АННОТАЦИЯ 5
Введение 7
1. Требования к технологическому проектированию цифровой РЭС 10
1.1. Основные положения 10
1.2. Этапы концепции 14
1.3. Эффективность 15
1.4. Примеры реализации 17
1.5. Внедрение микропроцессорных технологий в электрические сети
предприятий нефтяной отрасли 18
2 Характеристика Чебаркульского РЭС 23
2.1. Анализ схемы и технического состояния оборудования 23
2.2. Первоочередные задачи 29
2.3. Система АСКУЭ 30
2.4. Реклоузеры и коммутационные аппараты 32
2.5. SCADA система 35
2.6. Выводы 36
3 Алгоритмы анализа режимов 38
3.1. Программа расчёта режимов 38
3.2. Алгоритм анализа разомкнутой сети 39
3.3. Информационное обеспечение 41
4 Алгоритм реконфигурации по наименьшим потерям 43
4.1. Определение оптимального положения разрезов 43
4.2. Алгоритм оптимизации 44
4.3. Оценка ожидаемого эффекта от реконфигурации 52
Заключение 54
Библиографический список 55
По сравнению с экономиками других стран, российская экономика по праву может именоваться одной из самых расточительных. Энергоёмкость ВВП РФ почти в два раза превосходит среднемировой уровень, и в три раза — средний уровень стран ЕС. Кроме того, Россия потребляет приблизительно 6% от всех энергоресурсов мира [1].
Резерв сбережения энергии в РФ равен 45 % от нынешнего объёма потребления. Энергоёмкие производства имеют потенциал энергосбережения равный 31%, ТЭК — 30 %, ЖКХ — 24 % [5].
В соответствии с опубликованными данными Министерства экономического развития, увеличение энергетической эффективности экономики России позволит полностью покрыть 85 %-й прирост потребности в энергоресурсах [3]. Вопрос энергоэффективности актуален как для целой страны, так и для каждого отдельного хозяйствующего субъекта.
Таким образом, на современном этапе необходимо выявить причины снижения эффективности функционирования российских энергосистем, а также предложить наиболее оптимальные в условиях кризисной экономики пути их решения.
Энергетическая система — совокупность электростанций, объединённых электросетями на синхронную работу и связанных общим графиком нагрузки с единым управлением технологическими режимами. В России существуют три уровня энергетических систем: районные (РЭС), объединённые (ОЭС) и ЕЭС (единая энергосистема). ОЭС объединяет на параллельную работу несколько РЭС, а ЕЭС в свою очередь — несколько ОЭС. ЕЭС нашей страны состоит из шести параллельно работающих ОЭС и одной изолированной ОЭС Востока [4]. В собственности РАО «ЕЭС России» в настоящее время находится оборудование, износ которого составляет приблизительно 50 %. Необходимо отметить, что неоднократное использование оборудования с истекшим сроком полезного использования зачастую оказывается дороже, чем его полная замена. Также имеет
место пережог (перерасход) топлива. Чтобы покрыть потери, увеличиваются тарифы. По данным ФСТ России, средний рост тарифов на электроэнергию для населения в 2014 г. составил 8,1 %, в 2015 г. - 6,4 %, 2016 г. - 7,5 %. Рост цен на оптовом рынке (для предприятий): 2014 г. - 8,3 %, 2015 г. - 10,3 %, 2016 г. - 10,2 % [3].
Для удовлетворения требований надежной работы энергосистемы и, следовательно, бесперебойного снабжения потребителей качественной электроэнергией необходимо уделять внимание проблемам снижения потерь электроэнергии при транспортировке, а также качеству электроэнергии.
Предприятия электроэнергетики несут два вида потерь: нагрузочные и условно-постоянные (не зависят от нагрузки). Первые имеют место в 24,7 %, а вторые в 75,3 % от общего числа потерь. Нагрузочные потери состоят из 86 % потерь в ЛЭП и 14 % потерь в трансформаторах [6].
Условно-постоянные потери состоят из 67 % потерь холостого хода трансформаторов, 11 % расходов на собственные нужды подстанций и 22 % прочих потерь.
Высокое качество электрической энергии зависит от должного выполнения требований при производстве электроэнергии, её бесперебойной передачи и распределения по надежным сетям.
Широкое применение высокотехнологичного оборудования - основы инновационного развития промышленного комплекса страны - спустя десятилетия приведет к совершенно новым требованиям к надежности, качеству и экономичности электроснабжения. Традиционные пути в совершенствовании электрических сетей не позволяют решить такие задачи. Кардинальное решение данных проблем содержится в новой концепции преобразования электроэнергетической системы в интеллектуальные системы.
При модернизации электроэнергетики по новому принципу ведущую роль играет электрическая сеть. Новейшие технологии обеспечивают адаптацию свойств и связей сети в соответствии с изменяющимися режимами, активное взаимодействие с системами генерации и потребителями. Современные системыдиагностики делают её более надёжной и исключают развитие аварийных ситуаций. В целом речь идёт о создании так называемой Интеллектуальной электроэнергетической системы с активно-адаптивной сетью (ИЭС ААС), под которой понимается система, в которой все субъекты электроэнергетического рынка (генерация, сеть, потребители) принимают активное участие в процессах передачи и распределения электроэнергии.
На настоящий момент следует выделить два крупных фактора, задающих
развитие интеллектуальных сетей в нашей стране. Это национальная
общественная инициатива «Энерджинет» и «Концепция цифровизации сетей на 2018-2030 годы», разработанная компанией «Россети».
В ходе выпускной квалификационной работы была проанализирована схема сети 10 кВ. Найдены проблемные места. Предложены первые этапы цифровизации этого участка и ожидаемый эффект от этого внедрения.
Были рассмотрены алгоритмы анализа и реконфигурации распределительной сети. На примере участка Чебаркульского РЭС было показано, как с помощью автоматической реконфигурации сети можно экономить на потерях в линиях передачи.
После того, как будут решены первоочередные задачи, можно приступать к следующему этапу. В перспективе нужно установить максимальное количество коммутационных аппаратов с дистанционным приводом на линиях. Нужно внедрить в рассматриваемый алгоритм выбора оптимальных разрезов учёт tgcp и реактивных сопротивлений линии.
