CC BY
88
ВЕСТНИК ЮГОРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА
2011 г. Выпуск 4 (23). С. 7-9
УДК 621.311
АЛГОРИТМ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАРИАНТОВ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
О. В. Архипова, А. А. Зябкин
Взятый курс на повышение энергоэффективности наделяет особой важностью техникоэкономический анализ принимаемых решений в новом строительстве, модернизации и увеличении имеющегося потенциала инфраструктур. Развитие нефтегазового сектора и жилищно-коммунального хозяйства Ханты-Мансийского автономного округа - Югры (ХМАО) требует синтеза и реконструкции электроэнергетики. Наличие удаленных потребителей, а также неблагоприятная геотехническая обстановка ХМАО, затрудняющая строительство, делает в ряде случаев более эффективным выбор автономных источников электроснабжения. Наряду с этим, разворачивающиеся программы развития инфраструктур региона и смежных округов, одной из которых является «Урал промышленный - Урал Полярный», сдвигает границу эффективности вариантов электроснабжения к потребителю. Многообразие в Югре объектов, рациональный выбор схемы питания которых неявен, актуализирует разработку методик технико-экономического анализа и их автоматизацию.
Оценка экономической эффективности применения системы ЭС
Оценка экономической эффективности производится при сопоставлении вариантов технических решений. Такие расчеты могут осуществляться по минимуму приведенных затрат, которые представляют собой сумму текущих издержек и единовременных инвестиций, приведенных к годовой размерности в соответствии с установленным нормативным коэффициентом [1, 2]:
С; + ЕН • К. = шт,
1 Н 1
где С; - текущие издержки сравниваемых вариантов; К; - единовременные затраты сравниваемых вариантов; Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.
Для варианта электроснабжения от энергосистемы можно записать следующее выражение:
ЕН ■ (ЛЭП + ККТП + ЦЛЭП + ЦКТП ) + СЛЭП + СКТП + ЦЭЭ, (1)
где Ен - нормативный коэффициент эффективности; КЛЭП, ЦлЭп - единовременные вложения в оборудование и строительство ЛЭП; ККТП, ЦКТП - единовременные вложения в оборудование и строительство КТП; СЛЭП, СКТП - годовые издержки, связанные с эксплуатацией ЛЭП, КТП; ЦЭЭ - стоимость приобретенной энергии от энергосистемы.
Для варианта электроснабжения от автономного источника (1) примет вид:
ЕН ' (КЭС + ЦЭС ) + СЭС + ЦТ,
где КЭС, ЦЭС - единовременные вложения в оборудование и строительство ЭС; СЭС - годовые издержки, связанные с эксплуатацией ЭС; ЦТ - стоимость топлива.
Программная реализация алгоритма оценки
Приняв за основу вышеуказанную методику, авторами был разработан код программы. Интерфейс приложения представлен на рисунке 1. Оператор, используя первичную информацию об объекте, получает приведенные показатели экономической эффективности, которые в последствие могут быть использованы для обоснования варианта электроснабжения.
Программа оценки эффективности вариантов электроснабжения
ЧД-ІПІ х|
Исходные данные для централизованной схемы Стоимость ЛЭП, т.руб/км
1400
230
15,7
70
81
8760
8760
100
0,8
Стоимость КТП, т.руб
- Стоимость электроэнергии, руб/квтч
- Количество цепей ЛЭП, шт Напряжение ЛЭП, кВ Протяженность ЛЭП, км
- Сечение провода ЛЭП, мм2
(• Алюминий С Медь
Материал ЛЭП
Максимальная мощность потребителя, кВт
Время использования максимума нагрузки, ч
Время работы КТП, ч
Мощность трансформатора КТП, кВА
Коэффициент мощности
Исходные данные для автономной схемы |550 Стоимость ДГУ, т. руб
|2В Стоимость топлива, руб/л
|-| Количество блоков ДГУ, шт
|Ю0 Установленная мощность ДГУ, кВт
Приведенные затраты на централизованную схему (ЦЭ): 5661 т.руб Приведенные затраты на автономную схему (АЭ): 5264 т.руб Г адовые затраты на э лектроснабжение посредством ЦЭ: 3101 т. руб Г од овые затраты на э лектроснабжение посредством АЭ: 5187 т. руб
Варианты электроснабжения равно экономичные. Требуются дополнительные критерии оценки.
Оценить
Рис. 1. Программа оценки экономической эффективности
В качестве примеров в таблицу 1 сведены приведенные затраты на электроснабжение объектов нефтегазового сектора. Расчеты проводились при помощи разработанной программы с учетом нижеперечисленных особенностей.
1. При строительстве линий электропередач используются опоры из отработанных нефтяных труб, согласно типовому проекту. Для удобства монтажа и эксплуатации сечение провода принимается от 70 мм .
2. Парк автономных станций и комплектных трансформаторных подстанций комплектуется исходя из соображений унификации. Мощности электроустановок, как правило, не превышают 1000 кВА.
3. Неустойчивые болотистые грунты региона определяют высокую стоимость строительства линий электропередач и затраты на ее эксплуатацию.
4. Время работы установок близко к максимальному.
Таблица 1. Приведенные затраты на организацию электроснабжения
№ Объект Ь, км 8, мм2 Ррас, кВт Т ч А шах9 ^ ЯцентЕ, Т. руб. ЯавтЕ, Т. руб.
1 Одиночная скважина 15,7 70 81 8760 5 661,00 5 264,00
2 Куст 7 120 604 6600 15 618,00 25 453,00
3 Куст 2х6,5 120 1775 8000 48 114,00 88 548,00
4 Одиночная скважина 19 70 86 7600 6 218,00 4 856,00
Обозначения, использованные в таблице 1: Ь - расстояние до энергосистемы; Б - сечение провода воздушной линии электропередач для варианта централизованного электроснабжения; Ррас - расчетная мощность объекта; Тшах - время действия максимума нагрузки; 2цент! - приведенные затраты варианта централизованного электроснабжения; 2авт^ - приведенные затраты варианта автономного электроснабжения.
Анализ результатов расчета
Необходимо отметить тот факт, что выбор варианта, осуществленный методом приведенных затрат, нуждается в осмыслении величины, на которую отличается этот показатель в сравниваемых вариантах. Если величины автономного и централизованного вариантов отли-
чаются менее чем на 10 %, то выбор нельзя признать корректным ввиду того, что обычная точность исходных данных для технико-экономических расчетов лежит в доверительном диапазоне ±10 %. Если один вариант экономичнее другого не более чем на 10 %, то их следует признать равно экономичными. В этом случае выбор следует дополнить другими критериями, например, минимумом капиталовложений, минимальной материало-, энерго- или трудоемкостью, мобильностью или надежностью электроснабжения и пр. [1, 3].
Применение программного продукта
Оценка экономической эффективности схемных решений может быть востребована на различных этапах решения задач электроснабжения:
1. Изысканий - предпроектная проработка.
2. Синтеза - разработка новых проектов.
3. Анализа - исследование существующих решений на необходимость и эффективность модернизации.
4. Экспертизы - оценка готовых инвестиционных проектов.
В представленном виде инструмент позволяет производить экспресс оценку вариантов, одним из которых является схема автономного электроснабжения, организованная на дизельных энергоблоках.
Разворачивание программ повышения энероэффективности и экологичности инфраструктур региона оказывают существенное влияние на малую энергетику Югры, которая и является объектом исследования. Так, становится актуальным реагирование на нижеописанные нововведения.
Положительный опыт эксплуатации когенерационных установок на западе страны способствует апробации энергоблоков с утилизацией тепла в нашем регионе. На сегодняшний день запущены в постоянную работу две электростанции, снабжающие теплом и электроэнергией поселок Ханты-Мансийского района Согом.
Вступивший в силу законопроект «О попутном нефтяном газе» интенсифицировал процесс внедрения газотурбинных и газопоршневых электростанций. Современные технологии турбиностроения позволяют использовать в качестве топлива сырой попутный газ, без предварительной сепарации и компремирования. Больший КПД и время наработки на отказ турбин, а также низкая себестоимость топлива наделяет малую энергетику большей конкурентоспособностью.
Полезным становится доработка приложения до версии, позволяющей исследовать схемы, построенные на газопоршневых и газотурбинных агрегатах, а также учитывать полезную утилизацию их тепла.
ЛИТЕРАТУРА
1. Архипова, О. В. Экономическая модель определения условий эффективного применения децентрализованной схемы электроснабжения северо-запада ХМАО [Текст] / О. В. Архипова, А. А. Зябкин, П. Н. Ремизов // Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте ‘2011». - Т. 6: Технические науки, Менеджмент и маркетинг. - Одесса : Черноморье, 2011. - 91 с.
2. Инструкция по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительстве [Текст] : СН 423-71: утв. гос. комитетом СССР по делам строительства от 31.03.71: ввод. в действие с 01.07.71. - М., 1971. - 28 с.
3. Самсонов, В. С. Экономика предприятий энергетического комплекса [Текст]: учеб. для вузов / В. С. Самсонов, М. А. Вяткин - М. : Высш. шк., 2003. - 416 с.
