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

На правах рукописи

ДХЕРДИНАЗИ 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.Б. Лещинская

кандидат технических наук, доцент Я. Л. Арцишевский

Ведущая организация : институт " Сельэнергопроект "

Защита состоится " 12 " апреля 1996 года в час. .ЪО ыин. на заседании диссертационного совета К 053.16.17. Московского энергетического института (Технического университета) в ауд. Г - .201.

Адрес : 111250, Москва, ул. Красноказарменная, дом 14, УченыА 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 Е.А. Хачатурова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Модернизация хозяйственного механизма в электроэнергетике Сирии потребовала принципиально новых подходов к традиционным вопросам управления эксплуатацией электрических сетей. В основе существующих методов управления находятся положения, предусмотренные действ/щей 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 ноше 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 надежность электроснабжения потребителей. Центральным положением данной системы является реализация принципа : чем надежней электроснабжение - тем дороже один киловатт - час I Реализации системы требует проведения расчета показателей надежности электроснабжения данного потребителя с целью установления соответствующей скидки (надбавки) к тарифу за надежностьГ 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 текущег 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

надоаЕок к тарифу за надежность электроснабжения (тарифное меню).

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

3. Получены результата расчета потребности электросетевого подразделения 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 энергоснабжаиц-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 ЯТС 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 100 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.

- б -

В первой главе рассмотрены вопросы разработки целевой функции эксплуатации электросетей. Излагаются научные оснош системы договорной экономической ответственности за надежность электроснабжения потребителей 1СДЭ0). Показано, что целевая функция эксплуатации электросетей должна иметь экономический характер и представлять собой доход (прибыль) энергоснабжавдей 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 электроснабжанцие 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 энергоснабжанцей организацией расчетным путем для каждого внезапного отключения кавдого потребителя. Расчет штрафа производится

по формуле: 111 = КсШуТотк, (2)

где Кс-коэффициент , учитывающий степень совпадения

данного внезапного отключения с основным технологиче-ким процессом потребителя;

ТоТН- продолжительность данного внезапного отключения

потребителя;

где ~ удельный штраф, лира/ч отключения;

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

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

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

, чем значения аналогичных проектных нормативов :

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

КПСЛД; ¡Г"^ . (5,

Ст. Э(ад;гд)

где КП(ад; 1Д) ~ искомая зависимость поправочного коэффициента к тарифу от договорных значений ПКЭ ; Ит1" (,ад;гд)- минимально необходимые издержки энергосн-абкащей организации, связанные с обеспечением данного уровня договорной надежности.

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

И т1Г\ал-Дд) = Р2.К т,п(ад;гд)+Св.Э(ад;гд), (б)

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

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

S = О при i $ и гф ёГд ;

st = при i $ ад и гф ; (7)

st = гф при i > *д.

Математическое ожидание штрафа за i-e внезапное отключение потребителя, лира/откл: Ш=£р(«.).Ш , (8)

v i

где Р(о- вероятность возникновения >.-го внезапного отключения потребителя; UIú)- математическое ожидание штрафа за i-e внезапное отключение потребителя, лира/откл.

Значение III рассчитывается по условиям СДЭО : Ш = 0 при лд ; t® с гд

У ~ У 00 ФД

Ш. = Ш . Б = Ш . X 1,ф. Г( гф ) при К ад; г >г ; (9)

Iя

ш1 . ш . б. - ш гфГ( )<аф = шу.гфпри о ад ,

о

где 1(1:®) - плотность распределения г®, определяемая по закону распределения.

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

ф

а , откл/год

л ф

> а ; = -г с

тт«

V г

л

I С а ;

ф 11 г^ г ;

3=0;

ч/от

О 4 ¿3 4- 5 В 7

Рис. 2.Логическая функция расчета штрафа энергоснабжапцей организации.

л ш, лира/год

80

80

40

. 20

а =

т, ч/отк

- 0 1 * 3 1 5 %-т-

Рис. ,3. Зависимость м.о. штрафа энергоснабжавдей организации от договорных значений показателей надежности ялвк:тоог.няпкйния

Ш = 1;д; ас; гс). (Ю)

где (,ас;гс) - существующий уровень надежности электроснабжения потребителя. (од; гд)- 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 аР и 1;с необходимо проводить как при определении проекта договорных значений лд 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 ц, .ПУ .10"* , (11 )

V ¿, тп т\ '

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

пу -количество элементов ш-го вида.

т1

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

ас = ( + ™ ^'пЬа ыо - , (12)

где ша- 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:

В 66fo> 2 ЛЭ/7. 66 >5

ГГТТ

" ПС 66/20 KB ЬП(&)

&го (с)

АЭП го Kß

4

щ в>т)

ТП го/0,4-КЗ Ш)

Ш 0,35X3

П

Рис.4 . Модель электроснабжения потребителя

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

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

'а 'I «а4 -¡Ч.Ь'О" <14>

где 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

ас= (ь Ш + ш "»П ).10~' (15)

с ' с с д. с<1

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

а - а + о,+о+а. +-а 1а

а с а о

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 Pi PI P(N~-t) ßff

а C2

à}

Chi С(АГч)

ГВ P-i PZ - P(tf-i) PN- PPA

1-1

а -ся слг -c(tf4)

S)

iß Ai AZ

A(M-t') AM

C2 CM C(M4)

Г6 Ai AZ

I

I et cz

2)

A(M-/J AM PPh

CM

rß M KS.

I rö M

I a cz

A(M-i) AM APA

¿j CbA C(M

Рис.5.. Модели ЛЭП 20 kB.

. acj , откл/год

acJ = ídem

5J/

M=Q

Àc1

i,Ô5

c2

3,7i

M=1

С1

/,24

c2

m

M-Z

cjL 5,И

с acA

ш

с

асЗ

с.

асг

У, 2 4

0,92

м=з

Рис.6 Зависимости aQj от М.

о ^

ас»~ ас ~Н+Т

а максимальное значение у последней секции

К(ы+1) ~ а!

о с

(18)

При установке АРА (рис.5.) :

а0, =11ет = а'

о 1+Ы

с

(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 глава 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 нуад(РЭН), распределени централизованных материальных ресурсов для РЭН, 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.7.

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

(20)

матрица де<рек/по& Эахноюбьда ка< срун<цця с/>о<а СлуЭ-кды о£ье->спгС1

коЗ

МТС

как мнкция срока службы odbG.Kfn.ci

Срок С/гу-чЛ/

МТс объекта & ■Моне.нт. &/*еменц £

Рис.7. Матрица технического состояния.

аЛ, час/год

Л варианта

Рис.Э . Техническая эффективность секционирования и резервирования.

Рис. ;.8 Схема электроснабжения южного района Хама,

л

К^ = —1-- .100 , (21 )

* Пу

J

где л1; - количество дефектных элементов -вида;

п^' - количество установленных элементов л-вида.

Коэффициент дефектности электросетевого объекта:

к* Я,** . (22)

где А- весовые коэффициенты , отражающие влияние •ехнического состояния элемента на стоимость ремонтных работ по !8менв дефектных элементов на исправные.

Таким образом , качественная оценка технического состояния >тражает стоимость ремонтных работ, в то время как количественн-)я оценка характеризует влияние технического состояния на надеж-юсть электросетевого объекта.

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

ГТН п

п'"= —- + Vя , (23)

где ул- объем дефектного материала;

Vй - объем поврежденного материала;

максимальный межремонтный период .

Максимальная потребность определяется по формуле (23) принимая Т"5 равным единице (ежегодный капитальный ремонт).

В четвертей 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 выводы .

1. Существующие методы эксплуатации электрических сетей Сир ии.основанные на нормативных положениях административного характера , не в состоянии выполнить главную задачу эксплуатации-обеспечение надежности электроснабжения потребителей.

2.Перерод электроэнергетики Сирии на новые условия хозяйствования потребовал создания целевой функции эксплуатации в виде дохода энергоснабжащей 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.На 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 400 Заказ //О

Типография МЭИ, Красноказарменная, 13.