CC BY
102
Решением системы уравнений (3) определяются значения напряжений в узлах схемы для всех проводов ВЛ. Полученные напряжения позволяют рассчитать токи в проводах ГТ для каждого из пролетов по обе стороны от опор, с учетом параметров элементов связей.
Список литературы
1. Правила проектирования, строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи на воздушных линиях электропередачи напряжением 110 кВ и выше. -Министерство топлива и энергетики РФ, РАО "ЕЭС России", 1999.
2. Методические указания по расчету термической устойчивости грозозащитных тросов воздушных линий электропередач. Москва 2004. Научно-исследовательский институт электроэнергетики, ОАО «ВНИИЭ» - 63с.
3. Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования. Крючков П.П., Неклепаев Б.Н., Старшинов В.А. Академия 2006.-416с.
УДК 621.311.316.338
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НА ОСНОВЕ ХАРАКТЕРНЫХ СУТОЧНЫХ ГРАФИКОВ НАГРУЗОК
А. Г. Саидходжаев
Ташкентский государственный технический университет, Узбекистан, г. Ташкент. anvarsaidkhodjaev@yandex. ги
В статье рассматривается вопросы расчета, электрических нагрузок систем электроснабжения городов. На основе патентов и комплекса программ ЭВМ предлагается новые способы расчетов городских
.
В Республике Узбекистан широким фронтом идет модернизация и реконструкция существующих и проектируемых новых городских электрических сетей, строительство новых, энергоэффективных паро-газотурбинных установок электростанций, замена индукционных старых счетчиков с низким классом точности, на более новые системы учета энергии - автоматизированную систему коммерческого учета энергии (АСКУЭ). На эти цели привлечены иностранные инвестиции.
в том числе Всемирного банка развития, Азиатского банка развития, Корейских, Японских, Российских инвесторов и др., а совместное узбекское-китайское предприятие уже несколько лет выпускает универсальные электронные счетчики, но их выпускают в недостаточном количестве, так как необходимо более 5,3 млн. счетчиков. В результате
до 2016-2018 года энергетика Узбекистана будет развиваться опере-
мость.
Электропотребление в городах на коммунально-бытовые нужды ранее составляло около 11% процентов от общего электропотребления, а промышленность более 60%. В настоящее время электропотребление промышленностью составляет менее 40%, а электропотребление на коммунально-бытовые нужды, в который входят электропотребление жилых и общественных зданий, городской электротранспорт, уличное и рекламное освещение, водопровод и канализация, более 40%. В связи с этим точный и оптимальный расчет системы электроснабжения городов является актуальной задачей и требует нового подхода, новых методов расчета.
Основополагающим этапом при проектировании, планировании и
-
ется определение расчетных электрических нагрузок. Исследования показали, что нагрузка в любом элементе городской сети является функцией большого числа факторов и их многочисленных случайных сочетаний и изменений во времени. Следовательно, и все величины, рассчитанные на основе электрических нагрузок, будут величинами вероятностными - функциями случайных переменных электрических нагрузок. Их величиной в значительной степени определяются конфигурация электрической сети, и выбор ее параметров. Это обстоятель-
-
-
ских нагрузок потребителей заданных стохастическими величинами, по каждому часу или получасу суток 24-48 варианта. Такой расчет
позволяет иметь реальную картину режима сети по каждому часу и
-
дам, с учетом перспективы развития.
На базе системного подхода, информационно-аналитических моделей электропотребления, решение комплексной проблемы оптимизации электрических режимов и энергосбережения всех структурных
-
чительный народно-хозяйственный эффект, выражающийся в снижении потерь электроэнергии, экономии цветного металла, повышении надежности и качества электроэнергии, энергосбережения в городских
сетях. В последние годы наблюдается тенденция к резкому увеличению доли электропотребления коммунально-бытового и общественного сектора в общем электропотреблении городов. Важной составляющей коммунально-бытовой нагрузки является нагрузка общественных
-
мой мощности предприятиями малого и среднего бизнеса. Электрическая нагрузка городских сетей играет большую роль в формировании
-
териалом при проектировании новых и реконструкции существующих городских электрических сетей. Вследствие этого изучение действительных нагрузок, их правильное определение и прогнозирование, позволяет, с одной стороны, обеспечить высококачественное электроснабжение потребителей, а с другой - дает возможность в городских сетях избежать лишнего расходования денежных средств, трансформаторной мощности и кабельной продукции, получить высокую энергоэффективность и энергосбережение.
Известны способы определения максимальной электрической нагрузки однотипных установок, основанные на измерении средних нагрузок отдельных установок за интервал заданной длительности 1 (1=8 ч. или 0,5 ч.) с переменной начальной точкой измерения. Это методы коэффициента спроса, удельной нагрузки, метод упорядоченных диаграмм и др. При этом число установок, на которых производились измерения, составляли 20% от общего числа установок, но не менее 15 штук. Измерения проводились многократно.
Эти способы, предложенные в 1937 году по существу используются и в настоящее время, для определения расчетной нагрузки в строительных нормах и правилах (СНиП) Курилиш меъёр-лари ва коидалари КМ К 2.04.17-98 «Электрооборудование жилых и общественных зданий». -Т.: «Госкомархитектстрой» РУз и в Инструкции по проектированию городских электрических сетей РД 34.20.185 -94 ЕЭС России.
Недостатками известных способов являются:
- низкая точность;
- отличие от реальных нагрузок, особенно суммарных нагрузок;
- значительные погрешности расчёта, не учитывают вероятностный характер электрических нагрузок городской сети;
- не учитывают фактор времени собственного максимума электрических нагрузок каждого потребителя, коэффициент участия в максимуме и коэффициент совмещения максимумов имеют
.
Кроме того, эти методы в условиях рыночной экономики не позволяют определить суммарную расчетную нагрузку, эти способы
предназначены для установок с регулярным режимом работы и требуют большого количества дополнительных измерений.
Предложенный A.A. Федоровым в 1980 г. вероятностно-
статистический метод, можно реализовать, когда есть данные по всем
-
мо, этот известный способ определения максимальной электрической нагрузки групп однотипных установок (в нефтегазовой отрасли) [SU № 796765, МКИ G 01 R 21/00, 15.01.1981] использовали Новиков С.Я., Новиков Я.М., а искомую расчетную величину нашел как наибольшую из сочетаний измеренных нагрузок при вероятности её появления в пределах 0,4 - 0,5. Этот способ тоже имеет недостатки: невозможно определить суммарные нагрузки систем электроснабжения таких как
ТП, РП, ГПП, ЦП. этим методом. Кроме того, определение макси-
ственного максимума электрических нагрузок каждого в отдельности потребителя в результате при определении максимальной нагрузки
возникают значительные отличия от реальных нагрузок. Также осно-
-
ской нагрузки согласно известному способу относится только к группе
-
ной нагрузки в пределах 0,4 - 0,5, это дает не достаточно точную опре-
.
-
ния конкретных сетевых задач. Наиболее точно расчет максимальных нагрузок в элементах сети можно выполнить на основе фактических графиков нагрузки потребителей, используя вероятностно-статистические методы расчета. Статистические методы позволяют сделать заключение об общих вероятностных характеристиках данного процесса изменения суточных графиков нагрузки (математического ожидания, среднеквадратического отклонения, вероятностях, законах распределения и т.д.) на основе относительно небольшого количества наблюдений (не менее 60 измерений для каждого объекта по распределению Стюдента). В этом случае мы рассматриваем полученную информацию как некоторую пробную группу или случайную выборку, как бы наугад взятую из генеральной совокупности, т.е. из того весьма
.
--
пределений. Тогда согласно проведенным измерениям автора, которые проходили для каждой точки электрической сети в течении " 1 " дней, на " m " однотипных объектах с матрицей У,, " п " исходных точек нагрузки в каждом интервале суточного графика:
- математическое ожидание для построения типового графика нагрузки однородных потребителей будет равно средней максимальной величине по данным типа потребителей из средних максимальных суточных по объектам, построенных на основе средних максимальных получасовых или часовых нагрузок, т.е.
т i п
ЕХХг,
Ш
р =
cpi
1=1 У=1 7=1
m ln
где Рср1 - математическое ожидание случайной нагрузки (аналогия среднего максимального из средних максимальных измеренных величин); Tij - матрица исходных значений величины нагрузки суточного графика; п - количество точек измеряемой величины суточного графика на получасовом или часовом интервале; I - количество дней проведенных измерений нагрузки в каждой точке электрической сети; m -количество объектов однородных потребителей, принятых в качестве экспериментальных.
Тогда, соответственно, среднеквадратическое отклонение равно:
а- -
р'
л/а
р=1
Е
у=1 j=1
2
УГР
-(
Z
/5=1
s
y=1
j=1
)2
т 1п т 1п
Величина измеренной нагрузки суточного графика может быть задана в виде матрицы Уу - тока или мощности, где 1 - строки (при получасовых интервалах I = 48 в сутки, при часовых интервалах 1 = 24); j - столбцы матрицы (при 5-минутных приращениях кривой нагрузки в получасовом интервале имеем j = 7, при часовом j = 13 которое потребовалось бы для непосредственного определения X и ох.
Задача состоит в правильном и точном определении аналитической формулы, выражающей вид и форму кривой суточного графика каждого электроприемника или электропотребителя, на основе характерных (типовых) графиков электрических нагрузок.
-
биваются на отдельные отрезки, которые решаются с помощью Сплайн функций (уравнений 3 порядка), причем наиболее универсальной является формула найденная из 24 уравнений на основе сплайн-функции 3 порядка, которая общем виде
ад= и
;=1,...24
и после суммирования всех отрезков получаем общее уравнение кривой суточного графика электрических нагрузок данного типа электропотребителей.
--
.
Суть предложенного комплексного метода расчета электрических нагрузок заключается в следующем:
- вначале на базе многочисленных экспериментальных исследований городских электроприемников и электропотребителей, используя математический аппарат теории вероятностей, построены характерные (типовые, образцовые) суточные графики электрических нагрузок (практически полный набор) городских электро.
- далее на основе этих характерных суточных графиков опреде-
-
го потребления электроэнергии с 15 и 30 минутным максимумом (интервалом) каждого в отдельности типа электропотребителя, используя методы: Лагранжа, Ньютона, Стерлинга, Бесселя, Че-бышева и сплайн-функции 3 порядка и др.
Таким образом, определяется формула описывающая кривую суточного графика нагрузок, близко совпадающая с характерным (типовым) графиком. Для каждого типа потребителя свое уравнение кривой и своя формула расчета. Это позволяет, определить на уровнях низких напряжений электрических сетей системы электроснабжения города, используя практический набор характерных (типовых) суточных графиков нагрузки и установленную (номинальную) мощность с вероятностным коэффициентом 0,75 - 0,9 определить 15 и 30 минутную максимальную электрическую нагрузку, то есть максимальную (расчетную) величину электрической нагрузки отдельных электропотребителей, составляющих электрическую сеть, определяют как наибольшую по значению из всех измеренных периодов, характерных суточных графиков с максимумом электрических нагрузок в 15 или 30 ми.
Расчет электрических нагрузок на ТП, РП, ГПП, ЦП и линиях 6-ЮкВ, а также на уровнях высокого напряжения (2-5) системы электроснабжения следует вести на основе суточных графиков электрических нагрузок 24-48 варианта по каждому периоду, путём наложения суточных графиков, суммарный полученный максимум нагрузки будет
-
кого напряжения системы электроснабжения города, без всяких коэффициентов участия в максимуме и коэффициента совмещения и т.п.,
которые увеличивают погрешность расчетов, т.е. наиболее точно суммарная смешанная нагрузка определяется на трансформаторном пункте (ТП), распределительном пункте (РП), главной понизительной подстанции (ГПП), центре питания (ЦП), на основе характерных суточных графиков нагрузки потребителей, входящих в эту электрическую сеть, для каждого временного промежутка (30, 60 мин) суточного графика, начиная с нуля часов, путём наложения суточных графиков, а искомую величину суммарной электрической нагрузки находят как наибольшую из сочетаний вариантов измеренных нагрузок (48, 24 вариантов) по каждому промежутку суточного графика электрических нагрузок, входящих в эту электросеть. В результате расчет получается точным и бо-
-
стей изменения режима нагрузки, фактора времени максимума нагрузки каждого электроприемника и электропотребителя, входящего в эту
электрическую сеть системы электроснабжения города. Расчётная
-
ных зданий на напряжение 0,38 кВ., является единичной расчётной нагрузкой на ТП или РП при напряжении 6-10 кВ, а расчетная суммарная нагрузка городских сетей 6-10 кВ является исходной расчетной нагрузкой для системы электроснабжения города на напряжении 35110 кВ. Сложение активных мощностей необходимо производить согласно вероятностно-статистической методике расчета электрических нагрузок по формуле:
где: С! - коэффициенты распределения схем; Р - математическое ожидание нагрузки ¿-го потребителя; <7— - среднеквадратичное от-
I
клонение нагрузки ¿-го потребителя.
:
а) математическое ожидание
п
Рй = Сц Р1+ С, 2 Р 2+ С, 3 Р3+- + С,пРп= XСР.
б) среднеквадратичное отклонение
При определении суммарной нагрузки неоднородных потребителей используется для каждого рассчитываемого часа следующее выражение:
а) математическое ожидание
_ \( п _У ( п _Л2
б) среднеквадратичное отклонение
I _ n _ n
а-= cos^ api + aQ
V 7=1 7=1
Нагрузку с учетом динамики её ежегодного роста можно выразит з ависимостью:
а) математическое ожидание
St=S~0 (l + aУ
б) среднеквадратичное отклонение
<ъ = S it t+ V2
или
a~st=„+Slt2
Преимущество нового метода заключается в том, что он при определении расчётных нагрузок более точно и достоверно отражает действительные суммарные нагрузки в электрических сетях, так как расчет ведется с помощь разработанных 3 программных продуктов
ПК ЭВМ, используя АСКУЭ, автоматизируется сам процесс расчета
-
ских сетей. Применение информационно-аналитической модели АСКУЭ и персональных компьютеров (ПК) для расчета и проектирования систем электроснабжения городов, жилых и общественных зда-
-
щей политике в энергетике. Список литературы
1. Саидходжаев А.Г., Тешабаев Б.М. Способ определения максимальной электрической нагрузки электрической сети и способ
определения максимальной электрической нагрузки отдельных электропотребителей. Патент № 1АР 04216 (1АР 20060404).
2. Саидходжаев А.Г., Эшов А.Т. Комплекс программных средств
-
ских нагрузок систем электроснабжения городов. Патент ОСи № 02278 (БОИ 20110130).
3. Волобринский С.Д. и др. «Электрические нагрузки промышленных предприятий». -Л.: «Энергия», 1971, с. 9-17.
4. «Строительные нормы и правила (СНиП)» Курилиш меъёрлари ва ко и дал ар и КМК 2.04.17-98. «Электрооборудование жилых и общественных зданий». Ташкент,«Госкомархитектстрой», РУз., 1998.
5. «Инструкция по проектированию городских электрических сетей». РД 34.20.185 - 94.М.: «ЕЭС России», 1994.
6. Новиков С. Я., Новиков Я. М. «Способ определения максимальной электрической нагрузки групп однотипных установок». А.с.796765, Куйбышевское отделение ВГНИПИ «ВНИИПРОЕКТЭЛЕКТРОМОНТАЖ». Бюллетень №2, 25.01.1981.
УДК [621.317.38 + 621.3.088.2]: 378.095
ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ АДЕКВАТНОСТИ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В УСЛОВИЯХ ФГБОУ ВПО «МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТ ИМ. Г.И. НОСОВА»
А.Н. Шеметов, Е.К. Муссиров, П.А. Шулепов
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Россия, г. Магнитогорск shemetow-a-n@yandex. ги
В соответствии с Федеральным законом «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» [1], для всех предприятий, имеющих в своем составе энергетическое хозяйство, обязательным является проведение энергетических обследований и наличие
.
При подготовке к внешнему энергоаудиту необходимо выполнить ряд подготовительных мероприятий, которые принято называть «Целевым энергетическим мониторингом» (ЦЭМ) [2-3]:
1) наладить систему корректного учета потребления энергоресурсов (электроэнергии, газов и воды) посредством системы счетчиков
;
