущерба у потребителей от аварийного недоотпуска электроэнергии. Однако, при работе совместной работе генерирующих компаний в составе крупных энергетических объединений на оптовых рынках электроэнергии и мощности организация указанных договорных отношений практически не реализуема в связи с исключительной сложностью задачи. В связи с этим для обоснования необходимых величин аварийных резервов мощности в ЭЭС в мировой практике используется принцип обоснования и регламентации нормативного уровня надежности электроснабжения потребителей в энергообъединениях и отдельных ЭЭС, под которым понимается интегральная вероятность бездефицитной работы ЭЭС в течение года. Необходимая величина аварийного резерва мощности должна обеспечивать указанный нормативный уровень надежности электроснабжения потребителей Оптимальная величина уровня надежности аварийного резерва мощности в ЭЭС при ее эквивалентном представлении в качестве одноузловой может быть определена на основе минимизации суммарных затрат как на резервирование, так и на компенсацию ущербов от недоотпуска электроэнергии потребителям, представленных в виде функции (6.4) [ 28,33,34].
Зсум. = срез* Ррез.ав +сущ * Wнед = срез * Ррез.ав + сущ * Ррез.ав *Тгод * Jав (6.4) Где срез -удельная стоимость резервной мощности, руб./кВт; сущ - стоимость 1 кВтч недоотпущенной электроэнергии, руб./кВтч; Тгод = 8760 кВтч; Jав -интегральная вероятностьвыхода в аварию мощности в объеме не более Ррез.ав Оптимальной величине Ррез.ав соответствует нулевое значение частной производной от функции (6.4) по Ррез.ав ., представляемой в виде выражения (6.5) срез + сущ * Тгод * Jав = 0 (6.5) Из 6.5. следует, что минимальные затраты на резервирование и на компенсацию ущербов у потребителей в аварийных ситуациях будут достигаться при интегральной вероятности появления аварийных ситуаций (появления дефицитов мощности и электроэнергии в ЭЭС) Jав, равной срез Jав = ---------- (6.6) сущ * Тгод
Зная величину Jав по кривой на рис. 6.2. можно найти величину необходимого аварийного резерва мощности. При обосновании оптимального уровня балансовой надежности и величин необходимых аварийных резервов в отдельных ОЭС и ЕЭС страны в целом в многоузловой модели оптимизации необходимо учитывать и затраты на развитие межсистемных связей и вероятности аварийного отключения указанных связей. С учетом этого условие оптимизации представляется в виде (6.7.) [28]. Зсум. = срез* Ррез.ав + с вл* Р вл + сущ * Wнед = срез * Ррез.ав + свл* Рвл + сущ * Ррез.ав *Тгод * Jав (6.7)
Дата добавления: 2014-10-31; Просмотров: 230; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |