Расчёт надёжности электрической сети по недоотпуску электроэнергии

4.16. Расчёт надёжности электрической сети по недоотпуску электроэнергии.

Недоотпуск электроэнергии объясняется перерывами и ограничениями в электропотреблении. Размер убытков определяет надёжность схемы электрической сети.

Исходные данные для анализа надёжности схем электрической сети:

§ показатели надёжности плановых ремонтов её элементов;

§ характеристики нагрузки и источников питания;

§ расчётная схема сети.

При анализе учитываются следующие показатели надёжности и плановых ремонтов:

§ Т_{В –} время вынужденного простоя (восстановление, средняя продолжительность аварийного ремонта, год/отказ);

Рекомендуемые материалы

§ w_в – параметр потока вынужденных отказов (средняя частота отказа), отказ/год;

§ К_В=w_ВТ_В – коэффициент вынужденного простоя (коэффициент восстановления;

§ w_n – средняя частота плановых ремонтов, простой/год;

§ Т_n – средняя длительность планового ремонта (простоя), год/простой;

§ К_nw_nТ_n – коэффициент планового простоя.

Во многих справочниках Т_В,Т_n – даётся в часах, что понятно, но усложняет расчётные формулы. Для определения ущерба «У» при сравнении вариантов схемы сети будем учитывать только линии электропередачи, которые наименее надёжный элемент сети. В таблице 4.12 приводятся значения показателей надёжности и плановых ремонтов ЛЭП.

Таблица 4.12

В таблице 4.12 значение “w_в” даётся на 100 км длины линии .Для конкретной длины линии:

w_В= w_Вl /100.

Вместо показателя “T_n” (планjdjuj простоя ) приводится значение “K_n” (коэффициент планового простоя) т.к. последний показатель в расчётных формулах используется чаще. Для двухцепных линий при отказе двух цепей показатели w_n ,K_n не приводятся так как две цепи одновременно не ремонтируются. К характеристикам нагрузки относятся: параметры нагрузки Т,_мах ,Р_мах взятые для максимального режима, а также расчётные годовые удельные ущербы от аварийных и плановых ограничений питания.

Для разной структуры нагрузки (таблица 4.12), на рис. 4.12 представлены зависимости удельных ущербов при аварийных и плановых ограничениях питания.

У_b=a                                                           У_п= b

                       1  

                     2

                             3                                                              2            4

                        4                                                                        3            

                4                                                    3

                                                      1       2       4

e= e _a                                                                e =e _n

                                                 рис.4.12

Для рис 4.12 имеем по координатам:

§ У_b1=a  - удельный ущерб при аварийных ограничениях (индекс “b” – время вынужденного простоя)

§ У_п= b - удельный ущерб при плановых ограничениях питания (индекс “n” – время планового простоя).

§ e _a ,e _n – коэффициенты ограничения нагрузки потребителя при аварийном и плановых ремонтах.

Показатель «e» - степень ограничения потребителей по активной мощности:

e = ,  (отн.ед.),                                                                                   (4.104)

где

Ротк – отключаемая мощность при ограничении нагрузки.

Таблица 4.13

К характеристикам источников питания принадлежат:

установленная мощность электростанции; резерв мощности ЭС который может быть передан в сеть через районную подстанцию .Как было отмечено, недоотпуск электроэнергии возникает при ограничениях и перерывах (e=1) в электропотреблении потребителей. Со всех видов ограничения потребления будем учитывать только ограничения при разделе источников питания.Этот вид ограничений – наиболее типичен для разрабатываемых в проекте простой структуры схем сети, запитанных от двух источников.

Перерывы электроснабжения .Рассматривается каждый потребитель по формуле:

У_i=У_вi+У_ni,                                                                                                                               (4.105)

где

У_вi – ущерб потребителей от простоя в результате аварии      

У_ni – ущерб от простоя при плановых ремонтах

При полном ограничении питания потребителей имеем:

У_i=P_max(a _e=1 K_вi+  b_e=1 K_ni),                                                                                       (4.106)

где

K_вi – коэф.вынужденного простоя, K_вi = w_вТ_в

K_ni – коэф.планового простоя, K_ni = w_nT_n

P_max – максимум нагрузки i-го потребителя.

В случае частичного ограничения питания потребителей ущерб составит величину:

У_i =P_max(ae_вК_вi+be_пК_пi),                                                                                   (4.107)

e_в=Р_вотк/ Р_max   ; e_п = Р_п.отк/ Р_мах ;

a - удельный ущерб от аварийных отключений питания потребителя;

b - удельный ущерб от плановых отключений питания.;

Р_в.отк , Р_n.отк  - отключаемая часть нагрузки на время восстановления аварийных повреждений или плановых ремонтах сети.

Ущерб от недоотпуска элекроэнергии по сети равняется сумме ущербов всех “n” потребителей:

У=                                                                                                  (4.108)

Показатели надёжности К_вi , K_пi расчитываются на основе преобразования расчётной схемы надёжности i-го потребителя. В схеме надёжности каждая линия отображается блоком и задаётся показателями Т_в , К_n , w_n .Учитываются только те линии , которые связывают данный потребитель с источниками питания. Источники питания считаются бесконечной мощности и закорачиваются в одном узле.

Двухцепные линии 35-220 кВ замещаются тремя блоками.Два параллельных блока учитывают отказы отдельных линий и задаются показателями Т_в^’ , T_n ,w_в^’ , w_n .Последовательный блок учитывает одновременно отказ двух линий и задаётся показателями w_в^” , T_в^”

Двухцепные линии 330-750 кВ учитываются двумя независимыми блоками с показателями Т_в , T_n ,w_в , w_n  значения которых берутся как для одноцепных линий.

Преобразования (упрощения) расчётных схем выполняются на основе эквивалентирования (расчёта эквивалентных показателей надёжности) последовательно и параллельно соединяемых блоков. Процесс преобразований схемы сводится к получению результирующего блока , показатели надёжности и плановых ремонтов которого совпадают с показателями надёжности электроснабжения потребителя , для которого составлялась схема. Эти показатели используются для определения ущербов по формуле (4.107).Параллельно соединённые элементы сети обеспечивают высокую степень надёжности и в ряде случаев могут не учитывать при определении ущерба от недоотпуска энергии.

Пример 1. Составить структурную схему надёжности относительно узла “П”

                                                        Рис 4.13

В лекции "МАКИАВЕЛЛИ Николо" также много полезной информации.

                                 Рис 4.14                                                                    Рис 4.15

                     Рис 4.16                                             Рис 4.17                                 Рис 4.18

Пример 2.Составить структурную схему надёжности относительно узлов П 1 и П 2. Решение задачи представлено на рис 4.20, 4.21.

                     Рис 4.19                                 Рис 4.20                                 Рис 4.21