автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Исследование перспектив развития централизованного и децентрализованного электроснабжения республики Афганистан с учетом малой энергетики

I® -л 9 *

МОСКОВСКИЙ ордена ЛЕНИНА и ордена ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

МУХИБИ САФИУЛЛА

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО И ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ АФГАНИСТАН С УЧЕТОМ МАЛОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Специальность: 05.14.02

- Электрические станции (электрическая часть), сети, электрические системы и управление ими

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

/V

Москва 1991 г.

Работа выполнена на кафедре электроэнергетических сиотем Московского ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетического института.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

C.B. НАДВДИН

Научный консультант - кандидат технических наук, доцент

Н.К. МАЛИНИН

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

В.И. ОБРЕЗКОВ;

кандидат технических наук, доцент И.Г. ГОРДИЕВОКИЯ

Ведущая организация - ГШ и НИО "Энергосетьпроект"

г. Москва

Защита диосертации состоится 10 января 1992 года в-iKr чаоов на заседании специализированного Совета К 053.16.17 в Мооковоком энергетическом институте.

Адрес: 105835, ГСП, г. Ыооква, Е-250, ул. Краоноказармен-ная, дом 14, Ученый Совет МЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ.

Автореферат разослан декабря 1991 года.

Ученый секретарь специализированного Совета К 053.16.17

ОНИАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

| Актуальность работы. Современное ооотояние электроэнергети-ки"Республики Афганистан (РА), одной из наименее развитых стран Среднего Востока, находится на низком уровне своего развития. Всего лишь 6% населения РА имеют возможность пользоваться электрической энергией. Производство на душу населения в 1990 году составило 66 кВт.ч/год.чел.

Республика Афганистан является преимуиественно аграрной страной. При этом сельское население живет, как правило, в удаленных горных и труднодоступных регионах.

Страна располагает большими запасами гидроэнергетического потенциала, из которого в настоящее время используется лишь 1%.

Особенности социально-политического и экономического положения РА в настоящее время и в ближайшем будущем не позволяют считать единственно возможной стратегией развития энергетики страны, базирующейся только на централизованное обеспечение энергией населения, промышленности и сельского хозяйства. То же самое относится и к оценке в'перспективе роли традиционных электростанций, т.е. ТЭС, крупных ГЭС и особенно ДХ, ориентируемых на импортируемое топливо, цены на которое непрерывно растут. Причина сделанных выводов кроется в экономических возможностях РА как в настоящее время, так и на ближайшую перспективу.

В связи со сказанным выше, для РА особую значимость приобретают исследования, связанные с анализом различных стратегий развития электроэнергетики, и в том числе децентрализованного и централизованного обеспечения энергией потребителей. При этом наибольшие проблемы РА в области электроэнергетики связаны с г. Кабулом и его регионом, являющимся основным потребителем энергии в стране.

С другой стороны РА, обладающая значительными запасами возобновляемых источников энергии (ВИЗ) и, в первую очередь, гидроэнергией, заинтересована в исследовании возможностей ее использования в экономике. Следует также отметить, что с учетом имеоте-гося богатого опыта более 50 развивающихся стран мира, наиболее технологически развитой сегодня отрасли энергетики из всех ввдов ВИЗ.

Цель диссертационной работы. Целью данной работы в соответ-

ствии с постановкой задачи, является системный анализ современного состояния и перспектив централизованного и децентрализованного энергоснабжения Республики Афганистан с использованием традиционных и нетрадиционных возобновляемых источников энергии (малая гидроэнергетика).

Методы и средства выполнения исследований: исследования проводились на основе методов системного анализа с использованием ЭВ.1. Для решения отдельных задач применялись современные методы математического программирования. В частности, в работе использовались следующие методы:

- метод линейного учета для расчета валового гидроэнергетического потенциала водотоков бассейна реки Кабул;

- численный метод на основе частных производных для определения оптимальных параметров систем электроснабжения Кабула;

- методы Гаусса-Зейделя и классический метод Ньютона для раочета режимов электрических сетей.

Научная новизна работы:

- разработан комбинированный метод расчета валового гидроэнергетического потенциала водотоков при ограниченном объеме исходной информации;

- разработаны обобщенные типовые зависимости основных гидроэнергетических показателей по характерным типам рек бассейна р. Кабул;

- разработана модель суммарной длины неоднородной сети (воздушной и кабельной) 0,4 кВ на одну ТП в условиях города Кабула;

- определена зависимость удельных расчетных нагрузок коммунально-бытовых потребителей (с учетом опецифики электроприемников в домах Кабула) от количества потребителей;

- разработана технико-экономическая модель для района города о учетом количества ТП 15/0,4 кВ в функции от установленной мощности и плотнооти электрических нагрузок, а также целевая функция оптимизации для определения оптимальных параметров систем электроснабжения с учетом специфики потребителей Кабула;

- предложен подход к определению роста электропотребления страны на перспективу в случае отсутствия необходимой исходной информации. Сформулированы конкретные предложения по развитию энергетики РА и созданию объединенной энергетической сиотшы о стране.

Практическая ценность: результаты выполненного исследования предназначены для использования в условиях РА для паучно-обосно-ванного прогноза развития электроэнергетики и определения объемов и масштабов использования в энергетике нетрадиционных ВИЗ (малая гидроэнергетика). Впервые для РА выполнен системный анализ энергопотенциала малой гидроэнергетики бассейна р. Кабул с учетом неопределенного характера исходной информации для многих водотоков.

Получены научно-обоснованные значения технико-экономического потенциала МГЭ бассейна р. Кабул, которые позволяют оценить перспективы и возможности МГЗ в условиях РА,

Получены оптимальные значения параметров систем электроснабжения города Кабула. Сформулированы конкретные предложения по развитию энергетики РА. Разработанные методы и полученные результаты в данной работе могут быть использованы проектными организациями РА для обоснованного построения электроэнергетической системы в целом и систем электроснабжения города Кабула, а также организациями, занимающимися вопросами перспектив развития энергетики страны.

Апробация: основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались в ГПИ и Ю!0 "Знергосетьпроект", на научных семинарах кафедры электроэнергетических систем МЭИ в 1990-1991 г.г.

Публикация: по основному содержанию работы и полученным результатам имеется принятая к печати одна статья в журнале "Гидротехническое строительство".

Объем и структура диссертации: диссертационная работа изложена на 143 страницах машинописного текста, иллюстрируется 49 рисунками, 40 таблицами, состоит из 4 глав, введения, заключения, приложения и списка литературы из 00 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассматривается существующее положение энергетики и энергетические ресурсы Республики Афганистан.

Энергетические ресурсы РА распределены по территории страны крайне неравномерно. Отдельные районы резко отличаются друг от друга по масштабам энергетических ресурсов, их структуре и эконо-

мическим показателям. РА располагает запасами ископаемого топлива: каменного угля, природного газа и нефти. По своим запасам каменный уголь может использоваться в энергетике.

РА имеет большие запасы гидроэнергии. Гидропотенциал страны составляет 23000 Шт.

Возможность использования электрической энергии появилась в прошлом веке (1893 г.). Энергетика страны развивается в основном на базе ГЭС и небольших дизельных станций (ДХ). Облая установленная мощность всех электростанций по данным 1990 г. составляет 453,5 МВт, из них ГЭС - 260,85 МВт (57,7^), ТЭС - 157,71 МВт (34,750 и ДЭС - 34,95 МВт (7,7£).

На балансе министерства энергетики РА находятся 18 воздушных линий (BJI) 110-35 кВ общей протяженностью ШО км и две ВЛ 220 кВ протяженностью 120 км. Однако передача энергии по этил линиям пока осуществляется на напряжении НО кВ. функционируют 22 подстанции 110-35 кВ с установленной трансформаторной мощностью более 300 МВА, свыше 1000 трансформаторных пунктов, около 5000 км распределительных сетей 15, 6 и 0,4 кВ.

Вся страна разделена на 9 энергорайонов, из которых наиболее крупной является энергосистема Кабулэнерго. В последней сосредоточено почти 60% энергетических мощностей и ее доля составляет 75, потребления страны. Остальные энергорайони работают изолированно. Изучение и освоение собственных энергетических ресурсов РА значительно отстает от потребностей страны.

Работы по использовании солнечной энергии в РА начались несколько лет назад. Они еще находятся на начальной стадии из-за отсутствия профессиональных кадров.

3 условиях РА экономически оправданы, технически возможны и практически значимы следу кет; с направления использования солнечной дерган: - взгрев воды до температуры 70-90°С для бытовых нужд населения и технологических процессов в промышленности, - теплоснабжения небольших домов, - приготовление пиши.

Одним из перспективных эибргоресурсов мозшо считать гвергио изтра, хотя его ресурсную базу сложнее оценить. В РА наряду с использованием солнечной энергии следует поставить воа^оа об попелб-зовзиеи энергии ветра. Целесообразно будет рассмотреть праиеьйяка BSG в едином комплексе с KTSG и G2C.

Вторая глава поовяцеиэ наследованию возмолгюс.й Есиатьзгпа-

ния малой гидроэнергетики в РА, как одного из перспективных направлений развития электроснабжения труднодоступных и удалённых сельскохозяйственных регионов. Исследования выполнены с использованием основных положений системного подхода к рассматриваемой задаче.

Был проведен детальный анализ современного состояния, перспектив и существующих проблем в данной области. Установлено,что ограниченность и невозобновляемость запасов ископаемого топлива, повышение его стоимости, рост гначкмости социально-экологических факторов стали основными причинами повышения интереса к использованию нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ) как в развитых, так и, особенно, в развиваилихся странах. Для последних весьма характерным является наличие многочисленного и распределенного по всей территории страны сельского населения с небольшими и весьма специфическими видами нагрузки.

В то же время большая часть этих стран обладает значительными гидроэнергетическими потенциалами, которые могут служить основой для развития в них малой гидроэнергетики (МГЗ) гак весьма перспективного представителя НВИЭ.

Наиболее характерным для программ развития МГЭ в развивающихся странах является необходимость учета специфических особенностей МГЭ конкретно для каждой страны в отдельности и невозможности разработки унифицированных общих решений для всех стран мира.

Наличие значительного количества горных рек, вдоль которых, как правило, и располагаются населенные пункты, позволяет с большой степенью обоснованности рассматривать целесообразность развития гидроэнергетики в РА. Для этого был проведен детальный анализ потенциала ГЯ'Э РА для одного из характерных речных бассейнов страны - бассейна р. Кабул. Для оценки потенциала малой гидроэнергетики бассейна р. Кабул была обработана исходная информация по гидрологии за имеющиеся 10-15-летние периоды наблюдений за стоком на метеостанциях. Гидрологическая информация по ряду рек была обработана с использованием методов теории вероятности и математической статистики.

Были построены эмпирические кривые обеспеченности среднегодовых расходов. Всего было рассмотрено 12 основных рек бассейна р. Кабул, полностью определяющих собой гидроэнергетический потенциал данного бассейна.

Наличие достаточной информации только по 4-м рекам (рр. Кабул, Купар, Логар, Пандашер) потребовало разработки обобщенных типовых зависимостей, по ним и использование метода аналогии для возможности проведения соответствующих расчетов по другим рекам. Б работе был выполнен анализ зависимости определяющих показателей - V (отметки уровня води) и Q (расход води) от основных влияющее факторов. В результате чего установлено, что наиболее представительной здесь является длина реки L •

Таким образом, были определены зависимости V и Q от L в o.e. для 4-х рек бассейна р. Кабул.из числа указанных зависимостей в качестве примера приводятся только для р. Кабул (рис. I и таблица I).

Таблица I.

Реки Аналитическая зависимость Коэффициент Ошибка

Кабул V(L) ÖQf -0.98 а,г = 1,6 s «2Г -I.5Z влГ -o,ss 6,2

сию У tl=аа2+аих+агг1+аг}*3 До i -0,09 а,2= -0,18 -Ш asf -IM 5,5

Был проведен анализ современных методов расчета гидроэнергетического потенциала водотоков, разработан комбинированный метод, включающий в себя в качестве базисного - метод линейного учета, а также элементы существующих методов. В результате были получены водно-энергетические кадастровые характеристики всех основных водотоков бассейна реки Кабул. Они послужили основной для опенки возможностей ЫГЭ в рассматриваемом речном бассейне с учетом характера электрических нагрузок данного региона. В качестве исходных данных при этом использовались данные о месторасположении поселков вдоль исследуемых водотоков, а также о численности населения некоторых поселков в этом районе и в других бассейнах страны. В результате расчетов были получены две типовые функциональные зависимости ГПпос. от р,пишЬ рек^начиная от истока, г.е.ТПпв=Шпоса,

Первая зависимость соответствует водотокам, у которых населенные пункты находятся у подножья гор в долинах:

т'пас= + 0.061 (I)

Вторая зависимость соответствует водотокам, населенные пункты которых находятся непосредственно в горах:

тгпос = о,ооаб^+о,ои + ом (2>

Полученные данные по поселкам были проверены по имеющимся фактическим данным. Ошибка составляет менее допустимого значения 10/5. В итоге была определена электрическая нагрузка около 150 населенных пунктов, расположенных вдоль рек данного бассейна.

Полученные результаты расчетов позволили далее идентифицировать наиболее характерные диапазоны нагрузки для сельских поселков данного региона. Анализ результатов показал, что всех нагрузок не превышает 250 кВт при наиболее часто встречающейся нагрузке от 100 до 250 кВт (ЗС^). Полученная информация об энергетических возможностях водотоков, с одной стороны и потребностях электроэнергии, с другой, явились основой для дальнейшего анализа, в которо;." учитывались также и социально-экологические факторы. Была проверена возможность покрытия известных нагрузок населенных пунктов с помощью мини-ГХ мощностью до 250 кВт каждая, которые предлагается реализовать в виде ГХ по водотоку. Тип ГХ по созданию напора может быть реализован в зависимости от фактического уклона дна водотока: деривационные в горных условиях и плотинные -в предгорьях. С учетом фактических данных по рассматриваемому речному бассейну для реализации нагрузок до 250 кВт при расходах в диапазоне от 0,05 до 22,4 iß/a требуется создание напора от 44,6 до 0,32 м при коэффициенте мощности порядка 7,5 i- 8,0.

Анализ фактических условий РА указывает на реальную возможность создания подобных мини-ГХ. Проверка возможности покрытия заданных нагрузок в бассейне р. Кабул была проверена с учетом так называемого экономического радиуса потребителя нагрузки MTX , которых определяет то предельное расстояние, на которое экономически целесообразно передавать энергию от MTX с учетом экономики региона и рассчитывается обычно по формуле:

_ С-1-Э-Ы9(КгРГ-К9Ря*) (3)

где "эк ~ экономически оправдываемая протяженность ЛЗП, км;

Ц - расход горючесмазочного материала, отнесенный на I кВт.ч выработки ДХ кг/кВт.ч;

Э - годовая выработка электроэнергии ДХ, кВт.ч;

- установленная мощность ДОС, Р Р0, ЯЛ ~ коэффициенты суммарных нормативных отчислений от ® капзатрат соответственно по ГХ, ДХ и ЛЭП, С - расчетная стоимость I кг топлива, руб./кг, Кд, Кг - капитальные затраты по ГХ и соответственно ДХ, отнесенные на I кВт установленной мощности электростанции, руб. /км;

Кл - капитальные затраты, отнесенные на I км ЛЭП, руб/км; = На. - коэффициенты замещения.

В данной работе из-за отсутствия соответствующих данных по РА значения /?5К были определены на основе обобщения данных по о тра нам-а налогам.

В графическом виде представлен на рис. 2.

С использованием 1?Э1< далее были определены допустимые границы участка водотока вблизи рассматриваемой местной нагрузки Рнос^4) , возможные для сооружения МГХ. Подученные значения были сопоставлены с врасп- располагаемыми возможностями данного водотока, определяемой по формуле:

£расп ~ ^пос {

(4)

где Рпос - нагрузка I -го поселка, кВт;

iы^L)~ Удельная энергоемкость участка водотока в пределах

£в кВт/км. Сопоставление ¿допл к Рраспл позволило определить возможность покрытия местной нагрузки Рпдс ¿ {¿) с помощью МГХ по водотоку со специальным пассивным регулированием нагрузки (например - нагрев воды при избытке мощности МГХ или использование ее для производства какого-либо субпродукта).

Проведенные исследования для 12 основных рек бассейна р. Кабул позволили оценить величину экономического потенциала МГЭ в 1772 МВт/28,8/5 значения валового гидроэнергетического потенциала/. Била доказана принципиальная возможность обеспечения долговременного развития сельских и труднодоступных регионов ¡¡а базе МГЗ.

Полученные в работе результаты являются основой для более детальных расчетов по выбору и обоснованию параметров основного энергетического оборудования МГХ на основе решения задачи о путях развития МГЭ РА.

В третьей главе проведен анализ существующего состояния сис-

•Рис.1. Зависимость основных показателе": реки Кабул (отметки уровня воды V и расход воды А ) от длины реки 1*

теки электроснабжения Кабула. В первой части этой главы детально анализируются структуры электрических сетей 0,4 и 15 кВ, мощностей ТП 15/0,4 кВ, а таюхе сиотема внешнего электроснабжения города и источников питания. После анализа состояния СЭС г. Кабула обоснованы и сформулированы задачи оптимизации параметров электрических сетей данной системы.

Конкретные исследования выполнялись на основе топологической модели характерного района малоэтажной застройки, так гак в основном килие кварталы города относятся к этой категории застройки (1-2 этажа).

После всестороннего анализа публикаций по построению распределительных сетей 0,4 - 6 - 10 - 20 кВ было решено, что последующее развитие СЭС с применением напряжения 15 кВ экономически оправдано и не требует дальнейшего оптимизационного анализа.

Решение поставленной задачи потребовало разработки технико-экономической модели суммарной длшш неоднородной (воздушные и кабельные) сети 0,4 кВ приходящейся на одну ТП. Она должна учитывать такое выполнение сети. Анализ конкретной структуры построения сети 0,4 кВ позволил установить следующую модель суммарной длины для кабельной части этой сети (одной ТП).

£ ник = 5гп N^<0 (5)

где суммарная длина кабельной части сети 0,4 кВ, км;

5ТП - мощность ТП, кВА; <э - плотность нагрузки, МВт/км2; Ык - число табельных линий 0,4 кВ, отходящих от ТП; Л) - коэффициент конфигурации сети 0,4 кВ, равный 9,4.

Для воздушной части сети 0,4 кВ одной ТП была определена математическая модель в следующем виде г

'/г -/

5 тл <0 (6)

где Л/6 - количество воздушных линий, отходящих от ТП,

~ коэффициент конфигурации воздушной части сети 0,4 кВ в условиях Кабула, равный 0,65.

Таким образом, полная модель суммарной длины неоднородной

сети 0,4 кВ на одну ТП ,,,

'/2,-1 42. -1

^нн^ 5™ А/к ® +К2дтпМвб

В работе была найдена зависимость удельных расчетных нагрузок от количества домов, получающих электроэнергию по линия.) 0,4 кВ с учетом специфики состава электроприемников в домах и семьях г. Кабула.

Указанные модели и зависимости позволили в дальнейшем сформулировать целевую функцию оптимизации с учетом специфики по -строения электрических сстей г. Кабула и определить оптимальные параметры сети 0,4 кВ и мощности ТП 15/0,4 кВ.

В работе были проанализированы применяемые з облает:; электроснабжения городов оптимизационные методы. Для дальнейшего анализа был применен численный метод на основе частных производных по критерию минимума приведенных затрат.

Была определена технико-экономическая модель приведенных затрат для одной ТП в следующем виде

где З/хл - приведенные затраты нэ одну ТП;

Зтп ~ приведенные затраты на ТП;

3щтп)~ приведенные затраты сети 0,4 кВ;

Ли коэффициенты;

Р 1ГВ- соответственно сечения кабельных и воздушных линий сети 0,4 кВ, мм2.

При решении оптимизационной задачи учитываются технические ограничения по допустимым нагрузкам трансформаторов, допустимому нагреву проводов и кабелей, по допустимым наибольшим потерям напряжения в сети 0,4 кВ,,

В работе отмечается, что количество ТП ( И ) в районе города связано с мощностью ТП ( 5 тр) и плотностью нагрузки з районе ( <0 ). В связи с этим и в отличие от существующих в литературе подходов для последующего анализа были определены зависимости Г1гп = $ на основе конкретного района города Кабула.

П та ~ В (8)

где В = 0,69 - постоянный коэффициент.

С учетом приведенных выше зависимостей была сформирована

целевая функция суммарных затрат по ТП 15/0,4 кВ для некоторого

района о _ „ з

II Опп

После преобразований получили следующую технико-экономичеокую модель суммарных приведенных затрат по ТП 15/0,4 кВ и линиям 0,4кВ района города ^

3- С, £тп 6 + сг(э + СзЫк + С^н Рк+Сц + Сб*

где С1, Сг , С2, С^ , Се> С7, Се -коэффициенты.

В качестве независимых и подлежащих оптимизации параметров рассматриваются: нагрузка ТП (Бтл )• сечения лил кабельных линий 0,4 кВ и число питающихся от одной ТП кабельных линий Nl< . Таким образом, были определены следующие выражения для оптимальных параметров электрических сетей 0,4 кВ и мощности трансформаторных подстанций 15/0,4 кВ 25 _.

Ропт. к = Сь/2 с5 Л/к опт ~ £з у]

з I--, » з/г

2 С8 втп+^гС^С? Сч 5тп-

По указанным выражениям были получены параметры, приведенные в таблице 2.

Таблица 2.

1э, МВт/см2 5 опт кВА Нйпт ^опт 1 МВх/ки2 5 опт кВА "к, шт. ШГ

р I 75,45 2 37 « О I 311,7 8 37.

го 2 118,50 3 37 О о 2 465,0 II 37

ь ~ 3 153740 ' " 4 ~ 37 ~ ~ "з"" 573,6 ' 14~ " ~37 "

Б 4 183,85 5 • 37 й 5 742,2 18 36

к о 6 236,3 6 37 к 7 872,0 21 36

8 281,00 7 36 и 9 979,4 24 37

В работе также рассматривалась сеть НО кВ города. Был проанализирован возможный рост электропотребления в целом и электрических нагрузок в отдельных районах города на перспективу. На ос-

нова существующего опыта в зарубежных странах прорабатывались вопросы о сооружении кольцовой электрической сети 110 кВ по внешнему (перспективному) периметру города, а также возможности л целесообразность осучествлешш глубоких вводов в городе (на .указанном высшем напряжении). Выдвигаются конкретные предложения о сооружении новых подстанций глубоких вводов (ПГВ) НО кВ на территории города в перспектива.

Предполагается, что в период 20001-2005 гг. необходимо строительство ПГВ в двух районах, закрытого типа, питающихся по воздушным линиям НО кВ от внешней кольцевой сети НО кЗ. Годности ПГЗ в начальном этапе предлагаются по 40 МВт я в конечной этапе довести до 80 МЗт.

В четвертой главе приведена оценка развития энергетики РА на перспективу до 2010 г. В качестве основного направления развития энергетики страны принято создание объединенной энергетической системы. В данной частя диссертационной работы исследуется общая стратегия и направленно развития электроэнергетики РА на перспективу. Для решения указанной задачи рассматривался вероятностный прогноз роста уровней электропотребления, исходя из стабилизации, как политической, так з экономической обстановки в стране.

• Прогнозировать уровни электропотребления и электрических на» грузок потребителей РА в настоящее время является слозной и неоднозначной задачей по следующим причинам:

- отсутствует необходимая достоверная информация о произведет;« элохтреэквргии в стране за предыдущие 20-25 лет.

- заенкэ-лолитаческая обстановка в стране л ее неопределенность в бтааайшеэ время привели к тому, что в настоящее время о;- • сутсгвуа? проработки и планы по развитию экономики на только на гч-спзктиву 20-25 лет, но и на бллтайше годи.

- кзгяация населения по территория страны пз-па слоглвизйг-л лптической обстановки.

Тчзтг^л сказанное ешз, а такта то, что уровень элэктрг.^«''"--цст страны чрезвычайно низок, рассматривается довольно широкий уу Люси уровней слоктропотребления. С целью определения роста уто~ ■ элэктрспэтро^ения в РА на перспективу проведен анализ роста эл.-- с -тропотрэблрняя в ряде стран мира и в том числе - з развивав ^Гл-с" .д з первую очередь в соседних с РА странах, подобных по уровню ."плоского развитая и проиедшх сложные Боекно-п?латические пер:;; :;., 0 р?зул1?ато анализа методом аналогии п с учетом отмеченных

трудностей, рост электропотреблеиия в РА принимается вариантно: при сохранении политической и экономической нестабильности в регионе ожидаемый рост эдектропотреблония остается па существующем уровне, т.е. не превысит 3-4% и будет возрастать, в основном, толысо за счет потребности в электроэнергии коммунально-бытового сектора в крупных городах; стабилизация политической обстановки может привести к резкому росту потребности в электроэнергии.

Исходя из сказанного, в работо принимается два варианта ежегодного прироста электропотреблопия: максимальный вариант в и минимальный вариант в 4% (рис. 3). На перспективу для определения максимума нагрузки потребителей страны на данном этапе принимается, что число часов использования максимума нагрузки по вариантам колеблется в пределе 2700-3200 ч в минимальном варианте и 2700 -3600 ч в максимальном варианте.

Кроме того, рассмотрены уровни электропотребления и электрических нагрузок отдельных районов страны. При этом .учитывалось, что ос... )вное внимание уделялось развитию горнодобывающей промышленности, добычи медных ко лозных, полиметаллических и других руд, а также обрабатывавшей промышленности.

Для покрытия электрических нагрузок в работо, с учетом существующих энергетических росурсов, рассматривались вопросы ввода новых генорируквдх мощностей. С целью обеспечения потребности страны в электроэнергии рассматриваются два направления развития генори-рутощих мощностей: развитио малой энергетики и средних ТЭС и ГЭС, сооружение крупной ТЭС на твердом топливе.

Реализация второго направления в ближайшее время,даже при стабилизации военно-политической обстановки в стране очонь проблематична из-за отсутствия развитой стройиндустрии и практически отсутствия топливной базы. В связи с этим в период до 1995 года принимается сооружение средних ГЭС в Северном и Центральном районах. В труднодоступных и сельских местностях рекомендуется строительство малых ГЭС, кроме того, рассматривается сооруетние ТЭС мощностью около 270 МВт в основном па газе. К 2010 году величина вводов мощности в стране принимается 1050 МВт на ГЭС и 300 МВт на ТЭС Он газе).

Как было отмечено в первой главо, в стране имеются запасы энергетических углей в Самангане (Северный район) и Гарате (Северо-западный район). Рассматривается как один из вариантов сооружение ТЭС мощностью 1200-1500 МВт в Северо-Западном районе, для покрытия ожидаемых на уровне 2010 г. электрических нагрузок. С вводом моц-

ности на указанной ТЭС РА выходит на самобаланс как по мощности, Tait и по энергии (см. рис. 4). Баланс мощности и энергии представляется в таблице 3.

Таблица 3.

Составные части баланса 1990 1995 2000 2010

Максимум нагрузки, МЗт 726 960 1510 3530

покрытия 529 871 1427 3737

в том числе: ГЭС 287 332 532 1421

ТЭС 96 35 G 696 2196

дзе 146 173 189 120

(-) Дефицит, (+) избыток -197 -аэ -93 +IC1»

Электропотреблоние, млн.кВт.ч 1900 3030 4940 12800

Выработка электроэнергии II70 2430 4150 13950

В том числе: ГЗС 780 900 1400 3800

ТЭС 130 1260 2450 10000

дэс 260 330 300 150

(-) Дефицит, (+) избыток -733 ^00 -аоз +550

В работе предлагаются суточные графики нагрузки потребителей РА на два периода - 1995 и 2010 г., а тактБ рассмотрены условия их покрытая. При этом принималось, что: разгрузка ГЭС в кочкые часы составляет порядка 85-90^; энергоблоки ТЗС разгружаются до технического минимума; ДХ в основном работают для покрытия потребностей изолированных районов. Как видно из рис. 5 на этапе 1995 г. переменная часть графика нагрузки (270 МВт) будет покрываться за счет ГЗС. Базисная часть графика покрывается за счет ТЗС и получения мощности от соседних стран. На этапе 2010 г. перегенная часть суточного графика нагрузки будет покрываться за счет ГЭС я частично ТЗС на газомазутном топливе. Базисная часть будет покрываться за счет ТЗС на угле. 3 случае отказа от сооруглнпя крупной ТЗС на твердом топливо или ее сооружения в более поздние сроки, переменная часть графика нагрузки покрывается только за счет ГЭС.

Рост потребности в электрической мощности потребителей республики, такта сооружение новых электростанций и создание объединенной энергосистемы отразится на электросетавом строительстве.

Сооружение ВЛ 220 кЗ мезду Северны:.! и Центральны;.? района:.-;: будет являться первым этапом по объединению отдельные энергорайонов в единую энергосистему республики. Сооружение такой ЛЭП предлагается осуществить в период до 1995 гсда. Выполненные электрические рас-

_Гады

1990 1395 2000 ZOOS 2010 Ps:c.3. Гост элоглуопотиоблон'.ш в РА в ikü-'.оц 1990-2010 гг.

'íiwr

СеВеро--Западнищ район

т ¡

930

СеВерныи район

¿75

2100

671) центральный район

-ВЛ £00к8

„„ -м ггок»

по---вл ноке

ш) Южный

район

Рис.!. Баланс мощности по отдельным |>а::она;.; РА и поретоки мощности

но спязям.

А ООО

Западный ! район

то

В 75 750 625 500 315 250 125

Р. м/ н. KÍ m Г ■л*

J Г ¡с т. X

-Г1 п а/ lili учен ие i

Т »

I

—

др 4-И-

3500 3000 2500 2000 1500

то

B"a ГЛЛ

ГЭС 500

1995 г.

* 8 12 16 го 24

часы

Р^млн.кбт

Ж

ГЭС

Получение

rá

t*

НоСйЯ ТЗС на угле

газе

2J10 г.

ГЭС л|

15

8 12 16 20 Z*

mSbimoK

\

Рис. 5. Гуа1"..кл uaivvsr; 033 ?А /:л 1995 ;t 2'JW г.г./.

к

чети показали, что величина передаваемой из СССР мощности будет 370 МВт. В случае объединения Северного и Центрального районов путем сооружения ВЯ 220 кВ позволит передать около 200 МВт.

IIa зтапо до 2010 года представляется целесообразным строительство ВЯ 220 кВ шжду центральным и южным районам и северо-западного района и на последнем рассматриваемом этапе намечается сооружение кольца 220 кВ. Сооружение данного кольца позволит объединить всэ энергорайони и создать единую энергосистему страни.

Анализ передачи мовдости на больше расстоянии от крупных электростанций целесообразно выдавать на более высоком напряхенлп. Кроме того, учитывая природные условия РА и, как следствие, трудности с выборами трасс ВЛ, а также соседство с СССР, где развита система напряжений ПО-220-500 кВ, в работе рекомендовала следующая после 220 кЪ.ступыь mtipiy^JHwi-snnyb,-

Сооружение ВЛ 500 кВ в Северном и Центральном районах от новой крупной ТЭС принимается по разным трассам. Зслл новая станция по каким-либо причинам не будот сооружена пли ее строительство будет отнесено на более поздние сроки, то покрытие дефицита мощности и энергии наиболее вероятно осуществить передачей из СССР ВЛ 500 кВ из СССР до Центрального района. Объединение всех районов РА на параллельную работу необходимо осуществить за счет сооружения ВЛ 220 кВ по транссе Цэнтралышй-Шний (2 цепи) - Залалный-Северо-заладный-Северный районы.

В работе проводились также расчету реетков электрических сетей по всем предлагаемым вариантам.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Анализ существующего состояния энергетики РА указывает на низкий уровень ее развития. В РА отсутствует единая энергетическая система.

2. Показано, что РА обладает больпим гидрознергетическимтпотен-циалом, из которого сегодня используется всого лишь 1%. В стране такав имеются запасы органического топлива (нефть, газ, уголь).

3. В работе показано, что в качестве одного из направлений развития электрификации в труднодоступных и сельских мертностлх могут служитв нетрадиционные возобновляемые источники энергии и, в первую очередь, малая гидроэнергетика. В работе выполнено исследование возможностей МПЭ для наиболее представительного региона. РА - бассейна реки Кабул. Для последнего в первые получены водноэнергетическпо

кацасторы всох характерных водотоков. Рассчитал валовый гидропотенциал всех рек бассейна. Идентифицированы виды местных нагрузок в бассейне р. Кабул, показано, что болоо 75?3 всох местных потробито— лей энергии имеет мощность монее 250 кВт при наиболее характерной нагрузке 100-150 кВт.

4. Доказано, что с учетом принятых в работе значений экономического радиуса нагрузки основным типом использования МГЭС является сочетания ".'.ГЭС - местный поселок", обоснована перспективность использования МГЭС по водотоку в бассейне реки Кабул. Обоснована возможность типизации инженерных решений по МГХ с расходом от 0,05 до 22,5 мЗ/с с геометрическим напором от 44,С до 0,32 м и коэффициентом мощности от 7,0 до 8,0.

5. Обоснована необходимость рассмотрения вопроса оптимизации параметров СЭС города Кабула.

6. Обосновано, что сеть среднего напряжашя (15 кВ) города Кабула технически и экономически оправдана и остается на перспективу.

7. Сформулирована целевая функция оптимизации параметров электрических сетей и мощности трансформаторных подстанций 15/0,4 кВ. Определены оптимальные значения параметров СЭС в малоэтажных районах города Кабула.

8. Предложено на перспективу соорудить опорное кольцо ПО кВ вокруг города Кабула и ПГВ с целью более надежного электроснабжения.

9. Впервые рассмотрен вопрос централизованного электроснабжения РА на база создания объединенной энергетической системы страны. Предложен вариантный рост энергопотребления на перспективу.

10. Предложена конфигурация суточных графиков нагрузки ОХ РА на 1995 и 2010 гг., условия их покрытия, ввод генерирующих мощностей, режимы работы электростанций. Первым этапом объединения предлагается объединение Северного и Центрального районов на 220 кВ. В период до 2010 года предлагается объединить на этом напряжении остальные районы. При этом страна будет дефицитна по мощности и электроэнергии. Дефицит может покрываться за счет импорта электроэнергии из СССР. К 2010 году для выхода на самобаланс по энергии предлагается сооружение ТЭС на угле в северо-западном районе установленной мощностью 1500 МВт и ввод нового класса напряжешя 500 кВ. В случае отказа от сооружения крупной ТЭС и принятия решения об импорте электроэнергии предлагается сооружение ВЛ 500 кВ (2 цепи) из СССР до Центрального района.

П.ЧПЫ Л - " ^ г II,.» .1 /Тщ'.чь. SCO З-imi __Bwn.ni111

Типугрлфич МЭИ, К['8-нчкзлрччиия.