Диссертация (1026440), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

Таким образом, основнойэкономический эффект для организации от установки компенсаторов реактивноймощности заключается в разнице потерь электроэнергии при осуществлениисвоей деятельности до и после внедрения вышеуказанного оборудования.Исходя из определений составляющих для расчета суммарных потерьэлектроэнергии, W , согласно Приказу Минэнерго РФ от 30.12.2008 № 326[104], видно, что перетоки реактивной мощности в наибольшей степениувеличиваюттехническиепотериэлектроэнергии,приэтомоказывая91наибольшее влияние на нагрузочные потери электроэнергии, WН , в линияхэлектропередачи и трансформаторах (определяются методом средних нагрузок всоответствии с [104]). Поэтому для расчетов примем следующее:W  WН(3.1)Уменьшение потерь электроэнергии за счет повышения коэффициентамощности cos φ до значения cos φ’ относительно потерь электроэнергии докомпенсации равно [16]:%WН WН  W ' Нcos 2  ' cos 2  100 %  100 %,WНcos 2  '(3.2)где: WН - нагрузочные потери электроэнергии до компенсации, кВт∙ч;W 'Н - нагрузочные потери электроэнергии после компенсации, кВт∙ч.Тогда потенциал энергосбережения, ПЭ, кВт∙ч, равен:ПЭ WН  %WН100 %(3.3.)Исходя из данных фактических значений коэффициентов мощностиэлектрических сетей и различных электроприемников [42], расчета потерь напримере данных «МРСК Сибири» [45], а также выступления главного научногосотрудника ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» В.Э.

Воротницкого на заседанииКонсультативногоСовета«Окоординацииуслуг,совершенствованиинормативно-правовой базы и развитии отечественного производства покомпенсации реактивной мощности в России» [80], примем наиболеехарактерный средневзвешенный коэффициент мощности в электрических сетяхна территории РФ до компенсации cos φ = 0,85.Воизбежаниевозможнойперекомпенсациирекомендуетсякомпенсировать реактивную мощность до желаемого коэффициента мощностиcos φ’ = 0,95.Тогда уменьшение потерь электроэнергии в %-ном соотношении,%WН , равно:%WН220,95   0,85  100 %  19,95 %0,95 2(3.4)92В соответствии с годовым отчетом ПАО «ФСК ЕЭС» за 2014 год, отпускэлектроэнергии в сети распределительных сетевых компаний, прямымпотребителям и независимым АО-энерго, а также в сопредельные государства всальдированномвыражениисоставляет515250млн.кВт∙ч.Потериэлектроэнергии в сети ЕНЭС равны 21 261 млн.

кВт∙ч [30]. Нагрузочные(переменные) потери электроэнергии в сети ЕНЭС составляют 58,9% от общегообъема потерь электроэнергии в сети ЕНЭС [85]. Таким образом, нагрузочныепотери ПАО «ФСК ЕЭС», WН ФСК до компенсации равны:WН ФСК 21261  58,9% 12522 ,73 млн. кВт∙ч100 %(3.5)Тогда потенциал энергосбережения для ПАО «ФСК ЕЭС», ПЭФСК , равен:ПЭ ФСК 12522 ,73  19,95% 2498 ,29 млн. кВт∙ч100 %(3.6)В 2014 г. одноставочная нерегулируемая цена (Ц) на электрическуюэнергию и мощность на оптовом рынке в Европейской части России и Уралесоставила 1598 руб./МВт·ч [36]. Для расчетов примем Ц=1,6 руб./кВт∙ч.

Тогдаэкономический потенциал энергосбережения для ПАО «ФСК ЕЭС» составит:ЭПЭФСК = ПЭФСК ∙ Ц = 2498,29 ∙ 106 ∙ 1,6 = 3997,26 млн. руб.(3.7)Согласно годовому отчету ПАО «Россети» за 2014 год итого пораспределительному комплексу объем поступления электрической энергии всеть составил 646 678 млн. кВт∙ч, объем потерь электрической энергии равен53 968,9 млн.

кВт∙ч [29]. Потери электроэнергии, зависящие от величины,передаваемой по сети мощности или «нагрузочные» потери составляют 74% отобщегозначенияпотерь[85].Такимобразом,нагрузочныепотерираспределительного комплекса ПАО «Россети», WН РК до компенсации равны:WН Р К 53968 ,9  74% 39936 ,99 млн. кВт∙ч100 %(3.8)Тогда потенциал энергосбережения для распределительного комплексаПАО «Россети», ПЭ РК , равен:93ПЭ Р К 39936 ,99  19,95% 7967 ,43 млн. кВт∙ч100 %(3.9)Экономический потенциал энергосбережения для распределительногокомплекса ПАО «Россети» составит:ЭПЭРК = ПЭРК ∙ Ц = 7967,43 ∙ 106 ∙ 1,6 = 12747,89 млн.

руб.(3.10)Итого для ПАО «Россети» в целом получаем общий экономическийпотенциал энергосбережения, равный:ЭПЭРоссети = ЭПЭФСК + ЭПЭРК = 3997,26+12747,89 = 16745,15 млн. руб. (3.11)В связи с тем, что на территориях субъектов Российской Федерации своюдеятельность также осуществляют множество ТСО (свыше 3000 компаний), невходящих в состав ПАО «Россети» [36], и отсутствия актуальной информации обуровне их общих и нагрузочных потерь электроэнергии, оценку потенциалаэкономии электроэнергии за счет компенсации реактивной мощности вмасштабах всей страны произвести затруднительно.Но даже приведенный расчет для такой ключевой электросетевойкомпании РФ, как ПАО «Россети» демонстрирует колоссальный экономическийпотенциал (ЭПЭРоссети составляет 24% от чистой прибыли общества (69,5 млрдруб.

[29])) от установки устройств компенсации реактивной мощности употребителей электрической энергии для электросетевого комплекса в целом.Компенсаторы реактивной мощности (КРМ) – это электротехническиеустройства,обеспечивающиеповышениекоэффициентамощностиоборудования (системы электроснабжения в целом) за счет компенсацииреактивной мощности.УстановкаКРМнаобъектеэлектроснабженияявляетсяэнергосберегающим проектом, реализация которого зависит от его показателейэкономической эффективности, расчет которых невозможен без рассмотрения«технической стороны» вопроса, например, снижения потерь электроэнергии,Wкомп , тыс.

кВт∙ч, за счет компенсации реактивной мощности.В случае электроснабжения промышленных и коммунально-бытовыхобъектов, основными элементами, где происходят наибольшие потери отперетоковреактивноймощности,являютсятрансформаторыилинии94электропередачи(ЛЭП:воздушные(ВЛ)икабельные(КЛ)линииэлектропередачи).Таким образом, нагрузочные потери, Wн , кВт∙ч, равны (расчет пометоду средних нагрузок [104]):Wн  Wнл  Wнт(3.12)Нагрузочные потери электроэнергии, Wнл , кВт∙ч, в воздушных икабельных линиях определяются по формуле:nWнл   k к  k ф2i  Pсрi  Ti ,(3.13)i 1где: i – уровень напряжения;n – количество уровней напряжения в рассматриваемом диапазоне;kк– коэффициент, учитывающий различие конфигураций графиковактивной и реактивной нагрузки различных ветвей сети, о.е. (принимаетсяравным 0,99);kфi – коэффициент формы графика суммарной нагрузки сети за расчетныйинтервал i-го уровня напряжения (подробный расчет в [104]), о.е.;Pсрi – средние потери активной мощности i-го уровня напряжения, кВт;Ti – время работы ЛЭП в году i-го уровня напряжения, ч.Продолжительность работы сети в году, Ti , ч, равна [104]:Ti  k илi  8760 ,(3.14)где: kилi – коэффициент использования i-ой электрической линии, о.е.Средние потери мощности для каждого уровня напряжения, Pсрi , кВт[104]:Pсрi  3  I ср2 i  r0i Lэквi 10 3 ,Ni(3.15)где: I срi – среднее значение токовой нагрузки i-го уровня напряжения, А;r0i – удельное сопротивление на 1 км кабеля i-го уровня напряжения,Ом/км.;95Lэквi – эквивалентная суммарная длина N линий i-го уровня напряжения,км;N i – количество линий электропередачи i-го уровня напряжений, шт.Среднее значение токовой нагрузки, I срi , А, определяется [104]:I срi Pсрi3  U i  cos ,(3.16)где: Pсрi – среднее значение активной мощности нагрузки i-го уровнянапряжения, кВтU i – напряжение линии (фактическое значение i-го уровня напряжения),кВ.Нагрузочные потери электроэнергии в трансформаторах, Wнт , кВт∙ч,равны [104]:mWнт   k к  k ф2j  Pср тj  Tтj ,(3.17)j 1где: j – рассматриваемый трансформатор;m – количество трансформаторов, шт.;Tтj – время работы j-го трансформатора в году, ч;Pср тj – средние потери активной мощности в трансформаторе, кВт,которые определяются как [104]:Pср тj  I ср2 тj  Rтj  10 3 ,(3.18)где: I сртj – средний ток через первичную обмотку j-го трансформатора, А;Rтj – активное сопротивление j-го трансформатора, Ом, [104]:R тj  Pкзj U в2jS2номj 10 3 ,(3.19)где: Pкзj – потери мощности короткого замыкания j-го трансформатора,кВт;U вj – высшее номинальное напряжение j-го трансформатора, кВ;96Sномj – номинальная мощность j-го трансформатора, кВА.Средний ток нагрузки j-го трансформатора, Iсртj , А составляет [104]:Wакт тjI ср тj 3  U вj  cos   Tтj,(3.20)где: Wакт тj – - электроэнергия в узле за время работы (количествопереданной электрической энергии через j-ый трансформатор за время егоработы), кВт∙ч.НаибольшеераспространениесредиустройствКРМполучиликонденсаторные батареи, за счет следующих преимуществ их использования:широкий выбор мощностей компенсации; простой монтаж и эксплуатациясистемы, относительно невысокие стоимость и эксплуатационные затраты(удельные собственные потери активной мощности 0,002...0,005 кВт/кВАр).Расчетнеобходимоймощностиконденсаторнойбатареи,QCр ,производится по формуле [143]:QCр Wакт tg  tg ',T(3.21)где: Wакт – потребление активной электроэнергии, кВт∙ч;T – время работы конденсаторной батареи в году, ч;Тангенс угла сдвига фаз нагрузки в исходном режиме, tg φ , равен:tg Wреак сут(3.22)Wакт сутИли:tg φ = tg (arccos (cos φ))Предприятиевыбираетзначениекоэффициента(3.23)мощностипослекомпенсации из диапазона: cos φ’ = 0.94÷0.98, чтобы не возникло ситуацииперекомпенсации.Тангенс угла сдвига фаз нагрузки после компенсации, tg φ’, равен:tg φ’ = tg (arccos (cos φ’))(3.24)Варьируя выбираемый тип компенсирующего устройства, необходимо97добиться, чтобы расчетная мощность компенсирующего устройства QCр ,вычисляемая по формуле (3.21), отличалась от выбранной величины QCв неболее чем на   5% (погрешность выбора), при этом в случае выборабатареи конденсаторов, желательно, чтобы батарея состояла из конденсатороводного типономинала.Соответственно, погрешность выбора определяется по формуле:QСр  QСвQСв 100 %(3.25)Дополнительные условно-постоянные потери, учитывающие потери вкомпенсирующем устройстве, W 'ку , кВт∙ч, определяются по формуле:W ' ку  Pку  S ку  T ,(3.26)где: Pку – удельные потери мощности компенсирующего устройства,кВт/кВАр;S ку – мощность компенсирующего устройства, кВАр.Итого получаем общее снижение потерь электроэнергии, Wкомп , тыс.кВт∙ч, за счет компенсации реактивной мощности за год:Wкомп  Wн  W ' н W ' ку ,(3.27)где: W 'н – потери электрической энергии после установки устройств КРМ,рассчитываемые по формулам для расчета Wн , путем подстановки cos φ’вместо cos φ.Экономический потенциал энергосбережения, ЭПЭ, тыс.

Характеристики

Список файлов диссертации