автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Комплексная оптимизация развития электроэнергетической системы Перу

стт-аЕшвупСШУ ГЪОУД/^РСТБШПЙ тттш утлтшя

На праввх рукописи

ИЗАБЕЛА МЕДИНА НШС

КЦ'ЛШКСНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗВИТИЯ аЛНСГРОЭНЕРГЕГИЧЕСКОЕ СКСТЕШ ПЕРУ

Спецкальюсть 05.14.02 - "Электрические станции (электри-ческ«я честь'), сети и электроэнергетические системы и управление ими"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ - 1992

Работе выполнена на кефедре " Йяентрйческие отши-лл" Санкт-Пстврбургского технического уюшерснтета.

Научней руководитель Официальные ошвнекты

вс ду цел о рганич й щ «

доктор техншоских неук, профессор й.Ь.Гук

доктор ГСХШГ'ХГКНХ Кчу!С• • !Г,->:!г.С.'р

Р.Ь. Мегаурм'в

кчшдидот '.чхн:м1.ски,< иглу. Д»ИГ:Н." К>Ю*ЯГ'»Г

1;1л> Лстаясгг:.

Зг,с,1!Г(1 диссертрцки мнится " ЛЛЯ._____г.

в " " чг'-оо на зйгсдпшя спт^-гы: го;ф >:>аны г •• С теса '"<"

при Сг-дат-Петпрйургсто:.' гисугзрсгвгшто: тех»«песком ^н'.'.р^г!-*и;{ >':

(1952Ы, СагогЫктероург, ¡Ьшкоопяеская ул., '»X').

Отзывы на авторе^ерг.т пртсш направлять по укезент^ адресу на ¡доя Ученого секргтпря Спветв.

С дассертсциеЧ юив ознакомиться в ^ундзуинтедыт' бяблгт-теке университета.

Автореферат разослан "У"____^ЛЗ.________г-

Учешй секретарь специализированного Совете,

к.т.н., доцент А.И.Теджч^сев

Разразившийся в первой половине 70-х гг. энергетический кризис, сксчкоовразнос,

более чем десятикратное пэвыаопйг цш на нефть - все это отрицательно сказалось на нашей экономике и урозне кнзни населения, Перу и других стран (особенно в сельской местности). Эти заставило нас задуваться и осознать, какую грочгдную роль играет энергия' в жизни страны.

С учетом больной вероятности повторения кризисов на Брякнем Востоке южно сделать вывод, что эпоха дезегого органического тошива «иновела, и теперь назей стране придемся осуществлять развитие при других условиях, т.е. яри более высоких ценах на нефть, чеч цены, которые в свое вре><я платили развитие страны.

Налетавшиеся тенденции-в увеличении стоимости топпивп, в использовании новкх источников энергии, широкое использование национальных энергетических ресурсов (в т.ч. гикро ГЭС, древесина и др.) дает другое направление раьвитию плектроопергети-^еской системы страны.

Министерство Энергетики Перу в своем ззконэдатсльстге по энергетике обращает внимание прежде всего ня развитие нетдо-нальной энергетической системы, повышение" ноде.гд-юсси й* качества электроснабжения неродного хозяйств?, увеличение оТ<!е«-гивности использования ресгпхогае-их энергетических рсо.урссв.

К 2010 г: предав латается определить' слодуэтрю направлен::!!;

- повысить нечестно электроснабжения потребителей;

- выполнить программу строительства линий и шдстшцшЧ высокого напряжения, в первую очередь линии МО ьсЗ;

- оп,га«изирсвать р«яги»«я работы энергосистем с целью ИР1!ня удельного расхода тоюл'во;

- понизить уровень потерь знергш в линиях ож.-ятро передачи к в распрсдсли^-.-ыкх сетях сиетесы.

Все отмеченнне лише оСсгояг&льегво опро;;ел>птг ыгеуалы««»» предпринятого исследования п> выбрптмй тйуе,.

ШЗЯР-ЗЪ&^ШЗЗФМ является ркелте оадгч окки-дачет развития олсктроонсргспиеско^ састи-п '¡еру с ;-<;етт< уоч'с; ,,. [■гитерне? ипдектсти для «ютов КУ5, !АЮ и 2Л0 г т.

является энергетические системы

страш.

Поставленная цель и вы^рвнккй объект исследования предопределили нсо'Зхолнмость решюшл следуицих задеч:

- оппсюация структуры гаюрпрушртх моцюстей;

- оглшкййция системообразующих сетей и'рмак; ;ш уг.логех подстои:»..", в г.Лима;

- обеспечение живуч ест и одскгрг>т:срге- гичесхо С система Пору.

Оптимизация структур» генерируви;их 1 мощностей щиюдяяооь по критерия максимума комплексной э.Мектио-шетч: обеспечения: минимума капиталовложений, минимум о расхода топлива, минимума отрицательных воздействий на окруяощуп природную среду, ыгепкуна затрат живого труда, максимума благоприятных социслы;5-око(имичсских агентов; гтр:; удовлетворении условий бяланса мощностей и годовой выработки и готреблония энергии.

Для оптимизации еистснообразутяк сетей 6ш определен ущерб народному хозяйству от нсдоотпуска эяерг;;и и та основе критерия к<люмуыа дисконтированной ценности будщих затрат была оценена акодаийческая эффективность сооружения линяй электропередачи 220 кВ.. Для оптимизации развития подстанций в г.Лима использовались е;мшгс;псские метода'расчета. Анализ живности электро-онерготической системы Перу осуществлен на осдаве применения теории графов ыотодог путей к сечений и алгоритм покрывающего дерева.

I. Разработана методика оптимизации структуры . гекерирукк-дх ко!цнэсгей с истльзованмсм целочисленного прогрекмвровянкч.

Методика, при удовлетворении услоеий. балонса мо^ости и баланса годовой внработаккой и потребляемой энергии, основана ю определения 1!акс;1:уыа комплексной з^«ктир»ости ряда критериев:

- мишмун . капит8Я0БЛо,т.енкй; . - минимум расхода топлива;

- минимум отрицательных гээдеЯствий на-"окружающую прирпд-нуа среду;

- минимум затрет кию го труда;

- кекахкуи благоприятных соцкальт-ококомических аспектов. 2 •

2. Ни основе роорайоткгоюга критерия мишчума диско цгиро-зошоН ценности буддах затрат ¡1 с учетом оценок ущерба народ-ш>/у хозяйству от недоотпуска энергии была оценена ъЛ-ППг.мчес-кал аффект иишетъ сооруленкя дикий олсктроппрсДЕг-г» 220 нВ.

3. На основе расчета надежности ьариьнтоп главных схем трех подстанций в г.Лима по надоят сти, рекояендаотсл к прк^е-нетго схо'м 4/3 и 3/2.

4. Проведен топологический йка.г.пз живучести олектрз энергетической сипвт Перу; Северз-Цйггрг льюй 1)бъодакечяоЯ Энерго-сисодм и Электрической симси Юга на 1905 год.

5. Теорегчгтсскцй результат роботи:

- даивяее развитие петодо отк^изедик еостпъа геиерн-ругергх мощностей;

- отработка про гра-<«ы расчете тотучс-сгн на о снопе алгоритма покрывавшего дерево.

Поткткчесдал^ценшРазработанные т'о-тод.т, ».-отод! и прог-рп»ч«ы дал ЭВМ ко гут служить инстр.у-'-ито^ при шашроъочии ¡3 области электроэнергетики. С учетом некоторых ут>чнеш;Г; я оценках, результаты работы г'уг бьгть кспэльзояьнн в коккретш« прзочтах, яш основа двд развития элеотртонсргетическоЛ система Перу. Результаты" выполненного исследования представляю*' практически!": интерес и для других рязюгааяп^хся стран.

¿п^бощч^работм. Основные гшюхи.,:,! дцссергецнодаон работы докладывались и обсуждались на конференции ш«е![1.-£оп-эл старики в, грохидисаей в ЗлсктроНору г.Лша в декабре 1991 г.; на заседании специалистов и облпе.ти энергетики в Псрулнскот,' университете р январе 1592 г;

Ш^'Ч** Диссорт^я состоит из •»ведетч, тотирех глгго, япклтетли, еллогп литературы и пршкшчшЛ. 0б*оч оскстсК чисти 133 стре.ииц мшимо шетго текст п, 38 рисунков, ГОГ таблиц.

одагашя «шш

Р9-?5£Е1ЧЯ? ОбОСНЛМЛЮСТЭД ОКТуПЛЬП'ЮТЬ ТО"", •) Г,'.5?3«ЛйСГ-о: прс^'рт, цель и уйтодштггескоя ;с,к«*л «'••■лг/овешад, укзги-•!»«гсл и ипФц-уицтдоая бё'.'П лнпявяв, рлскринлагг.; !:г'уч1-:.'1Я юпо и лрзктичемеял ?нячк»«ст& рабэтн.

рассматривается состояние энергетического хооякетза Перу. Приведен анализ топливиэ-онерге'лпеского баланса страшна со временном этапе, На основе анализа эффективна ст и счсгсш электроснабжения гюказака актуальность выбранной тем»! исследования.

Анализ состояния народнохозяйственного комгсгскса выявил, что несмотря нн поощрение индустриализации, в т.ч. развитие отраслей по произподстпу для экспорта "нетраднционках" товаров, б международном яапкелиетгаеском разделении труда Перу г>со еще остается гострзицдао«, главным образок, продукция горнодобывающей лр-г.-лсигскноети, цветной металлургии и рыбоводства. Говоря о совре-гешпй отрееяевой структуре валового внутреннего продук-га (БЗШ, гяевшя толъ принадлежи? сельскому хозяйству, горкодойьгвг.ючей я обрабадавакцей промаплелаос'ти.

.Цзлее даятся оценки энергетических ресурсов. 3 1557 г. в стране дойнЕвяось около 163 тцс.баррелей нефти в сутки и ее запаса оценивалась в 454 глн. баррелей. До качала 70-х годов уровень разведаккмх запасов газа в стране зозрос до 65 млрд. м3, но в. 1975 г. иронзоЕло резкое снижение. Валовая добыча' в 1974 г. достигла £ млрд.и3.

0<&#е геологические запасы каменных и бурых углей оценивается в о млрд.т. Страна владеет достаточно Солюда количеством энергетических ресурсов. Специалисты их оценивают в 58000'«Зт, • но в данный момент они используются лияь на г<%.

Пропеден анализ тогаивно-энергетшеского баланса страны.

1. Структура энергетических ресурсов. Нейть является главки источником энергии в топливно-энергетическом балансе (ТЭВ) ст'раш. Древесина является вторым го значению. Оегальше источника : уголь, гидроэнергия я газ елвбо развиты.

2. Структура распределения энергетических ресурсов. Промшз-ленность- занимает первое кесто го потреблению, а второе - коммунальный сектор. Сельское хозяйство занимает. . последнее место. По отназешп'к общему потреблению уровень потерь достаточно высок;

•В злектроэнергосистему Перу входчт две отдельные системы:

I. Централ изопанине системы. Ода охватывают больлую часть производства е готреблзкия электроэнергии в стране. В них входят

Северо-Центральная объединенная энергосистема — С1рЗ;

Юго-западная электрическая система - Ю-3 ЭС;

¡Ого-восточная электрическая система - Ю-В ЭС.

СЦЭЭ является самой ваткой из них, охватывает спроса энергии в стране.

2. Децентрализованные энергосистемы состоят из тех систем, которое не входчт в централизованную систему (малые автономные электрические системы).

Говоря о технико-экономической характеристике электрической системы страш, можно сделать следакщ'.е вывода:

1. В стране работают 201 ГЭС с общей иощгостью 1947,656 МВт к 488 TSC с обцей мощдостьз 675,717 КВт. Связь между районки.".! системами и передачей электроэнергии осуществляется на напряжениях 220, 138 и Ш кВ.

2. Анализ электро-энергеттеского баланса этраш свидетельствует: . • '

- установленная юность ГЭС (государственных « частных) составляет 57% всех электрических мощностей в стране;

- шцтсть тегшошх электрических станций составляет 43^ суммарной мопрости; ^

- без учета частных производителей выработка электроэнер-гая, производимой ГЭС, составляет 7Qfo и ТЭС - 26% , -при ото;.: ТЭС кмепт следующие чиш станций: GX работают га угле, - на дизельном топливе и 54$ - ка гагэ;

- на долю ГЭС приходится 79λ вырабатываемой ¡электроэнергии, ка долп ТЭС - 21%.

3. Уровень обеспечения электроэнергией составляет 43,6%. Наилучшее электроснабжение обеспечивается лязь в крупных про— кшетеншх центрах. У большинства небольших районов, особенно, отделенных от центров, снабжение электроэнергией"крайне недостаточно, а есть н такие райош, куда электроэнергия просто не поступает.

4. Неудовлетворительное состояние encrai обслуживания и ремонта. Иселедоввния выявили, что негативное воздействие на систеау обслужив гшм и ремонта оказывают следуетцие фактора:

: - нехватка финансовых ресурсов для протбретения запас-ни частей; ',.

■ - нехватка высококврлкфщированнагз обслуживакцего персонале;

- в некоторых районах недостаточное развитие сетей.

5. Оценка состояния си стеки электроснабжения -на перспективу до 2010 г. показывает, что с 1669 г. по 1993 г. предложите электроэнергия превышает спрос, а с 1394 г. до 2010 р. спрос электроэнергия будет превышать предложение.

52-.512ШШ.1М§5 представлена постановка задача и выбор методов исследования. Дан анализ технологической структур.! энер-госистенц. страны. Предложена методика решения овдач оптимизации структура генерирующих мощностей (СГШ при планировании развития элсктро-лчергетической системы (ЗЗС) Перу.

В данной диссертации выделены три основных части в задаче оптимизации развития энергосистемы страны:

- оптимизация структуры генерирующих кощгастей;

- оптимизация схем! системообразующей сети;

- выбор средств обеспечения живучести ЭЭС.

Прх1 расгагатреши задач оптимизации состава СШ была тгредда-нека кетодака, осшвашг.я на целочисленном программировании,где в качестве целевой функции: максимум комплексно?, эффективности по ряду критериев. СЬгласт теории исследований операций при гостроении целевой функции Е *(У) следует опираться на достаточно точную модель объекта £ . Для этого в состав критериальных свойств (КС) У обт.скта должны входить все наиболее важные свой-стб..>, в дот та оце-гик ^ ... , уп ) нужно применять опреде-

ляемые показатели.

Для того, чтобы записать возможные изменения ^ в удобной для анализа фор<е, необходимо установить их пределы в условиях данной задачи и перейти к безразмерным величинам ^ , отраяаю-о;»! положение у^ в этих пределах. На шкале показателей НС устанавливают границ,!: у6- - верхнее значение; уН - низшее значение; у0 - граничное значение по условиям, заданным на более высоком уровне иерархии решения задачи.

Относительное голожегше у^ оценивается путем такого функционального преобразования , что &(уи) =0 и ьГ . При инверсной зависимости качества от величины показателя, когда чем больиз значение у , тем ниже качество, имеем 4 (уЛ') = ¡Г ,

Степень приближения к является оценкой степей! идеальности значения 1J¿ (для инверсной зависимости - приближенно к ^ )• Приближение к идеальному значению tj¿ будем считать мерой цен-. шети. Ценность всего объекта будем определять как сукну ценностей кандого КС: ^ „ , . £

Звдаз знечеивд к®к ЛЕКсимальше вклад I в качество идеального объекта от ¿- ~го' КС, при условии а! I, голучи:) дтл него Е * = I. Оценив го оттгенг!» к ^¿"зючаш

пъ-у.-пп.! линейшо гряблилокке целевой фу¡пд*я рагочего интервала /V> в виде: «

где

Рк ис-уЦ ,

а при илиерспи: ^ ~ у/-^ ' у?

^ р О н О ч вслйчйы ц , , у^ , , опр'0,чс'ля?м'ся клр' ^.отки-

мн условлен зпд!«к. Оптккалы«:« вариантом спорта;«» ¡;зля«у.тя тот, при котором значение целевой йуглгцмн Е = ¡1 ( У )

В данной работе , кок целевая Зуикца* двя гоиезн одпр^тл использовалось, кис ког.болго чувегт^тельная средняя мроитгечад форма, а 1Г.!ошп Е*=(21 при ¿7 1^-1

В соответствия с иадоксидам гг-гго юдтадз« еагорла проиозодз--

на колрчесгвспо«! оцазсп критеркашап-: характеристик ( £/7 , С: ,

I =1,2,3,4,5) сущестпукк'.нх и г^рнируа^-ос сист«1

Перу. Кндсссн () соответствуй' слсяущк! кгигс^иди ^.М'Г'сп-.прст;;

С = I - мин^му?! кагстког.».-.; а гай (АД/кЗт) • ;

, I - - Минину?: расход» топлнпи (кг/кГ/г .ч);

¿ а 3 - ккяикум отркдотелмого еоздс;!с?еп < на окрячлчуп пр::-родпуп среду СЛЛ«-};

б = 4 - !.:кн№ум удгльшг. »етрвт жкого труда (мсл/иЗт) тя

св«ая:-кяй уропвнь автокотизш^га;

с = Ь - »'я*ск>уи смикальт—•!Кон.)«стг'С1й>г> о«?-Тс?гга (СО).

Оцонивяс!.':» крп;'.",р;;,<1лш;,'о хпр'^.-'гс5-ис^т:;:-!! ( У/ , у, , £/у 1 дли

де-йструяп^х и плгип'руегчх ¡-лолтрк-тпиш;'. «или »пйяиП'Овсл?»

^ АД - гмсрпгагс-чни дъ:лорл. £0 - окспсрг,-и»й огг-и'й.

ром • из различных опубликованных источников. Они целиком опреде-.ляотся технико-экономическими данными энергетических объектов.

Для экспертной оценки других критериев (^ , ) автором была использована оригинальная методика. Поскольку - соответствующие критериальные характеристики ( уз, ) не шгут быть измерены, то мы с самого качала положили:^/ = У5 - I; Уз 'Уз^Уг = У$ = 0 и, следовательно, е3 = у3,; ^ = -

В своих экспертных оценках отрицательного воздействия энергетических объектов энергосистемы Перу автор исходил из предположения о том, что оценка воздействия ^з может быть представ-, лена как средневзвешенная сумма "вкладов" в эту оценку двух факторов: ^ = у(<У ¡г С<>

где V^ , 1/з^-"веса" факторов,-принимаемые в дальнейшем равными С V/'1 = 0,5); Р3сг> - "вклада" факторов негативно- . го воздействия, оцениваемые экспертным путем. Здесь:

о цепка отрицательна го воздействия кеста нахождения электростанции (горный .равнинный или плоскогорный район, а также характеристика в зоне влияния*' - город, аграрно-прошщенный центр, горно-добывакций промышленный, центр); V

- оценка, учитывавшая плотность населения (чел/км^) в зоне расположения станций. . : •;

Оценки гз и 'з тем больше, чем значительнее негативное влияние электростанции, и эти оценки занлшены в пределах между 0 и I.

Так были проанализированы каждая из электростанций (ГЭС.ТЭС), существующих и планируемых в .стране. При этом экспертная оценка негативного влияния места нахождения станции фактичес-

ки отражает влияние пяти факторов: типа электростанции, режим ра- ; боты, доли населения,' проживающего в районе расположения станции, . по отношению к .численности населения департамента, рельефа мест- _ ности и типа населенного пункта в зоне влияния.

Плотность населения в местах, расположения- электростанций варь- '. ирует в широких пределах. Этот показатель мы может/принять за' одну из критериальных характеристик {¡у ). В задачу эксперта вхо- ;

^ Зона влияния на ОПС - это территория самой электростанции и ее : окрестностей,где некоторые управляемые параметры ОПС могут изые- ' няться в результате воздействия данюй электростанции.

дит определение связи оценки со значениями этой характе-

ристики ( у ).

Экспертная оценка социально-экономического эффекта (ССЭ) также производилась по оригинальной методике. На взгляд автора, оценка СЗЭ ( £5 ) должна складываться из оценок, базиругацтася на следующих критериях:

1. УМ - уровень миграции.

2. Щ ~ уровень здравоохранения.

3. ЭБ - энерговооруженность Сыта.

4. СК - количество спортивных комплексов.

5. Т - уровень туристических поездок. ^ ^

Шрлированные критериальные показатели / ( )

и могут бить получены следующим образом. Начнем с критерия

"уровень развития здравоохранения". Лодсчитывается в каждом департаменте количество учреждений здравоохранения и га дрля в общем числе этих учреждений в стране. Эта доля ( Узь 1 трансформирует-

„ ¿л I

ся в оценку (по схеме соответствия между относительными

значениями критериальных характеристик и соответствующими нормированными показателями СЭЭ* ).

: Энерговооруженность быта характеризуется в работе числом телевизионных станций в. каждом . департаменте, а относительный уровень энерговооруженности быта - их долей в обцем количестве телестанций <^5-).

Аналогичная, схема использована для оценки нормированного критериального показателя ( ). отражающего развитие спорт-

комплексов. ' .

' уценка СЭЭ ш уровню развития туризма базируется на подсчете, числа туристов, посетивших в течение года обследуемый департамент. В остальном, схема шдсчета. нормированного критерия С5Э ( ) аналогична приведенным вше.

- Наконец, оценка СЭЭ го уровню миграции произведена по той же схеме, да в качестве негормирош иного показателя эффекта используется отношение числа мигрантов (покинувших департамент в течение года) к общей численности населения в департаменте. Наименьшую оценку. (0.1) получают те департаменты, в которых это отношение превосходит 10,

х Экспертные оценки автора.

9

Интегральная оценка СЭЭ для разшх департаментов подсчитц-вается по приведенной ранее схеме:

\ I ум 1 / ^ 3*> I / эе ,, се , . Г

е5 = * + Узщ ■ е£ + + ут-е5

Знвча-ш "весов" приняты равными:

Уун - Узр * Уэб = И« = Ут а •

Оценки, рассчитанные автором по этим двум критериям, показывают следующее:

1. Минимум отрицательных воздействий на ОПС. В большинстве промышленных центров и городов воздействие ГЭС и 'ГЭС имеет отрицательный эффект ( ^з ^ ). И,напротив, в большинстве случаев еоздействие ХЭС, 'ГЭС на окружающую среду з сельских мост-нэстдас на денном этапе га-:еет намленьтп" отрицательный э(!>фекг

( е3 о).

2. Макси:.!ум социально-экономических эффектов. Яа.ик оценки показывают, что СЭЭ имеет максимум результатов в иоиЗолоо развитых департаментах.

"В датой работе для решения оядг.'.п ш восюдьэовалксь есто-доы целочислишого прсгрга::.:прова1г,!п, в кйчсстео крнгорц? оипшль-ности был использован ыакекмуы эффективности, определяемой го формуле: ь г " гЛ •

£ = ( А, е, ;

где оценки били получены на основе соответствуй^;* техни-

ке -эяоюрицоских расчетов.

Б качестве перегонных, характеризугГ^^х структуру генерирующих мощностей, автор приникпщ-числа: пк и - £ , .,. 1 ¡2 ■

гдо г - планируемое качество типов установленных агрегатов; пк _ искомое число установленных агрегатов типа К. —

Связь искомых переменяет: с критериями <?с , = 1,2,3,4,-г>, в работе^ определяется фор.:ула.:н:

£>■ = —* — ~ ^ ^ " п« _ ¿' - 1,2,3.4

5 № - ^ ^ гдееди;кчн£л ког^юсть агрегата типа К; /V-_ еум-

уарнал т.-ог^ность устаю вленшх агрегатов: - онс-чеши уды!ь-

шЛ кр!териг.тыюй характеристики I , соответствующей единично?;

10

в Н

модности агрегата К; , Л^ - соответственно , верхняя и шг-::-мля граница «тих удельных значений.

Б расчетах были использованы оценки для ^¿^ , г!, в следующих единицах:

ДЦ/кВт для I - I;

кг/кВт.ч дчя = 2;

03 • экспортные оценки) для ¿'-3;

чел/МВт для I - 4;

00 для I = 5.

Водя обозначения

У > ' ~ а- А- "V ~ Те-Т^Г '

/7/-^ ' ' ' ■ ' ' /г/

М. = ________/ / 3 3.4.5

ьк

С*с* ~ я") ы

так

зап;ком критегий оптимальности в виде:

г* /Л ... _ ,, _

* П - ± Мс, ■ пк (£ М£, -г,к )-£?) ~

Значения весомо стей определяем путем составления систем неравенств. 5"

Одно.из возможных речений вринедонной систеш • = использованное « навей работе, приведено в следующей таблице.

Таблица I

¿'II 2 3' 4 5

гН"Г5/12""зД2"2/12 1/12 1/12~

В нодель вкляченн следующие ограничения:

1. Ограничение, связанное с техническими возможностями ввода к рассматриваемому период1! работы Объединенной энергосистемы в риде неравенств для переменных:

пк ? о/ , ¿1 //, пк > N . X* 2■

2. Условие баланса мощностей в момент максимума нагрузки с учетом агрегатов, находящихся в аварийном простое:

¿ Л^ • пк (■< -ох) ъ Р/лах

п

3. Условие баланса годовой выработанной и потребленной энергии к расчетному году:

ttiK.ilK (i-U-)TK * Ртах.Т - Упа

где - максимальное число агрегатов, которое монет быть введено к расчетному периоду; А/к- юминальная мощность агрегата £-го типа, М3т; z - число типов агрегатов; - коэффициент аварийного простоя для агрегатов К -го типа; f^ - число часов использования максимума мощностей агрегатов К -го типа.учитывающее плановый решит и место в графине нагрузки; Рта1( - максимум нагрузки, ЫВт; Т - число часов использования максимума годового графика • нагрузки ОЭС; k/лл - максимум потребления энергии, МВт.ч.

Расчет производился поэтапно: 1995, 2000 , 2010 гг. и для какдой электрической системы в отдельности. Результаты расчетов для всех трех этапов развития показали следующее: -

- для СфЭ на базисный год (1995 г.) для удовлетворения максимальной технико-экономической эффективности с учетом" удовлетворения ь'аксицума нагрузки, предполагается ввод новых агрегатов: одного иощностью в 114 Шт и двух ющность» в 60 Шт;

- для В-В ЭС, кроне предадудкх высказываний еще учитывалась необходимость надежного обеспечения электроэнергией не только в крупных городах," Но и в сельских местностях. В атой системе на первом этапе необходимо учитывать число агрегатов, добавив б систему один агрегат мощностью 23 МВт .к один носкостью 30 Шт.

. На следующих этапах: 2000 и 2010 гг. в СЦЭЭ и ЭС Юга, СГЫ, ; планируемая Государственным предприятием по электрификации страны, остается без изменений. -

Вотретьей_глазе на-оскове исследования, проЕ.дзмшго в денной работе, была рассмотрена целесообразность .сооружения целого : ряда линий алектро передач 220 кВ ка рассматриваемых этапах и рас-" оиреиия существуюцих подстанций и сооружения новоЕ.

Анализ прогноза нагрузка Северо-Центральной Обьеданег-яюЕ Энергосистемы (СфЭ) показал, что зе последние б лет тенденция к увеличению потребления электроэнергии в стране сохранялась.'

Для оценки спроса нагрузки в узлах в период 1995-2010 гг. была использована разработанная в университете Инженеров Перу прог- . pai;:»'a для ЗВМ. Зта прогргдот позволяет эхвивалеигировать схеш

12 ■'■...'-....-,.;

электрических систем в нагрузку узлов.

Электрическая система ЭлектрэЛима, преобладающая над другими системами, входными з СфЭ, была приведена к девяти уалеы ::а напряжение 22J кВ. Нагрузка в этот узлах была получена с учетом развития населения Лимы, с согласованием радиуса действия каж-Д1 п узла. Данные анализа были сделаны для базисного года -ISC5 г. Затем определялась доля участия каждого узла относительно суммарно Г. нагрузки города. Лпалиэ потребности каждого узла бил сделан для всех рассмотренных этапов I995-2QI0 гг.

Расчеты дтя оггределения нагрузки в узлах для ЭС Юга сделяни акалогкчно. Радо отметить, что в этой системе преобладает распределительные сети на напряжения 123, СО и 60 кВ.

Нед: гг>д(еркнуть,что дневные графини нагрузки имеют устой-чсяыЗ пик п течение года примерно с 1С* до 21 часа, т.е. ежедневно средняя продолжительность пика 2,5 часа. ¿!акскмальныД годовой спрос нагрузки появляется между августом к сентябрем.

2атем рассматривался вопрос об усилении связей в условиях ■ аварийных и плановых ремонтов системообразующих линий. ЕыСор оя-тималияго технико-экономического варигнта осуществляется по критерии минимума дисконтированной ценности будуцих затрат: PVCtfftttnf '/ahccJFaU Costs ) -+~rnui ; для расчета используется ft,ргуяв: рус *£ ¿«+с+УL

t'O t

где Т - расчетный срок,годи; К - годовые капитальные расхода, АД/год; С - годовые эксплуатационные расходы, ДД/год; У ожидаемый ущерб, АД/год; t - принятая норма дисконта (норма дисконта определяется как средне взвезенная, исходя из структуры капитала, собственных и заемных средств).

Для оценки математического огшдания экономического уцерба от недоотпуска электроэнергии потребителям при отключении каждой линии электропередачи, была использована следующая формула:

У = Ус - A P f - Л где У0 - удельный удэрб от недоотпуска электроэнергии,ДЦ/яБт.ч; А Р - дефицит мощности а системе; 13т; Т - время существования дефицита,ч; Л - параметр штока аварий с дефицитом мощности, 1/год.

Анализ схеш СЦОЭ с точки зрения обеспечения наделю го флсс-ционирования показал,что слабыми звеньями згой магистральной(гос-

13

ледрвательной) сети являются линии: Запаль.л-Чаварриа; Сан-Хуан А - Сан Хуан В. Результаты расчета выявили следующее:

- для обеспечения высокой надежности электроснабжения на уровне 1995 г. сооружение линий не целесообразно;

- на уровне 2000 г. предлагается гп этапное сооружение двух-цепной линии Бальнеариос-Сан Хуан;

- для этапа 2010 г. схемы электро-энергетической сети остаются без изменений;

- для ЭС Юга к 2000 г. оправдывается сооружение второй цепи линии Камисеа-Кеккоро, поскольку при ее отключении дефицит мощности составляет 72 МВт и теряется один блок 100 МВт.

В связи с увеличением нагрузки в г.Лима к 2010 г. предлагается сооружение одной новой подстанции - Чаварриа-2 и расширение существующих подст®1!ций:

- на подстанции Чаварриа-2 количество автотрансформаторов 1 будет составлять 2x200 МЗА. 11а подстанции Запальал следует врсс-ти еще один автотрансформатор 125 MB А, в итоге на этой подстанции будет 3x125 MB А. Подстанции Чаворриа I, Барси и Цинк остаются без изменения, т.е. 3x12b ЫВ А, 2x125 îiB А и 2x40 i.iB А, соответственно.

Подстанции Чьзарриа -I - Чаваррип-2 и Запал ьал - Чапарриа-2 с.'.лЗЫБавтся между собой одной линией. Для обеспечения высокой надежности предлагается сооружение еще одной линии: Запал ьал - Чг.на-рриа-1 .

Использовав диалоговую программу для Ш ТОРАб . .удалось г-ы-шл!шть анализ возможных схем подстанций Запал ьал, Чпварриа -I,. Чаварриа-2 к шбрать наиболее надежные и экономичные варианты 4/3 и 3/2.

Чствертед глава посвящена вопросу обеспечения живучести . электро-энергетич&скоЙ система. В данной диссертации рассмг.тривсюг-сл задачи оценки живучести на заданном множестве исходим лп.-,му-щений и восстаиоаления системы после крупных_пнарий. С этой ц<ш,ю было предложена методика, основечная но теории похорон л сеч чх и выполнена на ЭЕй. Рассмотрим на чем основана »та методика. Л «/Зое возмущение, будь то внеинее или внутреннее■ пизятост и г-пер'") системе отве-хнув роекиию - действии усгроЛсть управления-, п коч<*-тво которых выступают различные устрйства автомачики и .ре-.. ."л¡ог, ос-14

ч^ггы. Ьклпченил и отклгяения олетентов иогут осуществляться и ;п к.оканде диспетчера, особгшо в \ еловилх ликвидации аварии.Изменение структура системл вследствие действия средств управления по ро¡"г.: с г множество состоящий. Г.ри отом может происходить деление снстгэд на ¡/¡'сколько частей. Сущность метод»«» заключается в гн.'-лпге к радой вмдоливт.еГся пясти ни сбалансированность генерации и потребления. 4акт деления или целостности систсш в каком-либо состоянии устанавливается в помощь» алгоритма "построения Пмкрь!ВБгс;ого дерева". основная идея алгоритма заключается в просмотре всех ветвей на предает включения их в дерево .покрпвою-дее яьсь г;.- *>. Ветвь вкл «мается в покрывавшее дерево,если она не образует ;сонтур с ветвями уяе вкл.чце1ап1ки в него.

Алгоритм исследования состояний систсмя вклшает слсдуицие онероцчи:

- ввод расчетной схемы,схемы управления, графика нагрузки, показателей надежности ветвей;

- формирование возмуцпщкх воздействий;

- (Тормирование схемы сети после реакции на вознудощее воздействие,отвечаще^ очередному рассматриваемому состоянии;

- расчет узловых нагрузок по пропорциональной модели;

- определение компонент связности гра^о (проверка на деление системы);

- расчет потокораспределения в сети в целом и в каждм фрагменте » случае деления (определение максимального потока);

- определение разреза о мшк.:ельной пропускной способностью, вычисление вероятности отказового состояния этого разреза, емчмеленио математического ожидания дефицита мощности (или ре-зерпа, если пропускная способность сети не ограничивает максимальный поток нагрузки);&ти же процедуры выполняется в случае деления сети я для всех фрагментов;

- расчет показателей надежности система и ее нагрузочных узлов в рассматриваемом состоянии.

С использованием вышеизложенной методики была проанализирована электрическая схема СЦОЭ и ЭС Юга для базисного года -1595 г.

Рассматривая СЦЗЭ и ЭС Ста страны, выявили некоторые аварии, при которых возникает разделение электроэнергетической системы на две или более несинхронно работающие части. Некоторие части является дефицитными, а другие - избыточными. ' "

В диссертации приведе?ы характеристики всех рассматриваемых аварий в СфЗ и ЭС Юга,приводящих к разделению энергосистемы на части. При всех авариях были определены значения дефицита активной мощности во всех узлах системы. Результаты исследований, проведенных для всех расчетных аварий с дефицитом активной мощности показали следующее:

В СЦОЗ некоторые связи загружаются постоянно в одном направлении. Мощность, передаваемая го другим связям, изменяется с разными временными цикла«. Некоторые из соединяемых подсистем являются то избыточными, то дефицитными, соответственно'изменяется характер возможных аварийных нарушений и воздействие связей в ава-риГ.них процессах.

Б ЭС Юга наблюдается значительное взаимное влияние межсистемных связей. Разрыв одной из значительно загруженных подснстемных связей может привести к опасному изменению режима другой связи.

■ По результатам выполненного анализа автор предлагает следующее:

Для предотвращения развития аварий в СЦЭЭ из-за зиьчлтельга-го изменения частоты в рассматриваемой схеме, предлагается" применение автоматики балансирующего действия, при которой-разгрузке связей осуществляется путем комбинированного управляющего воадей-отвия на снижение генерирующей мощности в имеющей избыток мощности энергосиоте?.?е и на отклвченио части наименее 'ответственной нагрузки, а также на увеличение генерируемой мощности в дефицитной энергосистеме.

В ЭС Юга существует мощная центральная подсистема на пределе статической устойчивости, годсистемной связи, шэтому при разных авариях другая связь не оказывает- существенного влияния.

При аварийном ослаблении связи мощной центральной ¡энергосистемы с малой концевой энергосистемой предлагается, в зависимости от того, имеется ли в малой энергосистеме избыток или дефицит активной мощности, - применение автоматики", снижающей генерарус-. . иуо мощность, или автоматики, отключавшей часть нагрузки.

оензвнш результаты и шшда

Решена кадяая для энергетики Перу йадеча обеспечения надежно ст к и экокомичности при развитии энергосистем» но лоршд до 2Л0 г- Дчя ее решения были исгольвована с-овремеинис кьтода

16 ' ' .

ггт;ггiraaiîî.'îf тчхиически'с решений а услоиияг неопределенности. /.л-jpwrra м пр^гракт« расчета надежности и уивучестк на основе '.1Пологичес:;ич ьктодсв были адаптированы к спеш-т,лчесиим условиям, г-звиз'игогевр электрических сетей 220 кВ.

Анализ проведенные исследований по ■ огттиьо'.зэпли развития огу позволяет сделать ряд якведоэ и дать практические рмсомгндп-т.-:я Государственного департамента по олеятри'^икаггаи Перу,

отписано к печати CS> Сэ {j X,

: * "i . Ыг Бесплатно

ирд-л ' ICO экз

тпочагаао,ня ротапринте ЗПбГТУ

УиОа, О.-йетербург, Политехническая ул., 29