Материал: Лекции полнотью

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

8

Ен 1/ Тнорм.

(16.13)

Эта величина носит название нормативного коэффициента сравнительной эффективности капитальных вложений. Для электроэнергетики зна-

чение Ен 0.12 .

Приведенные затраты для произвольного (k-го) варианта записываются в виде:

Зk Eн Kk Иk .

(16.14)

Критерий выбора оптимальною варианта [4]:

Зk min .

(16.15)

Применительно к электрическим сетям этот критерий формулирует-

ся следующим образом: оптимальному варианту электрической сети соответствует наименьшее значение приведенных затрат на ее сооружение и эксплуатацию.

В составе приведенных затрат может быть учтен вероятный среднегодовой ущерб от недоотпуска электроэнергии потребителям У k . Выражение для суммарных приведенных затрат имеет наиболее общий вид:

З k Eн K k И k У k .

(16.16)

В современной проектной практике затраты обычно приводятся к первому году расчетного периода. В этом случае выражение (16.16) примет вид:

Т

/ 1 Eн t 1 .

 

З k 1 Eн K k ,t И k ,t

(16.17)

t 1

При сопоставлении отдельных объектов или небольших сетевых узлов равноэкономичными считаются варианты, значений приведенных затрат для которых отличаются не более чем на 5%. Выбор варианта из числа равноэкономичных производится с учетом ряда дополнительных характеристик, которые обычно не имеют строгих экономических эквивалентов. К ним относятся простота, надежность и оперативная гибкость схемы, возможность ее дальнейшего развития (расширения) при росте нагрузок, удобство эксплуатации, расхода цветного метала на провода и количество потребного электрооборудования и т.п.

1

Лекция №17

17.1. Затраты на возмещение потерь мощности электроэнергии в элементах электрической сети

17.1.1. Определение потерь электроэнергии

Потери мощности и электроэнергии в любом элементе электрической сети состоят из двух компонентов, один из которых (с индексом «штрих») соответствует потерям в продольных ветвях, а второй (с индексом «два штриха») - в поперечных:

 

 

(17.1)

Эi Эi

Эi .

Величина Эi` и соответствующая ей величина

Pi` зависят от про-

текающего в продольной ветви тока (от передаваемой через элемент мощности), и поэтому данные потерн

Pi

Pi,1 Pi,нб

 

 

 

 

 

 

 

 

называются нагрузочными

(или

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

условно - переменнымп). Вторая

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6

 

 

Pi, j

 

 

 

 

 

 

 

составляющая ( Э , P ) не за-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

i

 

 

 

 

 

 

 

Pi,m

Pi,нм

 

висит

от

передаваемой

через

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

элемент

мощности,

и

поэтому

t1

 

t j

 

 

t m

t, ч

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

данные

 

потери

называются

2

 

 

a)

Тнб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8760

 

 

 

Pi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

условно

-

постоянными (потери

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

холостого

хода

трансформатор-

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ного оборудования, потери на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

корону,

диэлектрические потери

0,2

 

 

 

 

 

 

 

t, ч

 

в кабелях и конденсаторах и т.п.).

0 1000

 

5000

7000

 

 

 

Пусть

годовой

график

3000

8760

 

 

 

 

 

активной

нагрузки

рассматрива-

 

2000

б) 6000

8000

 

 

 

 

 

 

 

емого

 

 

i-го

элемента,

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.17.1. Годовые графики нагрузки по

есть Pi

f t , имеет вид,

показан-

продолжительности

 

(а),

 

 

квадратов

 

 

 

ный на рис.17.1, а. Потери мощ-

нагрузки по продолжительности (б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ности

в

сопротивлении

ri

, для

произвольной (j-й) ступени этого графика продолжительностью t j определяются:

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

Pij

 

 

 

Pij

3 Iij ri

 

 

 

ri .

(17.2)

 

 

Uiнно cos i

 

 

 

 

 

 

 

Потери электроэнергии в сопротивлении ri

за период времени t j

(для j-й ступени графика) определяются:

Э

P

t

,

(17.2)

ij

ij

j

 

 

за весь год:

 

 

m

 

 

m

 

 

 

 

Э

 

 

Э

 

 

P

t

j

(17.2)

i

 

ij

 

ij

 

 

 

 

j 1

 

 

j 1

 

 

 

 

Выражение (17.2) для годовых потерь электроэнергии в сопротивлении ri можно переписать в форме:

Э

P

t

.

(17.5)

i

iии

j

 

 

Время потерь является некоторой функцией числа часов использования максимальной нагрузки, то есть ri f Tибi (рис17.1,б).

Связь между Tибi и ri приближенно устанавливается следующей эм-

пирической формулой:

 

 

 

r 0.124 T

10 4 2 8760.

(17.6)

i

ибi

 

 

Вторая составляющая суммарных потерь электроэнергии в i-м

элементе Э``i , не зависящая от передаваемой по нему мощности, прибли-

женно определяется через соответствующие потери активной мощности в активных проводимостях поперечных ветвей схемы замещения и число часов

работы элемента в году («время включения» - Твкл ):

 

 

 

Tвклi

(17.7)

Эi Pi

Значение Твкл для воздушных

и

кабальных линий,

а также для

трансформаторного оборудования в проектных расчетах принимается равным 8760 ч а для компенсирующих устройств (синхронные компенсаторы, комплектные конденсаторные установки, шунтирующие реакторы) - в зависимости от графика их работы.

Суммарные потери электроэнергии в элементах электрических сетей

3

достигают значительных величин, составляя для различных энергосистем (5 – 15)% от поступающей в сеть электроэнергии в зависимости от плотности

графиков нагрузки, конфигурации сети, количества ступеней трансформации и других факторов.

17.1.2. Определение затрат на возмещение потерь

Затраты на возмещение потерь мощности и электроэнергии в i-м элементе сети в соответствии с двумя категориями потерь Эi , Эi имеют две со-

ставляющие:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З

потi

З

 

З

,

 

 

 

 

(17.8)

 

 

 

 

потi

потi

 

 

 

 

 

 

где с учетом (17.5) и (17.7):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З

з

Э з

P

 

,

 

(17.9)

 

 

 

 

потi

э i

 

i

э i

i НБ

i

 

 

 

 

 

 

З

з

Э

з

P

T

 

.

(17.9)

 

 

 

 

потi

э i

 

i

э i

i НБ

ВКЛ i

 

 

Здесь з

,

з

- удельные затраты на возмещение потерь мощности и элек-

Э i

 

Э i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

троэнергии соответственно зависящих и не зависящих от нагрузки. Они характеризуют всю совокупность расходов энергосистемы по выработке и передаче дополнительной электроэнергии, идущей на покрытие потерь величины зЭ были дифференцированы по четырем группам ОЭС, расположенным в

различных регионах страны - европейской части, Сибири, Казахстане и Средней Азии, а также на Востоке азиатской части России.

Годовые затраты на возмещение потерь мощности и электроэнергии в i-м элементе проектирую мой сети для k-го варианта:

 

m

 

Зпо т k

Зпо тi ,

(17.10)

j 1

где m - общее число учитываемых при сравнении вариантов элементов сети, то есть элементов, имеющих неодинаковые технические характеристики в сопоставляемых вариантах.

17.1.3. Определение ущерба от перерывов электроснабжения

Вероятный годовой ущерб от перерывов электроснабжения узла нагрузки мощностью Риб k - м варианте схемы сети определяется как сумма ущербов от аварийных и плановых отключений потребителей:

4

У k Увk УПk ,

(17.12)

где Увk , УПk - математические ожидания ущербов от вынужденных и плано-

вых простоев элементов схемы сети. В свою очередь,

Увk

РНБ Кв.эk ,

(17.13)

Упk

РНБ Кп.эk .

(17.14)

Здесь Кв.эk , Кпв.эk - эквивалентные коэффициенты вынужденного и планового

простоев;, - расчетные годовые удельные ущербы от аварийных и плановых огра-

ничении электроснабжения, тыс. руб/( кВт год );- степень ограничения потребителей.

17.2. Выбор номинального напряжения сети

Наиболее целесообразна формула Стилла:

U кв 4.34

L км 0.016 Р квт

(17.15)

и формула А. М. Залесского:

U кв Р квт 0.1 0.015 L км . (17.15)

рая справедлива для линий

больших

Р, МВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мощностей с длинами, достигающими

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000 км. Как та, так и другая формулы

900

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

позволяют определить только лишь ори-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 500 кВ

 

 

 

ентировочное значение

номинального

 

 

 

 

 

 

 

 

700

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

напряжения линии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

330 кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ориентировочно

области эко-

500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

номически целесообразных

значений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220 кВ

 

 

 

 

 

 

номинального напряжения для различ-

300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ных сочетаний длин линии и передавае-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мой мощности могут быть установлены

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200 400 600 800 l, км

с помощью характеристик, показанных

 

Первая из них дает приемлемые результаты при длинах линий,

меньших 250 км, и передаваемых мощностях, не превышающих 60 Мвт. Вто-

на рис.17.2. В табл. 17.1 приведены дан-

Рис.17.2. Экономически целесооб-

разные напряжения