Диссертация (1026440), страница 17

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

Текст из файла (страница 17)

руб., отустановки устройств КРМ за год будет равен:ЭПЭ  Wкомп  Ц,(3.28)где: Ц – тариф на электроэнергию, тыс. руб. / тыс. кВт∙ч.Простой срок окупаемости мероприятия,определяется:PPпростой, количество лет,98PPпростой где:CСВ–совокупнаяССВ,ЭПЭстоимость(3.29)владениякомпенсирующимустройством, тыс. руб., рассчитываемая по формуле:ССВ = Сзакупка + Сввод + Сэксплуатация + Свывод + Сутилизация(3.30)где: Сзакупка – затраты на приобретение оборудования, тыс.

руб.;Сввод – затраты, связанные с вводом в эксплуатацию оборудования(учитывают строительно-монтажные и пуско-наладочные работы), тыс. руб.;Cэксплуатация – затраты, связанные с эксплуатацией оборудования (стоимостьтехнического обслуживания и ремонта), тыс. руб.;Свывод – затраты, связанные с демонтажем оборудования, тыс. руб.;Сутилизация – затраты, связанные с утилизацией оборудования, тыс. руб.По вышеприведенным формулам автором проведен демонстрационныйрасчет в Приложении.

За счет того, что изначальный коэффициент мощности напредприятии был слишком низкий (cos φ = 0,67), то его увеличение с помощьюустройств компенсации реактивной мощности (до cos φ’ = 0,98) окупитьсядостаточно быстро, менее чем за полтора года.Учесть инфляцию можно при расчёте периода окупаемости с учетомдисконтирования (DPP). Средний срок службы установок КРМ не менее 10 лет.Поэтому, чтобы учесть затраты, связанные с ремонтом, выводом изэксплуатации и утилизацией оборудования, которые имеют место после срокаокупаемости, в расчете принимается, что инвестиции носят разовый характер вразмере полной стоимости владения компенсирующим устройством (СCВ).DPP – это количество лет n, при котором справедливо неравенство:n ЭПЭt   1  r    ССВ  0,t 1t(3.31)где: ЭПЭ t – экономический потенциал энергосбережения за год t,тыс.

руб.;t – год использования компенсирующего устройства, от 1 до n;r – ставка дисконтирования.99Экономический потенциал энергосбережения за год t, ЭПЭ t , тыс. руб.равен:ЭПЭt  Wкомп  Ц  ИРТ,(3.32)где: ИРТ – индекс роста тарифов на электроэнергию согласно прогнозамМинистерства экономического развития Российской Федерации.Показателямиэффективностиэнергосберегающегопроектатакжеявляются чистый дисконтированный доход (NPV) и внутренняя нормадоходности инвестиций (IRR) [22].

NPV показывает, что вложив средства вразмере ССВ в энергосберегающий проект и получая ЭПЭ t ежегодно в течениесрока службы ( лет), реальная прибыль от проекта при ставке дисконтированияr будет равна NPV, тыс. руб., вычисляемой по формуле: ЭПЭtNPV   tt 1  1  r n  ССВ(3.33)Соответственно, чем NPV больше, тем эффективнее энергосберегающийпроект. При ставке дисконтирования, равной IRR, NPV=0, следовательно, IRRпоказывает безубыточную норму доходности энергосберегающего проекта.Проект будет экономически оправданным, если IRR>r.После ввода компенсирующего устройства в эксплуатацию, срок егоокупаемости будет уменьшаться, по сравнению с рассчитанным ранее, т.к.правильная компенсация реактивной мощности, помимо указанного снижениянагрузочных потерь, позволяет также: уменьшить потери электроэнергии в неучтенных элементах сети иуменьшить нагрузку на элементы распределительной сети, увеличивая срок ихслужбы и снижая расходы на ремонт и обновление электрооборудования; улучшить качество электроэнергии за счет уменьшения отклоненийнапряженияотноминальногозначенияиповыситьнадежностьраспределительных сетей и электрооборудования; для проектируемых объектов уменьшить мощность подстанций ипоперечное сечение кабельных линий (снизить их стоимость).Также следует иметь ввиду, что монтаж системы компенсации реактивной100мощности поможет устранить возможные надбавки к тарифу на электроэнергиюза потребление реактивной мощности, превышающее договорные значения.Какотмечалосьвыше,потребителивпроцессепотребленияэлектроэнергии могут вызывать не только перетоки реактивной мощности, но ипоявление высших гармоник напряжения и тока в электрических сетях системыэлектроснабжения общего назначения.

Помимо того, что все участники рынкаэлектроэнергиистрадаютотвлияниявысшихгармоникнасистемуэнергоснабжения в части ухудшение коэффициента мощности [115] из-заповышениязначенийреактивноймощности[44],такещеипринесинусоидальности тока и напряжения в сети электроснабжения нерекомендуется использовать в качестве компенсаторов реактивной мощноститолько конденсаторные установки. Так как с повышением частоты подводимогонапряжения сопротивление конденсаторов уменьшается, то наличие высшихгармоник напряжения и тока в сети вызывают в конденсаторных батареяхперегрузки по току и ускоренное старение изоляции (а также возрастаетвероятность проявления резонансных явлений). Данные обстоятельстваприводят к необходимости установки специальных фильтрокомпенсирующихустройств, позволяющих одновременно с компенсацией реактивной мощностиснижать уровни высших гармонических составляющих тока и напряжения всети.Безусловно, расчет параметров фильтра гармоник требует гораздо большеисходных данных для проведения углубленного технико-экономическогоанализа с построением компьютерной модели системы электроснабженияпромышленного предприятия.В связи с тем, что высшие гармоники тока и напряжения в сети вызываютдополнительные потери активной мощности во всех элементах системыэлектроснабжения (таких как: конденсаторы, воздушные и кабельные линииэлектропередачи, асинхронные и синхронные двигатели, трансформаторы), то ирасчет технического ущерба от несинусоидальности в сети представляет собойочень сложную техническую задачу (Таблица 9).101Таблица 9.Технический ущерб от наличия высших гармоник напряжения и токаНазваниеРасчетная формула с пояснениями№ф-лыДополнительныепотериn2электроэнергиив3.3413ТУ ВГ дк  Т конд  Pномдиэл  U n2  nгде: Т конд – время работы конденсатора в год, ч.;диэлектрике Pномдиэл–дополнительныеактивныепотериконденсаторов,мощности в диэлектрике конденсаторов при наличииупрощенныевысшихрасчетыноминальном режиме (по паспортным данным), кВт.согласно [38]По данным [124] работа конденсаторных батарей сгармоник,рассчитанные[116]в = 5% в течение двух лет приведет к увеличениюпотерь электроэнергии в диэлектрике конденсаторовв 2 раза.Дополнительные ТУ ВГ Икл  0,4  L  WИкл удпотериэлектроэнергиивизоляциикабельныхлиний [104]3.35где: – длина КЛ, км; WИкл уд – удельные потериэлектроэнергии в изоляции силовых кабелей, тыс.кВт∙ч/кмвгод(величинапринимаетсявсоответствии с табл.

10 Приказа Министерстваэнергетики РФ № 326 [104])В соответствии с измерениями [124] установлено,чтопривеличинекоэффициентанесинусоидальности напряжения = 6 − 8,5 % за3 года потери электроэнергии в изоляции кабелейувеличатся на 40%.102Таблица 9 – продолжениеНазваниеРасчетная формула с пояснениями№ф-лыДополнительныепотериэлектроэнергиив АД [81]ТУ ВГ ад U  k АД  Pном    n n  2  U ном m2 n  n 1 2n3.36где: kАД - коэффициент, учитывающий параметрыАД, о.е.; Pном - номинальная активность мощностьАД, кВт; знак «+» под знаком корня соответствуетсимметричнымсоставляющимсоздающимвращения,полягармоник,встречныеполюосновной гармоники, а знак «-» - попутные.Дополнительныепотериэлектроэнергиив СД [39]ТУ ВГ сд23.37 U   1  kСД  Pном    n  n  2  U ном   n n mгде: k CД - коэффициент, учитывающий параметрыCД, о.е.; Pном - номинальная активность мощностьCД, кВтДополнительныепотериТУ ВГ тт2 U P PХХ   n   0,607 2КЗu кзn  2  U ном m1  0,05  n 2  U n n  n  U ном n2m23.38электроэнергиивгде по паспортным данным определяются PХХ -трансформаторе[81]Доп.напряжение КЗ, %.потериэлектроэнергиивпотери ХХ, Вт; PКЗ - потери КЗ, Вт; u КЗ -13ТУ ВГ  Т лэп 1,41  rлэп   I n2  nлэпn2линиях где: Т ЛЭП – время работы конденсатора в год, ч.; rлэпэлектропередачи – линейное активное сопротивление фазы ЛЭП на[21]частоте 50 Гц.3.39103Исследования [39] показали, что вышеуказанные потери значительноменьше, чем потери, вызванные перетоками реактивной мощности.

Поэтому припервомрассмотренииэкономическойэффективностиотустановкифильтрокомпенсирующих устройств их можно не рассчитывать.Для первичной оценки экономического потенциала энергосбережения приустановкефильтрокомпенсирующихустройствможноиспользоватьрассчитанное ранее значение общего снижения потерь электроэнергии, Wкомп ,тыс. кВт∙ч, за счет компенсации реактивной мощности, а также сокращенияпрямых финансовых расходов, связанных с устранением экономическогоущерба от наличия высших гармоник напряжения и тока.Дляпервичнойоценкифильтрокомпенсирующегоэкономическойустройстваможноэффективностирассчитатьустановкипростойсрококупаемости проекта, РРпростой, количество лет, по следующей формуле:PPпростой ССВССВ,ЭПЭ Wн  W 'н W 'ку  Ц  ЭУ ВГ(3.40)где: Wн  W 'н  – снижение нагрузочных потерь электроэнергии за счеткомпенсации реактивной мощности, кВт∙ч;W 'ку–условно-постоянныепотери,учитывающиепотеривкомпенсирующем устройстве, кВт∙ч, определенные по формуле (3.26), в которойзначение Pку принимается равной по таблице [143] (Таблица 10);Ц – стоимость электроэнергии для организации, руб./ кВт∙ч;ЭУВГ – экономический ущерб, связанный с прямыми финансовымирасходами от наличия высших гармоник напряжения и тока, руб.;ССВ – совокупная стоимость владения фильтрокомпенсирующимустройством, руб., рассчитывается по формуле (3.30).Практический опыт применения фильтрокомпенсирующих устройств поданным производителей и поставщиков данного оборудования [70, 71, 73, 75, 76,77, 78] показывает, что срок окупаемости затрат, связанных с компенсациейреактивной мощности и фильтрации высших гармоник напряжения и тока в сети104находится в пределах от полугода до трех лет в зависимости от конкретнойисходной ситуации.Таблица 10.Расчетные данные компенсаторов реактивной мощностиВидкомпенсирующего УдельныеустройстваКонденсаторныепотери Удельная стоимостьмощностикомпенсирующегокомпенсирующегоустройства,устройства, Pку , Вт/кВАрруб./кВАрбатареи 0,25-0,45340-1000поперечного включенияКонденсаторные установки 0,5-1,0800-1600продольного сеченияСинхронные7-503200-6800Пассивные фильтры0,5-2,02000-4000Активные фильтрыНеэлектродвигателиболее3%от 10000-14000номинальной мощностиГибридные фильтры0,5-2,0Статические тиристорные 1%3000-6000отноминальной 6000-10000компенсаторымощностиКомпенсаторы СТАТКОМНеболее3%от 10000-15000номинальной мощностиКорректоры коэффициента Немощностиболее3%от 10000-14000номинальной мощностиВ большинстве своем в данных организациях уже разработаноспециализированное программное обеспечение, позволяющее осуществитьмногокритериальноематематическоемоделированиедействующейэлектрической сети объекта с учетом параметров ее основных элементов ихарактеристикэлектроприемников,атакжеобеспечитьпотребителей105сравнительнымирасчетамифильтрокомпенсирующихэффективностиустройств.Ноприменениятакиерасчетыразличныхтребуютдополнительных финансовых средств и занимают длительное время, так кактребуют собрать большое количество исходной информации по объектузаказчика.

Характеристики

Список файлов диссертации