Навигация

 

 Меню раздела

Краткая характеристика развития электрических сетей и систем
Цели и задачи проектирования
Исходные положения проектирования электрических сетей и систем
Краткая характеристика задачи проектирования
Определение потребления электроэнергии
Прогнозирование режимов электропотребления
Средневзвешенный за сутки коэффициент мощности
Выбор источников энергии
Планирование баланса реактивных мощностей в электрической системе
Вопросы организации управления электрическими системами
Построение схем электрических сетей
Краткие сведения о конструктивном исполнении электрической сети
Выбор номинального напряжения электрической сети
Схемы понижающих подстанций
Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции
Указания по выбору вариантов электроснабжения
Баланс реактивной мощности
Общие замечания о технико-экономическом анализе
Капиталовложения и их оценка
Определение потерь мощности и энергии
Годовые эксплуатационные расходы
Приведенные затраты
Учет надежности при проектировании электрических систем и сетей
Показатели надежности и их нормирование
Выбор рационального резерва мощности в электрической системе
Определение ущерба от перерывов электроснабжения
Технико-экономический расчет
Выбор конструкции и сечения проводов электрической сети
Определение капитальных затрат на сооружение сети
Определение годовых эксплуатационных расходов электрической сети
Определение приведенных затрат электрической сети
Краткие сведения о составлении смет
Технико-экономические показатели рекомендуемого варианта
Схема замещения и параметры сети
Приведение нагрузок к высшему напряжению и составление расчетной схемы
Определение потоков мощности в сети
Расчет напряжений
Выбор ответвлений трансформаторов
Регулирование напряжения при помощи трансформаторов с РПН
Регулирование напряжения с помощью автотрансформаторов
Регулирование напряжения при помощи перераспределения потоков
Определение мощности компенсирующих устройств
Выбор ответвлений трансформаторов
Выбор дополнительных средств регулирования напряжения
Оформление результатов электрических расчетов
Расчет потокораспределения мощностей и напряжения
Уравнения узловых напряжений
Обращенная форма уравнений узловых напряжений
Определение коэффициентов уравнений узловых напряжений
Решение уравнений узловых напряжений методом итерации
Метод коэффициентов распределения
Расчет методом контурных уравнений
Расчет методом преобразования сети
Метод обобщенных контурных уравнений
Общая характеристика матричных методов расчета
Выполнение расчетов электрических режимов на ЭВМ
Проектирование средств повышения экономичности
Основные мероприятия по увеличению пропускной способности
Естественное и экономичное распределение мощностей в замкнутых сетях
Выбор параметров трансформаторов с продольно-поперечным регулированием
Применение продольной компенсации в замкнутых сетях
Общий подход к компенсации реактивной мощности в электрической системе
Компенсация реактивных нагрузок в распределительных сетях
Компенсация реактивных нагрузок в питающих сложно замкнутых электрических сетях
Учет особенностей протяженных электропередач при проэктировании
Оптимальное соотношение капиталовложений
Учет емкостных токов линий электропередачи
Выбор основных параметров линии электропередачи
Проектирование механической части воздушных линий
Изыскания трасс воздушных линий
Выбор материала и типа опор
Определение удельных нагрузок
Определение критических пролетов
Систематический расчет проводов и тросов
Выбор и расчет грозозащитного троса
Расчет проводов и тросов в аварийных режимах
Расстановка опор по профилю трассы
Расчет переходов через инженерные сооружения
Расчет монтажных стрел провеса
Защита проводов и тросов от вибрации
Элементы проектирования криогенных систем электропередач
Задачи проектирования
Конструктивное исполнение криогенных линий электропередачи
Определение технико-экономических характеристик криогенных линий
Собственный расход мощности и энергии в криогенных линиях
Расчет и оптимизация конструктивных параметров криогенных линий
Обеспечение надежности работы криогенных линий
Пропускная способность криогенных электропередач
Электрические схемы криогенных электропередач
Определение параметров рефрижераторных станций криогенных линий
Технико-экономические показатели криогенных линий электропередачи
Определение условий совместной экономичной работы
Потери энергии в проводниках при глубоком охлаждении


Вопросы организации управления электрическими системами

В условиях социалистической системы хозяйства создаются наиболее благоприятные возможности для оптимального управления и научной организации всего народного хозяйства. В области энергетики начало научной организации было положено ленинским планом ГОЭЛРО, в котором предусматривалось создание единой энергетической системы энергетики. В соответствии с этим основным направлением развития электроэнергетики следует считать создание мощных объединенных и единых энергетических систем.
Такое развитие энергетики нашей страны делает особо актуальной задачу коренного улучшения управления ею путем применения научно обоснованных методов и современных технических средств управления.
Согласно решениям XXV съезда КПСС, в десятой пятилетке будет обеспечено дальнейшее развитие автоматизированных систем управления и повышение их эффективности. Решение этой важной проблемы требует совершенствования организационной структуры управления и создания автоматизированной системы управления отраслью. Автоматизированная система управления — понятие несколько условное. По существу это человеко-машинная система, в которой ведущая роль принадлежит человеку. Именно человек определяет содержание и характер деятельности АСУ, перечень решаемых ею задач, критерии их результатов, пользуется этими результатами и принимает квалифицированные решения. Поэтому при проектировании АСУ необходимо учитывать общие методологические положения управления, в свое время разработанные В. И. Лениным, которыми руководствуются органы управления и люди, осуществляющие эту деятельность.
В общем виде задачи, которые призваны решать АСУ, можно сформулировать следующим образом: обеспечение достаточно оперативного, оптимального управления объектом при существующем уровне научно-технического прогресса; выбор наилучшего варианта при перспективном планировании развития объекта; наиболее полный и правильный учет взаимосвязи данного объекта, данной отрасли народного хозяйства с другими; целесообразная организация потоков информации; достижение четкой, эффективной работы оставшегося минимума эксплуатационного и административного персонала. Конечная цель создания автоматизированных систем управления— получение значительного экономического эффекта в масштабе всего народного хозяйства.
В энергетике можно выделить два основных направления деятельности: капитальное строительство и эксплуатацию энергетических объектов. В соответствии с этими направлениями в структуре АСУ энергетики наряду с общими для всей отрасли функциональными и обеспечивающими подсистемами предусматриваются две подсистемы управления основной производственной деятельностью: капитальным строительством и стройиндустрией; производством, распределением и ^реализацией электрической энергии и тепла.
В основе структуры АСУ лежит иерархическая система управления; все подсистемы строятся на общей технической базе с использованием единой системы кодирования информации, совместимой с общегосударственной системой. Иерархия автоматизированного управления энергетикой имеет двойной характер: система управления должна обеспечить выработку оптимальных технико-экономических решений на различных ступенях управления (центральный аппарат; строительные, эксплуатационные, научно-исследовательские, проектные и другие организации; энергетические объекты) и на различных временных этапах (управление перспективным развитием, текущее хозяйственное управление, оперативное управление в темпе производственного процесса).
Автоматизированная система управления должна создаваться на базе системного подхода при решении любых вопросов ее деятельности. Системный принцип создания АСУ позволяет внедрять отдельные подсистемы постепенно, по мере создания для этого объективных условий, и при этом не нарушать функциональных связей между ними, так как автоматизация управления исходит из единых принципов и методов воздействий.
При создании АСУ необходимо учитывать связи электроэнергетических систем с другими системами. Так, например, электроэнергия, переброшенная на Урал из Сибири и Казахстана, позволяет уменьшить приток к нему нефти из Татарии или газа из Средней Азии и направить их в западные и центральные районы, где они будут более рационально использованы. Отсюда видна связь Единой электроэнергетической системы с системами топливоснабжения.
Рост вырабатываемых мощностей, охват энергетическими сетями огромных территорий, усиливающееся социальное, демографическое и экономическое значение энергетики, возрастающее влияние энергетических процессов на биосферу — все это приводит к повышению роли управления энергетикой и необходимости рассматривать ее как подсистему глобальной системы «Биосфера — человеческое общество — народное хозяйство». Самоуправление должно носить все в большей степени глобальный характер, захватывая сначала большие территориальные объединения (ОЭС, ЕЭС), далее международные и межконтинентальные объединения. На следующем этапе должен предусматриваться переход к планированию и текущему управлению энергетикой, исходя не только из задач обеспечения потребителей возможно более дешевой энергией, но также из важных задач оптимизации воздействия на биосферу. Появляется задача обеспечения не просто максимума возможной энергии, но максимума «чистой энергии», т. е. энергии, полученной при процессах, не оказывающих вредного влияния на биосферу. К уровню 1980 г. методология оптимизации работы систем изменится в направлении учета в числе решающих факторов оптимизации не только показателей расхода топлива (стоимости), но и воздействия на биосферу («чистоту энергии»). С учетом этого фактора придется строить АСУ и АСДУ (автоматизированные системы диспетчерского управления) энергосистемы. В еще более отдаленной перспективе (1990—2000 гг.) встанет вопрос о регулировании выработки энергии с точки зрения сохранения геофизического состояния планеты (таяния вечных льдов и повышения уровня океанов), которое, согласно расчетам акад. Н. Н. Семенова, может катастрофически нарушаться при слишком большой выработке энергии (2—3% получаемой от Солнца).
Таким образом, проблема АСУ имеет сложные задачи, решение которых уже в настоящее время и тем более подготовка к будущим решениям требуют новых методов исследования, имеющих комплексный характер (техника — экономика — биосфера — геофизика).
В научно-техническом плане решение задач АСУ сегодняшнего дня требует разработки ряда проблем и методов: 1) математической теории комплексной оптимизации сложных систем; 2) прогнозирования и планирования при неполной, статистически и стохастически заданной исходной информации; 3) пространственно-временной иерархии систем и соответствующих математических моделей, как линейных, так и нелинейных; 4) комплексной многопараметрической оптимизации, охватывающей широкий круг проблем, связанных с устранением неблагоприятных влияний энергетики как большой системы на смежные подсистемы глобальной системы (биосфера — человек — техника); 5) методов оценки качества и состава потоков энергетической информации о системе «Энергия» и смежных с ней систем; 6) отработки теории энергетической информации.
Создание автоматизированной системы управления не исчерпывается установкой электронно-вычислительной машины со всевозможными устройствами для ввода и вывода информации. Для того чтобы эта дорогостоящая техника не оказалась инородным телом в структуре управления, нужно провести сложный комплекс работ — от критического пересмотра всех форм документов, обращающихся в сфере управления, упорядочения нормативно-справочного хозяйства до изменения структуры, методов и стиля работы управленческого аппарата. Совершенствование системы управления только со стороны технических средств дает малый эффект.
Для повышения экономичности эксплуатации энергосистем имеет значение разработка в процессе проектирования рациональной организации ремонтно-эксплуатационного обслуживания электрических систем.
Проектирование организации эксплуатации энергетических систем выполняется в следующих работах: технико-экономических докладах (ТЭД) по организации эксплуатации энергохозяйства Минэнерго СССР на 5—10 лет; вне стадийных схемах организации эксплуатации энергосистем на перспективу, подготавливаемых один раз в 5 лет.
Подготовке схем организации эксплуатации энергетических систем на известный перспективный период предшествует выпуск технико-экономических докладов.
В технико-экономических докладах намечаются и обосновываются основные пути повышения эффективности административно-хозяйственного управления и ремонтно-эксплуатационного обслуживания энергосистем, определяются капиталовложения в строительство ремонтно-производственных баз, жилищное строительство и на оснащение электростанций и сетей машинами, механизмами, инструментом и приспособлениями. Технико-экономические доклады служат основой для подготовки предложений к пятилетним планам строительства ремонтно-производственных баз, предприятий индустриально-заводского ремонта энерго-оборудования, обеспечения энергосистем средствами механизации, а также мероприятий по совершенствованию эксплуатации энергосистем.
Основой для подготовки технико-экономических докладов по организации эксплуатации энергохозяйства служат схемы развития ЕЭС и ОЭС, которые составляются на перспективу 10— 12 лет. В задачи схем развития энергосистем (ЕЭС, ОЭС) входят уточнение топливно-энергетического баланса страны, мощности и размещения в ЕЭС конденсационных станций, определение оптимальной структуры электростанций в ОЭС, их размещения, динамики ввода мощностей и выбор перспективной схемы основных сетей ЕЭС и ОЭС 220кВ и выше.
Основная задача схем организации эксплуатации энергетических систем состоит в формулировке предложений по наиболее эффективной организации производства за счет его наибольшей интенсификации на базе: выбора оптимального районирования энергетической системы, рациональной структуры управления, рациональных форм ремонта оборудования электростанций; определения целесообразной специализации персонала; обеспечения энергетических систем средствами механизации; строительства и расширения ремонтных предприятий системного и межсистемного значения, общесистемных лабораторий, гаражей, складов для централизованного обслуживания энергооборудования системы; строительства, реконструкции и расширения ремонтно-производственных баз электрических сетей; строительства жилого фонда.
Схемы организации эксплуатации энергетических систем проектируются на основе технико-экономического доклада по организации и эксплуатации энергохозяйства и схем развития энергетических систем; они дают технико-экономическое обоснование строительства ремонтно-производственных баз, оснащения энергосистем машинами и механизмами.
Районирование электрических сетей энергетических систем, выбор количества и зон обслуживания предприятий электрических сетей и их структурных подразделений проводятся на основе технико-экономических расчетов по минимуму приведенных затрат. При близких значениях приведенных затрат предпочтение отдается районированию с меньшим количеством предприятий электрических сетей. Варианты районирования электрических сетей намечаются с учетом следующих положений:
1)            границы предприятий и районов электрических сетей должны совпадать с административными границами областей и районов; отступление от этого положения допускается при наличии крупных естественных преград, ограничивающих доступ к электросетевым объектам;
2)            предприятие электрических сетей обслуживает электрические сети всех напряжений на своей территории; допускается обслуживание крупных магистральных высоковольтных линий электропередачи одним предприятием на территории других предприятий;
3)            электростанции местного значения, расположенные на территории предприятий электрических сетей, могут быть включены в состав этого предприятия.
Структура управления энергетической системой должна обеспечивать минимум затрат на содержание административно управленческого персонала, простоту и оперативность управления энергетическим производством. Для предприятий электрических сетей может быть применена функциональная, территориальная или смешанная схема управления — выбор производится на основе технико-экономических расчетов. Эффективность ремонтного производства должна оцениваться по удельным затратам на ремонты (1 руб. на 1 ч готовности). Затраты на ремонты подсчитываются повариантно с учетом выбранного уровня индустриализации и централизации ремонтов.
Расчет необходимого количества машин и механизмов для ремонтно-эксплуатационного обслуживания энергетических систем и их структурных подразделений производится по нормативам с учетом состояния парка средств механизации и изменения объема ремонтно-эксплуатационного обслуживания.
Количество машин и механизмов, потребных энергетической системе на расчетный период, определяется как сумма следующих слагаемых: дефицита в средствах механизации на начало расчетного периода; нормированной потребности в средствах механизации для обслуживания вновь вводимых энергетических объектов; покрытия списанных средств механизации за расчетный период.
Определение капитальных затрат в строительство системных и межсистемных ремонтных предприятий и заводов по изготовлению запасных частей к энергооборудованию производится по удельным показателям капиталовложений, объему ремонтных работ и запасных частей.
Для ремонтно-эксплуатационного обслуживания электрических сетей и обеспечения надежного электроснабжения потребителей необходимы ремонтно-производственные базы, которые, как правило, должны размещаться при подстанциях. Для строительства новых, расширения и реконструкции действующих ре-монтно-производственных баз в схемах организации предусматриваются типовые ремонтно-производственные базы, при этом учитывается максимальное использование служебных и вспомогательных помещений электрических сетей.
Численность персонала электростанций, предприятий электрических и тепловых сетей, а также районных энергоуправлений на перспективу определяется по действующим нормативам и директивно заданному росту производительности труда с учетом оснащенности энергосистем средствами механизации, обеспеченности ремонтно-производственными базами, объема ремонтных работ, плотности сетей и географических условий. При решении рассматриваемых вопросов в процессе проектирования необходимо иметь в виду, что схемы организации энергосистемы должны обеспечивать директивно заданной рост производительности труда и повышение культуры эксплуатации.