CC BY
325) ограничение продолжительности холостого хода двигателя и сварочных трансформаторов, сокращение длительности и рассредоточение во время пуска крупных ЭП;
6) улучшение качества ремонта электродвигателей, уменьшение переходных сопротивлений контактных соединений;
7) отключение при малой нагрузке (например, в ночное время, в выходные и праздничные дни) части силовых трансформаторов.
Список литературы
1. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию [Текст]: в 2-х т. / А.В. Алистратов [и др.] / Под общ. ред. А.А. Федорова. М.: Энергоатомиздат, 1986. -Т.1. - 568с.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ВЫБОРА СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 110 КВ. И ВЫШЕ Султанов Р.А.1, Пак В.Е.2, Якубова Е.Е.3, Тимохин Р.В.4, Лавренчук О.Э.5
1Султанов Рахман Алимирзаевич - студент;
2Пак Виктор Евгеньевич - студент;
3Якубова Екатерина Евгеньевна - студент;
4Тимохин Роман Владимирович - студент;
5Лавренчук Ольга Эдуардовна - студент, специальность электроэнергетических сетей и системы, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ», г. Москва
Аннотация: в статье рассматриваются основные положения и факторы влияющие на выбор сечения проводов воздушной линии электропередачи. Определяется, что при выборе сечений проводов воздушной линии электропередачи решение определяется минимумом дисконтированных затрат. Минимум дисконтированных затрат определяется зависимостями конкурирующих эффектов - затратами на сооружение воздушной линии электропередачи и издержками на возмещение потерь мощности в проводах ВЛЭП.
Ключевые слова: воздушные линии электропередачи, оптимальное сечение проводов воздушной линии электропередачи, конкурирующие эффекты при выборе сечений проводов воздушной линии электропередачи.
УДК 621.31
Одним из основных элементов электроэнергетических систем (ЭЭС) и систем электроснабжения (СЭС) являются воздушные и кабельные линии электропередачи (ЛЭП), обеспечивающие транспорт электроэнергии от источников мощности до потребителей. Требования к ЛЭП все время возрастают, причем в первую очередь в отношении повышения надежности, увеличения пропускной способности и одновременно снижения потерь электроэнергии, уменьшения экологического влияния, сокращения полосы отчуждения. Сечение проводов - важнейший параметр линии электропередачи. С увеличением сечения проводов линии возрастают затраты на ее сооружение, ремонт и обслуживание. Но с другой стороны уменьшается стоимость потерь электроэнергии. Выбор экономически обоснованных сечений проводов воздушных линий электропередачи способствует повышению
конкурентоспособности энергоснабжающих организаций и снижению издержек на транспорт электроэнергии.
Экономическая эффективность сооружения и эксплуатации электроэнергетической системы в целом в значительной степени зависит от рационального построения электрических сетей. Как известно, в элементах электрических сетей теряется до 15% поступающей в сеть электроэнергии, причем основная часть этих потерь - это потери связанные с наличием активных сопротивлений ЛЭП и трансформаторов (ТР), т.е. потери на нагрев проводов ВЛ, жил кабелей и обмоток силовых трансформаторов. Доля потерь на нагрев в линиях электропередачи составляет около 70% от суммарных потерь. [1]
Наиболее радикальным способом снижения потерь электроэнергии является уменьшение активных сопротивлений проводов и жил кабелей. Если не рассматривать уменьшение активного сопротивления силового электрооборудования (ЛЭП, ТР) с помощью глубокого охлаждения, то снижение активного сопротивления связано с увеличением сечения проводников воздушной линии электропередач (ВЛЭП). При этом, увеличивается стоимость электрооборудования, капиталовложений и издержек на эксплуатацию, поэтому в дальнейшем будут учитываться следующие факторы[2]:
- затраты на возмещение потерь мощности и электроэнергии в проводах ВЛЭП;
- увеличение капиталовложений на сооружение ВЛЭП.
Поскольку эти два фактора при вариации значений поперечного сечения имеют противоположный характер изменения, то можно предположить, что функция приведенных затрат, в которую входят вышеприведённые факторы, имеет экстремум при некотором сечении. Сечение, которое соответствует минимальным затратам, следует считать экономически целесообразным. Эти соображения являются основополагающими разработанных методов выбора сечений проводов ВЛЭП. Также следует иметь ввиду, что задача выбора сечения должна решаться с учетом существующих технических ограничений. Число таких ограничений изменяется для ВЛЭП разных номинальных напряжений.
Каноническая формула дисконтированных затрат на сооружение и эксплуатацию электросетевого объекта за расчётный период Тр имеет вид [3]:
Зд = £ (К + - КлиШ) • (1 + Е)-1, (1)
1=1
где К и И^ - капиталовложения и издержки эксплуатации в год 1; Хликв1 -ликвидационная стоимость объекта на момент окончания расчётного периода (= Тр); Е - норматив дисконтирования (приведения разновременных затрат к началу расчётного периода).
Поскольку ликвидационная стоимость пропорциональна первоначальным капиталовложениям, то величина Зд зависит лишь от двух основных экономических параметров - стоимости сооружения ( Ксоор) и суммарных ежегодных эксплуатационных издержек (И^), в состав которых наряду с расходами на обслуживание и ремонт (Иобсл) входят и издержки на возмещение потерь электроэнергии (Ипот):
= Ио6сМ + ИпоШ . (2)
Альтернативные варианты сооружения электросетевого объекта в простейшем случае могут отличаться значениями некоторого одного технического параметра х, в качестве которого могут рассматриваться сечение проводов или жил кабелей, номинальное напряжение, число цепей линии электропередачи, число и мощность трансформаторов на понижающих подстанциях, мощность компенсирующих устройств и т.д.
Для i-го варианта объекта величина xt определяет значения как капиталовложений (Kit), так и издержек эксплуатации (И it). В большинстве случаев рост х связан с увеличением стоимости сооружения, но при этом обычно снижаются издержки на возмещение потерь электроэнергии (ЭЭ). Таким образом, изменение х сопровождаются возникновением двух конкурирующих эффектов, наличие которых определяет существование минимума функции Зд = /(х). Формально это обстоятельство отражается в функции затрат двумя слагаемыми, имеющими противоположный характер изменения с ростом х. При этом аналитическое представление функции (1.1) приобретает вид:
Зд — + *А\ * x + ^А.* x . (3)
Например, в частном случае при а1 = а2 = 1:
ЗД — А + А1 ■ x + А / x . (3a)
Дифференцирование этого выражения по х с приравниванием производной нулю позволяет найти оптимальное значение параметра х:
Хопт —у1 А2/ А1 . (4)
При его подстановке в (3а) определяется минимальное значение затрат:
ЗДmin — А + А1 VА' А + л — А + 2 VА' А . (5)
VA2 ! А1
При наличии экстремума функции (3) переменная х называется «оптимизируемым параметром», а сама функция - «целевой функцией оптимизации». Из (4) следует, что оптимальное значение х не зависит от постоянной составляющей затрат (А о) - оно определяется соотношением коэффициентов переменных слагаемых целевой функции, которые и представляют собой конкурирующие эффекты.
В практических электросетевых задачах переменные х1,., хп имеют дискретный и целочисленный характер. В этом случае целевая функция представляет собой дискретную технико-экономическую модель (ТЭМ) задачи. Для решения такой оптимизационной задачи обычно используются методы математического программирования и прежде всего динамического. Последний является наиболее целесообразным в тех случаях, когда необходимо рассматривать и изменение некоторых параметров во времени, т.е. решать задачу в динамической постановке.
Необходимо отметить, что в практических задачах на оптимизируемые параметры накладываются ограничения в виде предельных (минимальных и максимальных) значений из установленной номенклатуры (сечений проводов и жил кабелей, мощностей трансформаторов, компенсирующих устройств и т.п.). Эти предельные значения ограничивают область определения целевой функции. При решении задачи без учёта ограничений полученные оптимальные значения параметров могут оказаться вне указанной области. В этом случае в качестве условно оптимального может быть принято ближайшее из предельных значений, если при этом значение затрат незначительно превышает Здт1П. В противном случае исходные условия для решения задачи должны быть скорректированы.
Полученные в результате решения оптимизационной задачи экономически целесообразные значения параметров должны быть проверены на соответствие техническим ограничениям. Для линий электропередачи такими ограничениями являются [3]:
- длительно допустимый нагрев в стационарном режиме;
- кратковременно допустимый нагрев при перегрузках и при протекании токов короткого замыкания;
- условия механической прочности проводов ВЛЭП;
- условия ограничения отрицательных последствий явления коронного разряда на проводах ВЛЭП;
- условия обеспечения требуемых уровней напряжения у электроприёмников (для линий местных электрических сетей);
- условия согласования с действием защитных аппаратов (в сетях, защищаемых автоматическими выключателями и предохранителями от перегрузок и коротких замыканий).
Список литературы
1. Савина Н.В., Цысь Д.А., Оценка целесообразности применения методов экономической плотности тока и экономических токовых интервалов в современных условиях [Текст] // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2017. Т. 17, № 1 с 34 - 41.
2. Энергетическая стратегия России на период до 2035 года. М.; Изд-во РИА ТЭК, 2014.
3. Зуев Э.Н., Ефентьев С.Н. Задачи выбора экономических целесообразных сечений проводов и жил кабелей [Тескт]. М.; Изд-во МЭИ 2005. 83 с.
АНАЛИЗ СУБЪЕКТОВ РЫНКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ТАРИФА ЭЛЕКТРОЭНРЕГИИ ДЛЯ КОНЕЧНОГО ПОТРЕБИТЕЛЯ Султанов Р.А.1, Пак В.Е.2, Якубова Е.Е.3, Тимохин Р.В.4, Лавренчук О.Э.5
1Султанов Рахман Алимирзаевич - студент;
2Пак Виктор Евгеньевич - студент;
3Якубова Екатерина Евгеньевна - студент;
4Тимохин Роман Владимирович - студент;
5Лавренчук Ольга Эдуардовна - студент, специальность электроэнергетических сетей и системы, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ», г. Москва
Аннотация: в статье анализируются основные участники рынка электроэнергии, их роль и взаимодействие между друг другом. Рассматриваются этапы формирования тарифа на электроэнергию для конечного потребителя.
Ключевые слова: анализ, электроэнергетика, структура, тариф, рынок, субъекты.
Рынок электроэнергии и мощности - это структура, созданная для упрощения взаимодействия между производителями и потребителями электроэнергии и мощности, позволяющая всем его субъектам участвовать в покупке и продаже этих товаров. В настоящее время идет разделение рынков на оптовый и розничный, составляя двухуровневую систему.
На оптовом рынке участниками являются генерирующие, электросетевые компании, сбытовые организации, и крупные промышленные предприятия. На этом рынке происходят торги двух товаров - электроэнергии и мощности. В свою очередь, торговля на оптовом рынке электроэнергии возможна по трем различным видам организации сделок.
На рынке долгосрочных двухсторонних договоров происходит торговля по свободным двусторонним договорам (СДД) или по регулируемым договорам (РД).
42
