CC BY
25
122
НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
УДК 621.311.13:004.16.001.26
: ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ ' ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОНЯТИЯ ОБ ОПТИМАЛЬНОЙ ПОТЕРИ НАПРЯЖЕНИЯ
Б.Б. Утегулов, А.Б. Утегулов, Д.Б. Утегулова, З.Д. Турсынбаева
Павлодарский государственный университет им. С, Торайгырова В.В. Ткаченко
Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова
!!!! Бул жумыста тораптагы. muiMÓi кернеу шыгыны туралы mycmimni
црлданып, тигмдг параметряг endipicmin электрмен жабдытдпау жуйесш муруга болатыны 6eKÍmindi.
В работе установлено что, используя понятие об оптимальной потере напрялсения в сети, можно построить систему электроснабжения предприятия с оптимальными параметрами.
In work it is established that, using concept about optimum loss of a pressure (voltage) in a network, it is possible to construct system of electrosupply of the enterprise with optimum parameters.
Эффективная работа современных предприятий с их сложными технологическими процессами и широким применением средств автоматического управления и регулирования во многом зависит от качества электроснабжения. Поэтому важнейшими требованиями к проектируемым и существующим системам электроснабжения предприятий являются надежность, экономичность и обеспечение требуемых показателей качества электроэнергии. Это означает прежде всего принятие наиболее совершенных технических решений, обеспечивающих рациональное сочетание капитальных затрат на сооружение систем электроснабжения и ежегодных эксплуатационных расходов.
В настоящее время основным экономическим критерием выбора технических решений при проектировании и эксплуатации систем электро-
№2, 2004 г.
123
снабжения является уровень приведенных затрат [1, 7]. Таким образом, всякие оптимизационные расчеты в настоящее время должны обеспечивать в первую очередь минимум приведенных затрат, которые можно назвать критерием оптимизации.
В связи с требованиями экономической целесообразности принимаемых технических решений особую актуальность приобретают исследования связанные с нахождением оптимальных параметров. Исследованиями многих авторов [1 ё 6] показано, что даже приближение выбираемых параметров к оптимальным обеспечивает высокий экономический эффект.
Необходимым условием правильного выбора оптимальных параметров систем электроснабжения при задании требуемых количественных и качественных характеристик систем является учет технических ограничений задаваемых исходной информацией при проведении оптимизации.
Огромные масштабы развития промышленных предприятий, высокие темпы роста производства и потребления электрической энергии ставят перед наукой и практикой все более сложные задачи, связанные с нахождением оптимальных решений при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения.
К настоящему времени выполнено большое количество работ посвященных оптимизации систем электроснабжения: промышленных предприятий в различных отраслях, а также отдельных параметров систем электроснабжения. При этом используются различные математические методы, широко применяются современные средства вычислительной техники. Полученные результаты могут использоваться при реальном проектировании систем электроснабжения предприятий. Вместе с тем каждый из применяемых методов оптимизации имеет свои недостатки, обусловленные, прежде всего принимаемыми исходными допущениями при построении математических моделей объектов. Эти недостатки сужают область применения методов оптимизации и являются основанием для дальнейшего совершенствования методов.
Кроме того, некоторые параметры систем электроснабжения и вопросы их оптимизации до настоящего времени рассмотрены недостаточно. К ним в частности относятся габаритно-стоимостные параметры линий электропередач и электропроводок напряжением до 1000 В и потеря напряжения в линиях электропередачи.
Из выше изложенного следует, что проблема оптимизации параметров систем электроснабжения промышленных предприятий имеет важ-
124
НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
ное народно-хозяйственное значение и является актуальной, т.к. соответствует государственной программе энергосбережения Республики Казахстан.
Так как, рациональное построение систем электроснабжения определяется решением следующих главных технико-экономических задач:
- определение рационального размещения подстанций на территории предприятий с учетом планируемого роста электрических нагрузок;
- определение рационального напряжения;
- выбор экономически целесообразных сечений проводов жил и кабелей.
Указанные технико-экономические задачи по своему характеру относятся к оптимизационным. Для решения оптимизационных задач применяются разнообразные методы. В настоящее время существует множество работ посвященных вопросам оптимизации перечисленных выше задач [1 ё 6]. Однако, до настоящего времени не предложено удобной в практическом применении методики позволяющей выполнить оптимальное построение системы внутреннего электроснабжения предприятия.
Следует отметить, что вопросы, связанные с определением рациональных напряжений и связанные с ними вопросы определения рационального числа трансформации в настоящее время, как правило, имеют очень большое число ограничений. Всегда заданы возможные варианты величины питающего напряжения, причем его зависимость на технико-экономические показатели системы хорошо изучена [1]. Величина внутреннего электроснабжения предприятий также определяется современным состоянием выпуска электротехнического и технологического оборудование. Хотя давно известно, что повышение величины внутреннего напряжения предприятий дает значительный экономический эффект, полный переход на более высокое напряжение по сравнению с применяемым в настоящее время, потребует очень больших капитальных затрат, кроме того, появятся трудности с заменой и ремонтом электрооборудования. Поэтому применение новых значений величин внутреннего напряжения, например, 20 кВ вместо б - 10 кВ, 0,66 кВ вместо 0,38 кВ целесообразно использовать только для крупных вновь строящихся предприятий. Причем величина напряжения не влияет на качественное соотношение других параметров сети электроснабжения: количество и месторасположение подстанций, оптимальную длину и сечение линий электропередачи, т.к. эти параметры будут изменяться пропорционально величине напряжения.
Таким образом, к основным параметрам сети внутреннего электро-
Nq2, 2004 г.
125
снабжения предприятий в настоящее время относятся: число и мощность потребительских (цеховых) подстанций, место их расположения, длина и сечение линий 6 - 10 кВ и 0,38 кВ. Эти параметры взаимно влияют друг на друга и оптимальным будет являться такое построение системы электроснабжения, при котором суммарные приведенные затраты на систему будут минимальными.
При определении оптимальных параметров сети электроснабжения всегда требуется построить математическую модель системы. Ввиду большого многообразия исходных условий, учет всех факторов определяющих систему электроснабжения представляет сложную задачу. Точный учет и не требуется, т.к. полученные выводы должны отражать характер технико-экономических закономерностей сети электроснабжения и определять порядок значений ее экономических критериев. Следует помнить, что независимо от метода решения поставленной задачи окончательные выводы при конкретном проектировании всегда должны уточняться в соответствии с местными условиями.
Используя понятие об оптимальной потере напряжения в сети, можно построить систему электроснабжения с оптимальными параметрами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Федоров A.A. Теоретические основы электроснабжения промышленных предприятий. - М.: Энергия, 1976. - 272 с.
2. Гордиевский И.Г., Лоркипанидзе В.Д, Оптимизация параметров электрических сетей. - М.: Энергия, 1978. - 144 с.
3. Методы оптимизации режимов энергосистем. /Под ред. Б.М. Горнштейна. -М.: Энергоиздат, 1981. - 336 с.
4. Арнон Б.Д., Журавлев В.Г. Применение динамического программирования к задачам электроэнергетики. - Кишинев: Штиница. 1981. - 134 с.
5. Городничев A.B. Выбор оптимальных параметров городских кабельных сетей 380/220 В. Труды Всесоюзного НИИ электроэнергетики. Выпуск 30. - М,, 1967. -С. 16-30.
6. Зейлигер А.Н., Лисочкина Т.В., Хобочев Л.Д. Экономические основы оптимизации и проектирования энергетических систем. - Л.: Энергия, 1977. - 74 с.
7. Инструкция по определению экономической эффективности капитальных вложений в развитие энергетического хозяйства. - М.: Энергия, 1983. - 56 с.
