автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Исследование современных методов управления эксплуатацией распределительных электрических сетей применительно к условиям Сирии

РГб од

Г'. *' Л : " ' ■

На правах рукописи

ДХЕРДКИНАЗИ АБДУЛЛАХ

ИССЛЕДОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К УСЛОВИЯМ СИРИИ

Специальность 05.14.02 - Электрические станции ( электрическая

часть), сети, электроэнергетические системы и управление ими

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1995

Работа выполнена на кафедре "Электроэнергетические системы " Московского энергетического института (Технического университета).

Научный руководитель : доктор технических наук, профессор

Терешко Олег Александрович

Официальные оппоненты : доктор технических наук, профессор

Т.Е. Лещинская

кандидат технических наук, доцент Я.Л. Арцишевский

Ведущая организация : институт " Сельэнергсироект "

Защита состоится " 8 " декабря 1995 года в 16 час. .ЪО пин. на заседании диссертационного совета К 053.16.17. Московского энергетического института (Технического университета) в ауд. Г - .201.

Адрес : 111250, Москва, ул. Красноказарменная, дом 14, Ученый совет МЭИ (Технического университета).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (Технического университета).

Автореферат разослан " " ноября 1995 года

Ученый секретарь диссертационного совета К 053.16.17.

к.т.н. , доцент ¿/СХо^^-^^^г- Е.А. Хачатурова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Модернизация хозяйственного механизма в электроэнергетике Сирии потребовала принципиально новых подходов к традиционным вопросам управления эксплуатацией электрических сетей. В основе существущих методов управления находятся положения, предусмотренные действующей нормативно-технической документацией (правила технической эксплуатации электрических станции и сетей , нормы испытаний электрооборудования, типовые инструкции по эксплуатации и т. д.). Этими документами установлены нормативы периодичности межремонтного периода , технического обслуживания, испытаний оборудования, которые должны соблюдаться всеми электросетевыми организациями вне зависимости от конкретных условий эксплуатации таких, как техническое состояние электроустановок, характер потребителей электрической энергии, фактическая обеспеченность трудовыми материальными и финансовыми ресурсами для ремонтно-эксплуатационных нувд.

Перевод предприятий и районов электрических сетей Сирии на новые условия хозяйствования потребовал от руководителей и инженерно- технических работников разработки и внедрения таких методов управления эксплуатацией электрических сетей , которые обеспечивают оптимальное соблюдение требований нормативно-технической документации с целью получения необходимого объема прибыли (хозрасчетного дохода).

Основой деятельности электросетевых подразделений должна являться система договорной экономической ответственности за надеяность электроснабжения потребителей. Центральным положением данной системы является реализация принципа : чем надежней электроснабжение - тем дороже один киловатт - час ^ Реализации системы требует проведения расчета показателей надежности электроснабжения данного потребителя с целью установления соответствующей скидки (надбавки) к тарифу за надежность. Необходимо подчеркнуть, что при эксплуатации электрических сетей обычно не проводятся такие расчеты. Специалисты предприятий и районов электрических сетей, занимающиеся вопросами эксплуатации электрических сетей, должны всесторонне освоить методику расчетов показателей надежности электроснабжения (ПНЭ) потребителей ,а в перспективе и овладеть

соответствующими программами на персональных ЭВМ.

Цель работы.Цель диссертационной работы заключается в исследовании и адаптации к условиям Сирии разработанных в России технико-экономических методов текущего управления эксплуатацией распределительных электрических сетей 0,4-20 кВ.

В. соответствии с указанной целью основные задачи диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Анализ и адаптация системы договорной экономической ответственности за надежность электроснабжения потребителей , включающей в себя:

-методику расчета шкалы скидок и надбавок к тарифу (тарифное меню) за надежность электроснабжения потребителей;

-методику расчета показателей надежности электроснабжения потребителей в условиях эксплуатации;

2.Анализ и адаптация технико-экономических принципов текущей управления эксплуатацией, построенных на следующих положениях:

-расчет качественной и количественной оценки технического состояния;

-расчет потребности электросетевого подразделения и электросетевого объекта в трудовых , материальных и финансовых ресурсах для ремонтно-эксплуатационных нужд;

-составление годового плана капитального ремонта на различных иерархических уровнях управления эксплуатацией.

3. Анализ показателей надежности электроснабжения потребителей одного района Сирии.

Методы исследования. Теоретической и методологической основой диссертационной работы является системный подход к решению поставленных в ней проблем. В работе широко использованы метода математической статистики и математического моделирования.

Научная новизна.

В работе получены следующие новые научные результаты,выносимые на защиту.

1. Система договорной экономической ответственности за надежность электроснабжения потребителей, адаптированная к условиям Сирии. В результате адаптации получена шкала скидок и

надоавок к тарифу за надежность электроснабжения (тарифное меню).

2. Получены конкретные результаты качественной и количественной оценки технического состояния электросетевого объекта одного района.

3. Получены результаты расчета потребности электросетевого полразделения и электросетевого объекта в трудовых, материальных и финансовых ресурсах для ремонтно-эксплуатационных нужд.

4. Получены результаты анализа показателей надежности электроснабжения потребителей одного района Сирии.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы для текущего управления эксплуатацией электрических сетей Сирии. Система договорной экономической ответственности за надежность электроснабжения может использоваться как новый подход для реализации взаимоотношений между энергоснабжавд-ей организацией и абонентом (потребителем) в условиях экономики Сирии.

Апробация работы. Оновные результаты исследований доложены и обсуждены на семинаре " Маркетинг в энергетике " ( 20 мая 1993 года, г. Киев), на секции НТО АО " Фирма ОРГРЭС"(ноябрь 1994 г.) и на заседании кафедры " Электроэнергетические системы " МЭИ (I марта 1995).

Структура работы. Диссертационная работа общим объемом 141 стр. состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 85 наименований .одного приложения.Основной материал изложен на IQQ страницах машинописного текста,9 рисунках и в 16 таблицах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и общая задача исследований и в краткой форме излагается содержание глав диссертации.

В первой главе рассмотрены вопросы разработки целевой функции эксплуатации электросетей. Излагаются научные основы системы договорной экономической ответственности за надежность электроснабжения потребителей (СДЭО). Показано, что целевая функция эксплуатации электросетей должна иметь экономический характер и представлять собой доход (прибыль) энергоснабжапцей организации от торговли надежностью электроснабжения. Основная идея системы системы оворной экономической ответственности заключается в реализации двух принципов: "чем выше надежность электроснабжения - тем дороже один киловатт-час для потребителя" и " штрафы на электроснабжавдие организации налагаются только в случае нарушения договорных условий надежности". При формулировании основных положений СДЭО учтены следующие положения:

-тарифы соответствуют нормативному уровню надежности электроснабжения;

-энергоснабжашая организация имеет право устанавливать скидки (надбавки )к тарифу в случае снижения (повышения) договорной надежности по сравнению с нормативной надежностью.

Договорная стоимость одного киловатт-часа:

Сд = Кп Ст, (I)

где Ст- действующий тариф на электрическую энергию для данного потребителя ;

Кп- значение поправочного коэффициента к действующему тарифу.

Размер штрафа за внезапное отключение определяется энергоснабжающей организацией расчетным путем для каждого внезапного отключения каждого потребителя. Расчет штрафа производится

по формуле: Ш = к^Т0™, (2)

где Кс-коэффициент , учитывающий степень совпадения.

данного внезапного отключения с основным технологиче-ким процессом потребителя;

ТоТК- продолжительность данного внезапного отключения

потребителя;

- г -

ГДЕ - удельный штраф, лира/ч отключения;

3 - удельный ущерб, лира/кВт.ч; Э - потребление электроэнергии данным потребителем.

О эксплуатационной точки зрения, элемент электросетевого объекта находится в одном из трех состоянийгисправное состояние (Б») , дефектное состояние (Бг) и поврежденное состояние (Б*). соответствующий граф состояний элемента изображен на рис.1.

На основании данной модели показано, что значения эксплуатационных нормативов надежности объективно должны быть больше

, чем значения аналогичных проектных нормативов :

а» » а* ; ^ (4)

При составлении шкалы скидок и надбавок к тарифу за надежность электроснабжения потребителя(тарифное меню) необходимо выполнять условие

Кп(ад; г*>= ¡Г"^**) . (5)

Ст. Э(ад;гд)

где Кпид; - искомая зависимость поправочного коэффициента к тарифу от договорных значений ПКЭ ; И""пил;гд)- минимально необходимые издержки энергосн-абжавдей организации, связанные с обеспечением данного уровня договорной надежности.

Издержки энергоснабжающей организации по обеспечению данного уровня договорной надежности электроснабжения определены по формуле:

И т"Чад-Дд) - Р2.К т1п(ад;гд)+ Св.Э(ад;1д), (б)

- а -

Рис.1 Граф состояний элемента.

где Рл- суммарный нормативный коэффициент, учитывающий нормативные отчисления на амортизацию, эксплуатацию рентабельность основных фондов, 1/год; Св- стоимость электроэнергии на шинах 20 кВ трансформаторных подстанций 66 кВ энергоснабжапцей организации.

Для расчета штрафов за нарушение договорных, условий надежности электроснабжения потребителей используется логическая функция расчета штрафа энергоснабжащей организации St (рис 2 ):

S = О при l $ ад и ;

st = гф-гд при i $ ая и t® >гд ; (7)

st = t® при t > <гЛ.

Математическое ожидание штрафа за i-e внезапное отключение потребителя, лира/откл: » О)

V I

где Р(о- вероятность возникновения i-ro внезапного отключения потребителя; Ш(0- математическое ожидание штрафа за i-e внезапное отключение потребителя, лира/откл.

Значение 1IL рассчитывается по условиям СДЭО :

Ш1~ 0 при ; t® ^ гд

- У ~ У00* а * „Фд

Ш. = Ш . S - Ш . f t®. Г( t® ) at9 при ад; t >t ; (9)

uiv - ШУ. s. - шУ.х°°гфГ( t® )<пф = шу.гфпри о ,

о

где Шф) - плотность распределения t®, определяемая по закону распределения.

Таким образом, Ш для данного потребителя есть функция четырех переменных ( рис.3) :

Рис. .2.Логическая функция расчета штрафа энергоснаСхапцвЙ организации.

Ш = ЦЦлд; гд; ас; гс). (10)

где (ас;1с) ~ существующий уровень надежности электроснабжения потребителя. \ол- хд)~ договорной уровень надежности электроснабжения потребителя.

Во второй главе сформулированы основные положения по расчету показателей надежности электроснабжения потребителей в условиях эксплуатации. Дается оценка влияния различных форм организации оперативного обслуживания электросетей на показатели надежности электроснабжения.

расчет существующих значений ПНЭ °Р и г° необходимо проводить как при определении проекта договорных значений ад и так и при планировании мероприятий по повышению надежности электроснабжения потребителей.

Исследование было проведено для модели радиальной схемы электроснабжения ( рис.4 )

Определение м.о. количества внезапных отключений потребителя производится в общем случае по формуле:

аС = У ш .пу .10"* , (11 )

т

• -где шт- параметр потока отказов элемента т-го вида, промилле / год ;

п^-количество элементов ш-го вида.

Математическое ожидание количества внезапных отключений потребителя из-за отключений головного выключателя ЛЭП 66 кВ :

а° = I V. + « ьЧа >-10 "" ' <12>

где юа- параметр потока отказов ЛЭП 66 кВ, ьа- длина ЛЭП 66 кВ.

п^- количества трансформаторных подстанций 66/20 кВ, подключенных к данной ЛЭП.

Математическое ожидание количества внезапных отключений из-за отключений коммутационных аппаратов на вводах трансформаторной подстанции 66 / 20 кВ:

z АЭП■ 66 )ив

' ПС 66/20 KB &Л(6)

~¿J t) 6 □ ß2oCc)

ЛЭП 20Kß

_ 4

\r

m

ß№)

ТП 20 /0,4- KB

8T(ä) ß0,4(e)

Ш 0,5&K3

n

Рис.4 . Модель электроснабжения потребителя

< - I <г>+ ^ист' , (13)

где п.^- количество головных выключателей ЛЭП 20 кВ.

Математическое ожидание количества внезапных отключений потребителя из-за отключений коммутационных аппаратов на вводах ГП 20 / 0.4 кВ:

"а - <

где п^- количество ответвлений от данной ЛЭП 20 кВ.

Для расчета м.о. количества внезапных отключений потребителя из-за отключений головного выключателя ЛЭП 20 кВ использовать упрощенную формулу

*> К шс + "Л. >-10"* <15>

не представляется возможным, т.к. параметр отказов ЛЭП 20 кВ ш_в значительной степени зависит от количества и типа опор, изоляторов, проводов, установленных на данной ЛЭП.

Таким образом , м.о. количества внезапных отключений потребителя С - С. С. С. С. с мк, а Ъ с <1 в

На рис. 5.представлены модели ЛЭП 20 кВ с разными степенями секционирования и резервирования.

При отсутствии устройств секционирования и резервирования на ЛЭП 20 кВ, а также при наличии устройства секционирования и резервирования , управляемых вручную (РСА и РРА), значение а° для всех потребителей будет одинаково.

При наличии на ЛЭП 20 кВ устройств секционирования и резервирования, управляемых автоматически (АСА и АРА ), значение будет различным.

Рассмотрим модель ЛЭП 20 кВ, на которой установлены М штук АСА (рис 5.). Тогда (используя метод Монте-Карло) минимальное значение ас будет у первой секции:

Г5 ßl PZ Ш-i.') Ш

а С2 CN- C(N~*t)

а)

Г& Pi PZ P(ff-i) P/V PPA

-D

Ci ■ CZ Chi C(tf+1)

8)

ГВ Ai A2.

A(M-1) /4 M

Ci CR ßj CM C(M4)

ГВ Ai kZ

Ю—□

I Ci cz

2)

A(M-Û Ш PPA

CM C(M>i)

ГВ Ai A3

h lib Ai

Ci CZ

A(M-i) /f /Vi APA

■■■■

ШёЛШШ .ж :

à)

CM C(M*i)

Рис.5.. Модели ЛЭП

20 КВ.

acj , откл/год

'cl

1,85

с ac2

3,71

/V-У

líc.1

с ac¿>

1¿5

M-Z

c3

3,71

1

/У-3

с

с

ac3

/¿5

с

ac2

1,2¿1

Рис.6 Зависимости acj от if.

ас»~ °С ~Н+Т

(1Т)

а максимальное значение у последней секции

ао (Ы+1 ) - а\

о

;

О

(18)

При установке АРА (рис.5.)

о3, =1йет = а

о

"о 1+Ы

(19)

На рис. 6. для модели ЛЭП 20 кВ приведены зависимости

Таким образом, м.о. продолжительности одного внезапного отключения потребителя:

На практике расчет ПНЭ потребителя осуществляется путем последовательного вычисления показателей надежности участка сети, а затем- показателей надежности в данной точке сети.

В третьей главе изложены основные положения методов текущего управления эксплуатацией, в основе которых находится оценка технического состояния электросетей. Решаются вопросы расчета потребности в трудовых, материальных и финансовых ресурсах для ремонтно - эксплуатационных нужд(РЭН), распределеви централизованных материальных ресурсов для РЗН, годового планирования технического обслуживания и капитального ремонта.

Конечная цель процедуры учета технического состояния - формирование матрицы технического состояния ( МТС) электросетевого объекта, общий вид которой приведен на рис.Т.

В основе расчета качественной оценки технического состояния находятся коэффициенты дефектности основных элементов :

<-> = ИМ)

(20)

данною бида <<2к Службы

код

\

А}ТС З^&м^ыта

гКО.< <рункцчя

! срок о Службы

___________ ) одъе.к/пр

Л

/ \ срок

/ оЛелГ/цд

МТС объекта & Ноне.нпг времен« t

Рис.7. Матрица технического состояния.

£ а. г, час/год

I.

I

* варианта

Рис.9

-3-* 5 О

Техническая эффективность секционирования и

резервирования.

Рис. ;,8 Схема электроснабжения южного района Хама,

*

К, = —- .100 , (21 )

Пу

1

где п1; - количество дефектных элементов з -вида;

п*' - количество установленных элементов ¿-вида.

Коэффициент дефектности электросетевого объекта:

где к- весовые коэффициенты , отражающие влияние ?ехнического состояния элемента на стоимость ремонтных работ по ¡амене дефектных элементов на исправные.

Таким образом , качественная оценка технического состояния отражает стоимость ремонтных работ, в то время как количественная оценка характеризует влияние технического состояния на надеж-юсть электросетевого объекта.

Расчет минимальной потребности в ресурсах ведется по следу-яаей общей формуле:

ипп

[Г- .V" , (23)

где Vе*- объем дефектного материала; Vй - объем поврежденного материала; Т "Р - максимальный межремонтный период .

Максимальная потребность определяется по формуле (23) принимая т"* равным единице (ежегодный капитальный ремонт).

В четвертой главе диссертации изложены результаты расчета показателей эксплуатации одного района Сирии- южного района Хама. На рис.8, приведена схема электроснабжения сетей 20 кВ. На рис.9 показана техническая эффективность секционирования и резервирования ЛЭП.

Проведены расчеты среднего радиуса оперативного обслуживания и шкалы скидок и надбавок к тарифу за надежность электроснабжения. Выполнен анализ внезапных отключений, проведена оценка технического состояния электросетевых объектов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам исследований и расчетов можно сделать следующие вывода .

1. Существующие метода эксплуатации электрических сетей Сирии,основанные на нормативных положениях административного характера , не в состоянии выполнить главную задачу эксплуатации-обе-спечение надежности электроснабжения потребителей.

¿.Перевод электроэнергетики Сирии на новые условия хозяйствования потребовал создания целевой функции эксплуатации в виде дохода энергоснабжавдей организации.Учет в целевой функции фактора надежности реализован путем использования СДЭО.

3.Проанализированы метода организации текущего управления эксплуатацией распределительных электрических сетей, в основе которых находится оценка технического состояния электросетевых объектов.

4-.Ha основании исходных данных электрических сетей Сирии проиведены расчеты показателей надежности, составлена шкала скидок и надбавок к тарифу за надежность электроснабжения потребителей, получена оценка технического состоянияния.

5. Полученные результаты адаптации российских методов организации эксплуатации электрических сетей показывают пригодность таких методов для внедрения в Сирии.

Тираж <{00 Заказ %Ю

Типография МЭИ, Красноказарменная, 13.