📄Работа №217756
Тема: Модернизация системы электроснабжения Комсомольского района с применением цифровых технологий
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Электроэнергетика
Объем:
73 листов
Год:
2021
Просмотров:
0
4815
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 3
Глава 1 Анализ системы электроснабжения Комсомольского района 6
1.1 Характеристика систем электроснабжения городов 6
1.2 Способы повышения энергоэффективности СЭС города 10
1.3 Характеристика системы электроснабжения Комсомольского района 13
1.4 Выявление проблем в СЭС Комсомольского района 20
Глава 2 Обзор цифровых технологий в сфере энергоснабжения 24
2.1 Цифровые технологии в мировой практике 25
2.2 Зарубежный опыт цифровизации энергетики 28
2.3 Тенденции России по цифровизации энергетического комплекса 30
2.4 Технологии цифровой трансформации 31
2.5 Пример применения «умного» оборудования 32
Глава 3 Стратегия цифровой трансформации Комсомольского района 42
3.1 Критерии внедрения цифровой трансформации 42
3.2 Перспективы развития электрических сетей района 49
3.3 Умные технологии в бюджетной сфере 57
Заключение 66
Список используемых источников 68
Глава 1 Анализ системы электроснабжения Комсомольского района 6
1.1 Характеристика систем электроснабжения городов 6
1.2 Способы повышения энергоэффективности СЭС города 10
1.3 Характеристика системы электроснабжения Комсомольского района 13
1.4 Выявление проблем в СЭС Комсомольского района 20
Глава 2 Обзор цифровых технологий в сфере энергоснабжения 24
2.1 Цифровые технологии в мировой практике 25
2.2 Зарубежный опыт цифровизации энергетики 28
2.3 Тенденции России по цифровизации энергетического комплекса 30
2.4 Технологии цифровой трансформации 31
2.5 Пример применения «умного» оборудования 32
Глава 3 Стратегия цифровой трансформации Комсомольского района 42
3.1 Критерии внедрения цифровой трансформации 42
3.2 Перспективы развития электрических сетей района 49
3.3 Умные технологии в бюджетной сфере 57
Заключение 66
Список используемых источников 68
📖 Аннотация
В данной работе представлен комплексный анализ и разработка стратегии модернизации системы электроснабжения Комсомольского района города Тольятти с акцентом на внедрение цифровых технологий. Актуальность исследования обусловлена устойчивым ростом энергопотребления в урбанизированных средах, вызванным цифровизацией, развитием инфраструктуры и промышленности, что выявляет недостатки существующих сетей, такие как низкая надежность, нерациональная загрузка и физическое устаревание оборудования. Основным результатом работы является определение оптимального перечня мероприятий для цифровой трансформации, включая внедрение интеллектуальных систем мониторинга и управления, что позволит повысить энергоэффективность, надежность и готовность сети к будущим нагрузкам. Научная значимость заключается в систематизации подходов к интеграции цифровых решений в городские распределительные сети, а практическая – в формировании конкретной стратегии модернизации для рассматриваемого района, учитывающей его экономические и инфраструктурные особенности. Теоретической основой послужили исследования в области энергоэффективности и цифровизации, включая работы Болоновой И.Е. и соавторов по применению реклоузеров и моноблочных комплектных устройств, анализ зарубежного опыта цифровизации энергетики, а также изучение тенденций внедрения «умных» технологий в российском ЖКХ.
📖 Введение
Города являются массовыми потребителям электроэнергии, в связи с тем, что в них проживает число населения, значительно превышающее число сельских жителей, в них, как правило, имеются промышленные предприятия и развитая транспортная сеть, требующая поддержания надлежащего уровня освещения, а также, в случае использования электротранспорта - нуждающаяся в источнике питания.
Система городского электроснабжения выстраивается исходя из размеров города, количества и мощности промышленных предприятий, а также из уровня развития инфраструктуры.
Питание крупных потребителей осуществляется с помощью распределительной сети класса напряжения 6-10 кВ, потребители сравнительно меньшей мощности запитываются от сети напряжением 0,38 кВ и совсем малой мощности - однофазные 0,22 кВ.
В настоящее время наблюдается тенденция к росту потребляемой мощности электроэнергии - это провоцирует необходимость совершенствовать систему электроснабжения непрерывно и по возможности комплексно. «Увеличение энергопотребления обусловлено, в первую очередь, все большим внедрением цифровых технологий, а как следствие - большей востребованности в использовании именно электрической энергии. Нельзя к тому же исключить факторы растущей урбанизации, усиления промышленного комплекса и на развитие инфраструктуры, потребляющей значительную часть мощности, не смотря на постепенное внедрение энергосберегающих технологий» [13].
Необходимость совершенствования систем электроснабжения в пользу повышения энергоэффективности и уменьшения объемов используемых ресурсов, обусловлена несколькими основополагающими факторами.
В первую очередь, нужно отметить, что внедрение технологий, позволяющих более эффективно использовать энергетические ресурсы, осуществляется, как правило, частично и, зачастую, довольно медленными темпами. Как известно, невозможно достичь экономии энергии, если создать грамотную систему электроснабжения, но не оснастить соответствующими технологиями каждый дом и не предусмотреть мероприятия по сбережению. Этот принцип действует и в обратном случае. По сему, необходим комплексный подход к решению проблемы энергоэффективности городов и их районов, в частности.
Одной из современных тенденций в сфере энергосбережения является децентрализованная генерация и децентрализованное распределение передаваемой мощности, данный вопрос также стоит рассмотреть на предмет применимости к рассматриваемой системе электроснабжения.
Во-вторых, согласно статистике, в городской среде существует немало причин неразумного расхода энергоресурсов. Среди них: несовершенство систем электроснабжения и применение устаревших технологий, эксплуатация морально и физически устаревшего оборудования, отсутствие мотивации жителей города к сбережению электроэнергии, несовершенство объектов бюджетной сферы и большие энергопотери в этой области.
Третьим и не менее важным фактором является проблема использования невозобновляемых ресурсов. По данным на 2016 год, доля исчерпаемых природных ископаемых ресурсов в общем объеме от первичных источников энергии составляет целых 76% по России, в то время как доля атомной энергетики составляет - 13%, гидроэнергетика - 6% и 5% - альтернативные источники. «Сама суть проблемы в том, что объемы добычи этих ресурсов с каждым годом растут несоизмеримо быстрыми темпами по сравнению со скоростью внедрения альтернативных методов получения электроэнергии. Нужно понимать, что рано или поздно запас ископаемых ресурсов будет подходить к концу, а стоимость электроэнергии будет стремительно расти, пока не станет недоступной для жителей планеты. Чтобы не прийти к такому развитию событий необходимо принимать меры уже сегодня» [9].
Цель работы заключается в повышении энергоэффективности системы электроснабжения района города.
Задачи магистерской диссертации:
- Анализ существующей системы электроснабжения и выявление основных проблем;
- Обзор существующих технологий в сфере городского электроснабжения;
- Разработка комплекса мероприятий и внедрение технологий, способствующих энергосбережению.
Решение описанных задач позволит усовершенствовать систему электроснабжения Комсомольского района г. Тольятти и создать устойчивую базу для перехода к формату цифровой энергетики. Предполагаемая модернизация позволит повысить энергетическую эффективность объектов электросетевого хозяйства, а также бытовой сферы, усовершенствовать систему генерации и распределения электроэнергии и снизить показатели потерь электроэнергии.
Система городского электроснабжения выстраивается исходя из размеров города, количества и мощности промышленных предприятий, а также из уровня развития инфраструктуры.
Питание крупных потребителей осуществляется с помощью распределительной сети класса напряжения 6-10 кВ, потребители сравнительно меньшей мощности запитываются от сети напряжением 0,38 кВ и совсем малой мощности - однофазные 0,22 кВ.
В настоящее время наблюдается тенденция к росту потребляемой мощности электроэнергии - это провоцирует необходимость совершенствовать систему электроснабжения непрерывно и по возможности комплексно. «Увеличение энергопотребления обусловлено, в первую очередь, все большим внедрением цифровых технологий, а как следствие - большей востребованности в использовании именно электрической энергии. Нельзя к тому же исключить факторы растущей урбанизации, усиления промышленного комплекса и на развитие инфраструктуры, потребляющей значительную часть мощности, не смотря на постепенное внедрение энергосберегающих технологий» [13].
Необходимость совершенствования систем электроснабжения в пользу повышения энергоэффективности и уменьшения объемов используемых ресурсов, обусловлена несколькими основополагающими факторами.
В первую очередь, нужно отметить, что внедрение технологий, позволяющих более эффективно использовать энергетические ресурсы, осуществляется, как правило, частично и, зачастую, довольно медленными темпами. Как известно, невозможно достичь экономии энергии, если создать грамотную систему электроснабжения, но не оснастить соответствующими технологиями каждый дом и не предусмотреть мероприятия по сбережению. Этот принцип действует и в обратном случае. По сему, необходим комплексный подход к решению проблемы энергоэффективности городов и их районов, в частности.
Одной из современных тенденций в сфере энергосбережения является децентрализованная генерация и децентрализованное распределение передаваемой мощности, данный вопрос также стоит рассмотреть на предмет применимости к рассматриваемой системе электроснабжения.
Во-вторых, согласно статистике, в городской среде существует немало причин неразумного расхода энергоресурсов. Среди них: несовершенство систем электроснабжения и применение устаревших технологий, эксплуатация морально и физически устаревшего оборудования, отсутствие мотивации жителей города к сбережению электроэнергии, несовершенство объектов бюджетной сферы и большие энергопотери в этой области.
Третьим и не менее важным фактором является проблема использования невозобновляемых ресурсов. По данным на 2016 год, доля исчерпаемых природных ископаемых ресурсов в общем объеме от первичных источников энергии составляет целых 76% по России, в то время как доля атомной энергетики составляет - 13%, гидроэнергетика - 6% и 5% - альтернативные источники. «Сама суть проблемы в том, что объемы добычи этих ресурсов с каждым годом растут несоизмеримо быстрыми темпами по сравнению со скоростью внедрения альтернативных методов получения электроэнергии. Нужно понимать, что рано или поздно запас ископаемых ресурсов будет подходить к концу, а стоимость электроэнергии будет стремительно расти, пока не станет недоступной для жителей планеты. Чтобы не прийти к такому развитию событий необходимо принимать меры уже сегодня» [9].
Цель работы заключается в повышении энергоэффективности системы электроснабжения района города.
Задачи магистерской диссертации:
- Анализ существующей системы электроснабжения и выявление основных проблем;
- Обзор существующих технологий в сфере городского электроснабжения;
- Разработка комплекса мероприятий и внедрение технологий, способствующих энергосбережению.
Решение описанных задач позволит усовершенствовать систему электроснабжения Комсомольского района г. Тольятти и создать устойчивую базу для перехода к формату цифровой энергетики. Предполагаемая модернизация позволит повысить энергетическую эффективность объектов электросетевого хозяйства, а также бытовой сферы, усовершенствовать систему генерации и распределения электроэнергии и снизить показатели потерь электроэнергии.
✅ Заключение
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы определен оптимальный перечень мероприятий, выполнение которых позволит повысить энергоэффективность системы электроснабжения в Комсомольском районе г. Тольятти, в том числе, посредством применения цифровых технологий.
В результате проведения предпроектного обследования рассматриваемого административного субъекта:
- определены критерии его экономической, демографической, а также, производственной значимости для города;
- выявлено участие района в перспективных инвестиционных программах Самарской области;
- проанализирована характеристика системы электроснабжения, начиная от генерирующих предприятий, заканчивая объектами жилищно-коммунального хозяйства и электрического хозяйств снабжающих организаций;
- рассмотрено участие района в тенденции сбережения энергетических ресурсов посредством применения более энергоэффективных устройств;
- произведена оценка прогнозируемого спроса на электроэнергию.
В результате вышеописанного обследования выявлены основные проблемы системы электроснабжения Комсомольского района, среди которых:
- низкая надёжность существующей схемы электроснабжения;
- нерациональная загрузка сетей среднего напряжения;
- неготовность существующих сетей к перспективному повышению нагрузок;
- значительная составляющая морально и физически устаревшего оборудования.
С целью решения описанных проблем и грамотного перехода района к цифровой трансформации произведен обзор цифровых технологий, применяемых в стране и мире для повышения энергетической эффективности объектов электросетевого хозяйства, в ходе чего выявлены основные тенденции цифровизации, реализуемые в стратегии развития энергетического комплекса.
Рассмотрены основные технологии, применяемые в цифровой трансформации, среди основных решений рассматриваются: информационные системы управления, цифровые подстанции, системы автоматизации процессов ликвидации аварий воздушных (кабельных) сетей, интеллектуальные системы учета и электромониторинга.
Результатом работы является выявления наиболее оптимальных технологий и формирование основной стратегии, применение которой в ориентации на рассматриваемый район позволит наилучшим образом адаптировать существующую систему к грядущим переменам.
Стоит отметить, что основными критериями будущего развития энергетического комплекса являются: создание фабрики данных, формирование цифровой сети, цифровое управление и кибербезопасность. А для создания цифровой инфраструктуры с соответствующими критериями необходима надежная энергетическая база. То есть трансформация должна производиться для на начала на механическом уровне и включать: оцифровку имеющихся данных, создание среды мониторинга и интеллектуального контроля за состоянием энергообъектов.
В результате проведения предпроектного обследования рассматриваемого административного субъекта:
- определены критерии его экономической, демографической, а также, производственной значимости для города;
- выявлено участие района в перспективных инвестиционных программах Самарской области;
- проанализирована характеристика системы электроснабжения, начиная от генерирующих предприятий, заканчивая объектами жилищно-коммунального хозяйства и электрического хозяйств снабжающих организаций;
- рассмотрено участие района в тенденции сбережения энергетических ресурсов посредством применения более энергоэффективных устройств;
- произведена оценка прогнозируемого спроса на электроэнергию.
В результате вышеописанного обследования выявлены основные проблемы системы электроснабжения Комсомольского района, среди которых:
- низкая надёжность существующей схемы электроснабжения;
- нерациональная загрузка сетей среднего напряжения;
- неготовность существующих сетей к перспективному повышению нагрузок;
- значительная составляющая морально и физически устаревшего оборудования.
С целью решения описанных проблем и грамотного перехода района к цифровой трансформации произведен обзор цифровых технологий, применяемых в стране и мире для повышения энергетической эффективности объектов электросетевого хозяйства, в ходе чего выявлены основные тенденции цифровизации, реализуемые в стратегии развития энергетического комплекса.
Рассмотрены основные технологии, применяемые в цифровой трансформации, среди основных решений рассматриваются: информационные системы управления, цифровые подстанции, системы автоматизации процессов ликвидации аварий воздушных (кабельных) сетей, интеллектуальные системы учета и электромониторинга.
Результатом работы является выявления наиболее оптимальных технологий и формирование основной стратегии, применение которой в ориентации на рассматриваемый район позволит наилучшим образом адаптировать существующую систему к грядущим переменам.
Стоит отметить, что основными критериями будущего развития энергетического комплекса являются: создание фабрики данных, формирование цифровой сети, цифровое управление и кибербезопасность. А для создания цифровой инфраструктуры с соответствующими критериями необходима надежная энергетическая база. То есть трансформация должна производиться для на начала на механическом уровне и включать: оцифровку имеющихся данных, создание среды мониторинга и интеллектуального контроля за состоянием энергообъектов.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.