21724

Общие принципы определения ущерба от нарушений электроснабжения

Лекция

Энергетика

Общие принципы определения ущерба от нарушений электроснабжения Проблема оценки ущерба от нарушений электроснабжения вызываемых отказами электрооборудования возникает как при проектировании так и при эксплуатации энергетических объектов. При проектировании потребность в характеристике ущерба ощущается как правило когда определяется экономическая эффективность капитальных вложений при выборе вариантов технических и организационнохозяйственных решений влияющих на степень надежности электроснабжения потребителей. При эксплуатации...

Русский

2013-08-03

80 KB

51 чел.

PAGE  4

ЛЕКЦИЯ № 7

ТЕМА № 1. Общие принципы определения ущерба от нарушений электроснабжения

Проблема оценки ущерба от нарушений электроснабжения, вызываемых отказами электрооборудования, возникает как при проектировании, так и при эксплуатации энергетических объектов. При проектировании потребность в характеристике ущерба ощущается, как правило, когда определяется экономическая эффективность капитальных вложений, при выборе вариантов технических и организационно-хозяйственных решений, влияющих на степень надежности электроснабжения потребителей. При эксплуатации характеристики ущерба от отказов находят применение в задачах определения экономической эффективности капитальных вложений в действующее производство при реконструкции, модернизации и техническом перевооружении объектов энергетики. Кроме того, сведения об ущербе необходимы для решения комплекса задач:

- построения графиков отключений и ограничений потребителей при дефицитах мощности и энергии в энергосистемах и энергообъединениях;

- размещения устройств автоматической аварийной разгрузки (САОН, АЧР);

- определения величины и мест размещения аварийных запасов оборудования и материалов;

- определения эффективности организационно-технических мероприятий и др.

Количественное и качественное проявление экономических потерь, возникающих от несовершенства принимаемых технических и организационно-хозяйственных решений, проявляется в перечисленных задачах по-разному. Существенно в них различается и информационная осведомлённость принимающего решения о возможных последствиях, которые следует ожидать при практической реализации намеченных решений. Многообразие задач порождает и многообразие моделей и методов учёта последствий ненадёжного электроснабжения потребителей. Поэтому очень важно, чтобы информация о возможном ущербе соответствовала постановке и условиям решаемой задачи.

В самом общем виде понятие «ущерб» представляет стоимостное выражение реакции потребителей электроэнергии и смежных систем на нарушения функциональных режимов связей, объединяющих эти системы с рассматриваемой системой энергетики.

На выбор формы модели оценки ущерба и её параметров оказывают влияние многие факторы, среди которых можно отметить следующие:

1. Назначение модели: а) оценка фактического ущерба от реально имевших место нарушений электроснабжения; б) оценка среднего ожидаемого ущерба от возможных погашений нагрузки на действующих промышленных объектах; в) прогнозирование ущерба на действующих или проектируемых предприятиях.

2. Временной уровень исследований, использующих сведения об ущербе: а) долгосрочное прогнозирование; б) проектирование; в) эксплуатация; г) текущее оперативное управление.

3. Иерархический уровень принятия решений: а) энергообъединения; б) районные энергосистемы; з) узлы электроснабжения промышленных районов; г) системы внутреннего и внешнего электроснабжения отдельных потребителей.

4. Характер отключения нагрузки: а) внезапное; б) плановое; в) эпизодическое; г) регулярное.

5. Наличие и достоверность информации: а) о составе отключаемых производственных объектов у потребителей; б) о технико-экономических показателях производства; в) о технологической схеме, объёме и размещении запасов продукции и других резервов производства; г) о фактическом состоянии производства в момент отключения нагрузки.

6. Возможность управления ущербом: а) за счёт выбора состава отключаемых электроприёмников и производственных объектов у потребителей; б) путём изменения частоты, глубины и длительности отключений; в) созданием специальных или использованием существующих резервов производства.

В настоящее время сформировались два основных принципа определения ущерба от нарушений электроснабжения потребителей. Первый основан на детальном подсчёте всех потерь и затрат, являющихся следствием отказа, второй – на использовании удельных характеристик ущерба, определяемых с той или иной степенью приближения, агрегированных в пределах типа технологического производства, отрасли или промышленности в целом.

Первый принцип получил название микромоделирования. Он используется в задачах, где возможно получение достаточно подробных сведений о питаемом производстве, изменения нормальной работы которого при нарушениях электроснабжения будут рассматриваться.

Второй принципмакромоделирования – обеспечивает исходную информацию о возможном ущербе для решения крупномасштабных задач, когда последствия отключений потребителей можно оценить только ориентировочно, а технические решения, в которых используются сведения об ущербе, затрагивают надёжность энергосистемы или её крупных узлов.

Очевидно, что первый принцип позволяет получить более точную оценку ущерба, но требует обширной первичной информации. Второй принцип основывается на ограниченных исходных данных и даёт возможность оценить приближённо величину ущерба. Тем не менее, второй принцип для целого комплекса системных задач является единственно возможным, и считается, что его точность для этих задач приемлема. Таким образом, микромоделирование и макромоделирование имеют практическую значимость и взаимно дополняют друг друга.

При проектировании промышленных СЭС, где возможно получение достаточно подробной информации, обеспечивающей реализацию микромоделирования, предпочтение должно отдаваться первому пути оценки ущерба. Этот путь обеспечивает возможность решения практически любых задач, требующих сведений об ущербе от нарушений электроснабжения. Однако реализация его пока встречает некоторые затруднения из-за отсутствия информации. Получение её требует проведения подробных расчётов для конкретного производства или характерной группы предприятий.

Если таких сведений нет, то приходится идти на использование макромоделей, полученных с наименьшей степенью агрегирования, т.е. по объектам, близким по составу к питаемым от рассматриваемой СЭС. При этом необходимо чётко представлять допустимые условия их применения.

Нарушения электроснабжения потребителя вызывают несколько составляющих ущерба, возникающих в разных взаимосвязанных системах. Обычно различают следующие составляющие:

- ущерб потребителей электроэнергии;

- ущерб потребителей продукции или услуг, при производстве которых произошло нарушение электроснабжения;

- ущерб окружающей природной среде;

- ущерб энергоснабжающей организации.

Последняя составляющая при анализе надёжности электроснабжения на уровне отдельной производственной СЭС обычно не рассматривается ввиду малого её влияния на суммарный ущерб. Составляющая, которая учитывает влияние на окружающую среду, в расчётах подобного рода также обычно не фигурирует, поскольку допустимое нормативными требованиями это влияние крайне ограничено, а реальное воздействие должно оцениваться по специальным методикам.

Отказы в питающих СЭС происходят относительно редко и достаточно быстро ликвидируются. Поэтому их влияние на смежные предприятия (особенно при наличии запасов, сырья и готовой продукции) не сказывается. Только при «жёсткой» связанности работы смежных предприятий с рассматриваемым производством эту составляющую необходимо учитывать в обязательном порядке. Так, перед началом проектирования следует проанализировать, к какой категории можно отнести внешние связи предприятия – к сильным (жёстким) или слабым.

ТЕМА № 2 Оценка ущерба методами макромоделирования

При составлении моделей оценки ущерба его представляют двумя составляющими: первая – из-за простоя производственного объекта, его оборудования, рабочей силы с соответствующей недовыработкой продукции; вторая – экономические потери, связанные с неуправляемым остановом объектов производства вследствие нарушения электроснабжения (поломка оборудования, порча сырья и т.д.), и потери от вынужденного изменения режима работы производства (затраты на повторный пуск производства, возрастание расходов материальных, энергетических и трудовых ресурсов при неоптимальном режиме работы производства, потери от общего расстройства технологического процесса и т.д.). Вторая составляющая зависит от технологических особенностей каждого производства, её оценка в общем виде на уровне макромоделей невозможна. Поэтому при макромоделировании ущерба ограничиваются рассмотрением только первой составляющей.

Анализируя последствия погашения узлов нагрузки систем энергетики в качестве выходных характеристик этих систем (поскольку через них осуществляется связь с системой потребления энергии), рассматривают отключённую у потребителя мощность  и недоотпущенную ему вследствие нарушения электроснабжения энергию .

При существующей степени энерговооруженности большинства процессов имеется достаточно жёсткая и однозначная связь между выпуском продукции (П) и потребляемой энергией (Э), а также между их изменениями:

, .

При макромоделировании удельных характеристик ущерба – иногда считают, что будет недополучена продукция в стоимостном выражении, равная полной стоимости недовыпущенной продукции i -го звена . Таким образом, национальный доход уменьшится на значение полной стоимости продукции

.

Удельный ущерб при этом

,

где  и  – стоимость продукции и потребление электроэнергии

i-м предприятием за год.

По другой модели оценка удельного ущерба производится по выражению

.

Здесь приведённые годовые затраты на создание производственной мощности предприятия (включая обслуживающий персонал) с годовым электропотреблением

.

Последствия отказов узлов нагрузки систем энергетики зависят:

- от режимов работы потребителей в момент отказа узла нагрузки;

- соотношения между нагрузкой потребителей на периоде восстановления работоспособности отказавшего узла и возможностями её обеспечения системой энергетики;

- схемы структурных связей между питаемыми электроприёмниками и источниками энергии;

- функциональных возможностей потребителей энергии при отключениях разных групп электроприёмников;

- длительности восстановления работоспособности отказавшего узла нагрузки;

- общего количества имевших место отказов узлов нагрузки и т.д.

Чем выше иерархический уровень узла нагрузки в общей СЭС, тем больше неопределённость информации о питаемых потребителях, с одной стороны, и больше возможность выбора состава отключаемых для снижения нагрузки электроприёмников – с другой. Возможность выбора состава электроприёмников, отключаемых для снижения потребляемой мощности при отказах узлов нагрузки в энергосистеме, позволяет не рассматривать всё множество комбинаций отключения питаемых электроприёмников, а ограничиться только такими, при которых экономические потери потребителей будут наименьшими.

Достаточно широкая свобода выбора состава электроприёмников, отключаемых при отказах узлов нагрузки, позволяет их отбирать так, чтобы удельные потери потребителей от каждого отключенного киловатта мощности или киловатт-часа недополученной энергии были примерно одинаковы. Разумеется, такая линейная зависимость сохраняется только при условии, что отключаемая у потребителей мощность существенно меньше общей нагрузки ЭЭС. В используемых моделях принимается, что зависимость ущерба от отключаемой мощности и длительности отключения может быть выражена формулами

, , ,

где  – удельный ущерб, руб./кВт;  – удельный ущерб, руб./кВт∙ч;  – отключённая мощность, кВт;  – недополученная электроэнергия, кВт∙ч;  – длительность перерыва электроснабжения, ч.

При рассмотрении последствий отказов узлов нагрузки промышленных СЭС необходимо учитывать, что здесь состав отключаемых электроприёмников либо фиксирован, либо управляем в очень ограниченных пределах. Поэтому при анализе их надежности использование линейных моделей оценки ущерба, увязывающих его значение только с отключенной при отказе узла мощностью электроприёмников или недополученной от узла энергией, может приводить к существенным ошибкам в расчётах.

Для формирования схемы связей электросети со схемой питаемого производства такие модели непригодны. По ним можно только довольно грубо оценивать суммарный ущерб по всей совокупности подсистем производственного электроснабжения. При этом в расчётные выражения оценки суммарного ущерба должна подставляться не нагрузка электроприёмников, подключённых к узлу , а суммарное снижение потребляемой предприятием мощности при погашениях i-го узла нагрузки . Причём это значение может быть значительно больше, чем .


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

77230. Интеграция мультимедиа решений с аппаратным ускорением для MID устройства 205 KB
  MID (mobile internet device) - это устройства, которые отвечают требованиям низкого энергопотребления, мобильности, а также предоставляющие обширные возможности для работы в сети. По сути MID - это компьютер по размеру не многим больше телефона...
77231. Создание среды разработки библиотек формул подсчета технико-экономических показателей теплоэлектростанций 443 KB
  В процессе создания новой системы для планирования расчёта и учёта технико-экономических показателей ТЭС возникла необходимость в модуле предоставляющем удобный пользовательский интерфейс и обладающим следующими возможностями: ввод перечня технико-экономических показателей ввод формул...
77232. Конечный мозг, его развитие, строение (отделы, полость, ее стенки, части, белое и серое вещество). Границы долей полушарий большого мозга. Артерии большого мозга 15.86 KB
  Границы долей полушарий большого мозга. Артерии большого мозга. Конечный мозг telencephlon является производным переднего мозгового пузыря и представлен двумя полушариями большого мозга hemispheri cerebrtes. Продольная щель мозга разделяет полушария между собой поперечная щель мозжечок от затылочных долей.
77233. Белое вещество полушарий большого мозга. Внутренняя капсула. Корково-ядерный пусть 16.34 KB
  Белое вещество полушарий большого мозга. Оно представлено многочисленными волокнами: Проекционные волокна представлены пучками афферентных и эфферентных волокон осуществляющих связи проекционных центров коры полушарий большого мозга с базальными ганглиями ядрами ствола головного мозга или ядрами спинного мозга. свода мозга fornix cerebri обеспечивают связь подкорковых центров обоняния c проекционным центром обоняния столбы свода тело свода спайка свода и бахромки гиппокампа Ассоциативные волокна соединяют различные участки коры в...
77234. Обонятельный мозг развивается из вентральной части конечного мозга и состоит из двух отделов: центрального и переферического 243.57 KB
  Рецептор переферические отростки биполярных клеток 1 нейроны в regio olfctori сллизистой полости носа. Центральные отростки биполярных клеток образуют nn. Аксоны митральных клеток проходят в составе обонятельного тракта и вблизи обонятельного треугольника распадаются на три пучка: Медиальный пучок Промежуточный пучок Латеральный пучок Через переднюю спайку мозга в обонятельный тракт противоположной стороны к митральным клеткам обонятельной луковицы. Образованы центральными отростками биполярных клеток расположенных в обонятельной области...
77235. Борозды и извилины лобной доли. Динамическая локализация функций в лобной доле 80.82 KB
  precentrlis inferiorчасто сливается с верхней в единую предцентральную борозду gyrus frontlis inferior Проекционные центры участки коры полушарий большого мозга представляющие собой корковую часть анлизатора имеющие непосредственную морфофункциональную связь через проводящие пути с подкорковыми центрами. Ассоциативные центры участки коры не имеющие непосредственной связи с подкорковыми центрами связанные временной двусторонней связью с проекционными центрами. Центры лобной доли.
77236. Борозды и извилины теменной и затылочной долей коры больший полушарий. Динамическая локализация функций 252.5 KB
  Теменная доля: Борозды: Постцентральная борозда Внутритеменная борозда Извилины: Постцентральная извилина Нижняя теменная долька состоит из надкраевой и угловой извилин Центры: Проекционный центр общей чувствительности g. postcentrlis Проекционный центр схемы тела s. intrprietlis Ассоциативный центр стереогнозии узнавания предметов на ощупь lobus prietlis superior Ассоциативный центр праксии целенаправленных отработанных движений g. suprmrginlis Ассоциативный центр лексии зрительный анализатор письменной...
77237. Борозды и извилины височной доли больших полушарий. Динамическая локализация 248.5 KB
  Височная доля: Борозды: Верхняя височная борозда Нижняя височная борозда Извилины: Верхняя височная извилина Средняя височная извилина Нижняя височная извилина Центры: Проекционный центр слуха ядро слухового анализатора g. temporlis superior Проекционный центр вкуса ядро вкусового анализатора prhippocmplis et incus Проекционный центр обоняния старый prhippocmplis et incus Проекционный центр висцероцепции нижняя треть постцентральной и предцентральной извилин Проекционный центр вестибулярных функций g....
77238. Желудочки головного мозга, их сообщения между собой и с подпаутинным пространстовм. Цистерны подпаутинного пространства. Третий желудочек, его стенки 504.84 KB
  Третий желудочек его стенки Желудочки Боковые желудочки ventriculi lterles полости конечного мозга полушарий большого мозга. III желудочек ventriculus tertius полость промежуточного мозга diencephlon Латеральная стенка: таламус thlmus Нижняя стенка: гипоталамус hypothlmus: tuber cinerum recessus infundibul chism opticum recessus opticus corpor mmmilri частично pedunculu cerebelli Задняя стенка: comissur posterior et recessus pinelis; Верхняя: tel choroide ventriculu tertii сосудистая оболочка III желудочка...