Разработка компьютерной модели для расчета эффективной локальной системы электроснабжения сельских поселений

Разработка компьютерной модели

  V V

для расчета эффективной локальной системы электроснабжения сельских поселений

В.И. Чиндяскин, к.т.н,

Е.Ф. Кислова, преподаватель, Оренбургский ГАУ

Синтез и актуализация обобщённой компьютерной модели технико-экономического обоснования эффективной локальной системы электроснабжения производится путём объединения (синтеза) расчётных вероятностно-статистических характеристик электрических сетей 10 и 0,4 кВ сельских населённых пунктов в 100—500 дворов, компьютерной модели выбора мощности локальных источников и оценки экономической эффективности локальной системы электроснабжения [1-7].

Началу расчёта предшествуют обработка, анализ, систематизация и обобщение исходных данных по схемам электрических сетей 10(6) и 0,4 кВ населённых пунктов в 100-500 дворов в семи областях Приволжского федерального округа. Анализируются данные о тарифах на электроэнергию на региональном рынке [8, 9].

Блок-схема вычислительного алгоритма этой модели представлена на рисунке 1.

В блоке 1 в качестве экзогенных (входящих) показателей являются данные о количестве дворов в населённых пунктах, параметрах сети 10 и 0,4 кВ, питающих населённые пункты (протяженность и сечение ВЛ 10(6) кВ, количество ТП 10(6) кВ, количество, сечение и протяженность ВЛ 0,4 кВ, максимальная нагрузка сети 10 кВ на ЦП).

Эндогенными (внутренними) рассчитываемыми параметрами схемы электроснабжения 10 и 0,4 кВ населённых пунктов в 100-500 дворов являются максимальная нагрузка на 1 двор, максимальная расчётная нагрузка населённого пункта, загрузка понижающих трансформаторов 10(6) на 0,4 кВ.

Экзогенными показателями локальных источников электроэнергии являются параметры единичных мощностей установок агрегатов и технические возможности их регулирования, данные о стоимости топлива и нормативах удельных эксплуатационных расходов.

В блоке 2 разрабатываются вероятностно-статистические модели электрических сетей 10 и 0,4 кВ для населённых пунктов в 100-500 дворов и компьютерная модель расчёта ключевых показателей электрических сетей с расчётом на модели потерь напряжения в электрической сети и потерь электрической энергии в сети с оценкой качества электроэнергии у потребителей.

В блоке 3 разрабатывается компьютерная модель с алгоритмом обоснования и расчёта основных технико-экономических показателей локальных источников электроэнергии (единичная мощность агрегатов, их стоимость (тариф) на электроэнергию, выдаваемую в сеть).

В блоке 4 разрабатывается компьютерная ЭММ (экономико-математическая модель) и алгоритм оценки экономической эффективности локальной системы электроснабжения сельских населённых пунктов.

В блоке 5 производится синтез результатов расчётов, полученных в блоках 2, 3, 4, и даётся оценка экономической эффективности локальной системы электроснабжения с учётом её ка-

Рис. 1 - Блок-схема вычислительного алгоритма обобщённой компьютерной модели обоснования экономически эффективной локальной системы электроснабжения сельских поселений

.

При синтезе обобщённой компьютерной мо-сетей, локальных источников электроэнергии,

,

ных ошибок и окончательная отработка и выда-

.

сети 10

Методика расчета

.

на — Ls; длина ЛЭП по поселку — Lnoc; длина

STn; количество ТП 10(6)/0,4 кВ — NTn.

.

.

'

:

Lnoc , NТП

в

.

,

.

Расчёт показателей режима осуществляется с

рую можно описать следующим алгоритмом.

В

2. Рассчитываются нагрузочные потери мощности на ТП по номинальному напряжению:

;

(головном участке) ТП:

:

,

К гл _____ V

^Qnn ~ 2 * X л ;

± ± I 1-Х± ,

Qho.4 Qkoh

+ AQ

нл .

пряжения по линейным ветвям по пути «сверху:

J. J.V I ^ ^ _

и

6. Рассчитываются нагрузочные потери мощ-

1

:

____

Н ННТП  K ТП ____

Н НН ТП  K ТП

.

N

.

8. Формирование нагрузки на ьм дворе в сети

.

жений и напряжений в узлах.

.

V ;

и кон = и нач - Аи .

.

.

Программа SetiR включает в себя 2 основных

.

.

£ ІІГЬр-ЕҐІч и'їЛгш-. 2 Е%>ги ОН** Г 1

Пункт меню «Помощь» состоит из 2 подпун-

.

ЯМИ.ШІШІІМШЦ # 1-І ї ГЧчи

" і.

'

(рис. 6), корректировки, сохранения и открытия

.

Рис. 6 - Диалоговое окно «Создать модель»

ЕЕ

нежит I г. 1.]|ир («Чцпгш Гг І МИ

їм ]> Пм-4К

'..лг—. |1 . | .ЬНР -1М> ІИп

о « 3) Ф

ІЬ™- Г|^-.г-т.| ЇУ"

Мнп вг-п**

ЪГ/бПК КГЕН

ІНіМЗЛА'ІЇІТГЕи 1 1 ІВТІЧ 1 І9ТІН 1 Тявч 1 Г гі'.ч 1 1Г І4ПипнІ4]ґї”Т*І иг.ап 1 Дим 1 №ііп 1 *1

! і 1 і хіт і Лі і жіт 1 а' Ч 1 иЯ 1 качр 1 г.нр 1 тс ір 1

1 1 ! 2 1 77і,йВ! 2И..ІЩ  д.1ПЦ 0.321 ДЛ,411 Д4ї,0І|  ,К!І

і * 1 3> 1 МІ.ЙЇІ Зі1,72. а.ііїї 4.011 й.ІЛІ ІА.Л2 | 145, БСі| Д4ї,а*і 0г34|

1 3 і з І НІЛ»! ЗЇЇ.ІЧі *.ш\ 11,011 й.МІ 14,441 ШгШ Іійи-І1 1 і'іі 101

і 4 1 Б 1 І3».42і т,т ІЛ4£І і;і..і:иі Д.ІЙІ 1Д,«І Г?Л9і 9Г.І*І 0ГКІ

1 5 1 Ь 1 ІЗЗиМі Ші «ЇАЧі І..Ї0І и/мі \Z.lbl 7їл$ЗІ 0.’Мі

1 1 1 ї 1 «•.іїі Рїгй9і 1 .УЗЫ із.та і 1«Е£І іа^-я і «, ІВІ 41.ЯІІ б,0гі

1 Т 1 В 1 44. ам НрМі І,ИИ з.м: її МІ 14 ..ЛІ 24, ЕТІ 24.211  , 001

Т|; ін-г :-:-рл ьт:и і

І І Зян | Ртал | № 1 41>і і іГіп і ІГЬ^-чи І иіш 1 !;«! і |и» 1 І4-Н І Л/гі І

ІТршгфСВІЮТіфі 1- — Є 1- — 1 1 1 ———і -і — І 1

1 і РІГ 1 гйе і дЕт і ьбч 1 *£ і - і ь±: 1 Ь1ір І г*№ І ГіЬф І ¥£4# І

і гп- і 1: Рзв ЗТІ ?2ГР7*І «..етві З..ИН 0,111 І...ГЧ 1 0Г3#І ІІ.ЙІ зо, таї 3..4ГІ 4,341

1 ЛІ- з і: и/аті Т2гетн 3.7301 арИІ 0,111 1^92 1 0, 391 2Ї.2-ІІ зо, таї 3 ї7і1 4,111

1 Ш- 3 ( Ч3-л ЗТІ 72.. ИІ 3^703! З..МІ о,ш 2,02 1 . 39! 24,211 л, тої 2,7-1 -чгд>аі

1 7П- 4 ! ~плп\ 72, МІ з ..тон 0,111 2,1Л! ОгЗЗІ 24,23 | мгтаі 3.7ЕІ 4ГИ|

! ТЛ- 5 1 ^ЛП| 72, М «„МЦ •3,39! 0,Ь1| 2,Д4! й, 19| 24л23| Хі..7и| Зл71| 4ГДЛ

і ш- не | іа^ті 72, ОЗЩ І,7йї| Р.Ш 2-а! й, 34| 24,231 ^г7й| 1,711 4,Ні

і ЛЬ т 1 Зї.(Ті *ї,т І,Мй| 0,»І О.Ш 1*141 0.Ї9І її,ні »гЧІ І.аіІ 4.МІ

гВ ТП^ ОЯЫ

'

Вкладка «Сводные результаты» представляет собой исходные данные и обобщённые результа-

ты расчёта по режиму. Пример вкладки «Сводные результаты» показан на рисунке 8.

V 5еЫ1*-Компыотерная модель локальных снем электроснабжения сетей 10-0,38 кВ - [Модель - О:\1\5еІЇК\ОаЬа\Киров100.тоі)]

Модель - 0:\1\5ейн\0а(а\киров100.тос1

у а а

Данные ] Схема [вводные результэты ]| Граф схемы ] Режим |

Сводные показатели по модели Количество итераций - 5

Суммарные потери мощности

ВЛ-10(6] кВ

Нагрузочные потери в трансформаторах Потери холостого хода в трансформаторах ВЛ-0,38 кВ Сумма

2,77 кВт 1,03 %

4,21 кВт 1,56 %

3,50 кВт 1,30 %

8,92 кВт 3,30 %

19,40 кВт 7,18 %

Суммарные потери энергии (отпуск энергии - 1026,00 тыс.кВт*ч) ВЛ—10(Є) кВ - 6,17 тыс.кВт*ч

Нагрузочные потери в трансформаторах - 9,36 тыс.кВт*ч

Потери холостого хода в трансформаторах - 30,69 тыс.кВт*ч

ВЛ-0,38 кВ - 6,30 тыс.кВт*ч

Сумма - 52,51 тыс.кВт*ч

Потери напряжения в максимум нагрузок ВЛ-10(6) кВ:

Узел наибольшего снижения напряжения "ТП-7ГГ Напряжение в узле ггТП-7" - 10,39 кВ Снижение напряжения от ЦП до ,ГТП-7ГГ - 0,11 кВ (1,14 Трансформатор 10(6)/0,38 кВ:

Наименование НІ, где наибольшее снижение напряжения ГТП-7ГГ Напряжение на шинах НН Г,ТП-7ГГ - 0,39 кВ Снижение напряжения от ЦП до шин НН ,ГТП-7ГГ - 0,22 кВ (2,16 ВЛ-0,38 кВ:

Узел наибольшего снижения напряжения "7ГГ Напряжение в узле гг7" - 0,38 кВ Снижение напряжения от шин НН ТП до узла 1

0,60

0,91

2,99

0,61

5,12

0,02 кВ(от ЦП до узла 6,27

Анализ:

1.Потери напряжения в сети 10(6 кВ - 1,14

2. Пот ери напряжения в ТП - 1,03

3.Потери напряжения в сети 0,38 кВ - 4,10

4.Суммарные потери напряжения в сети - 6,27

Рис. 8 - Форма «Расчётная модель. Сводные результаты»

Рис. 9 - Форма ««Расчётная модель. Режим»

Вкладка «Режим» представляет собой графическую интерпретацию результатов расчёта показателей режима схемы сети 10(6) и 0,4 кВ. Пример вкладки «Расчётная модель. Режим» показан на рисунке 9.

Результаты электрических расчётов по компьютерной программе SetiROV режимных и эксплуатационных показателей электрических сетей 10(6) и 0,4 кВ вероятностно-статистических моделей сетей для сельских поселений приведены в отчёте [9].

Таким образом, применение компьютерной модели расчёта сельской электрической сети 10 кВ и 0,4 кВ позволит на стадии проектирования иметь полную картину электрической сети и в дальнейшем правильно её эксплуатировать с целью обеспечения требуемой надежности и бесперебойности электроснабжения сельских потребителей электроэнергией.

Литература

1. Рапопорт, А.Н. Актуальные задачи обеспечения надежности электросетевого комплекса при развитии рыночных отношений в электроэнергетике // Энергетик. 2004. № 10.

2. Яковлев, В.Б. Анализ эффективности функционирования сельских распределительных электрических сетей / В.Б. Яковлев, М.В. Расторгуев // Электро-1п£з. 2006. № 3(39).

3. Князев, В.В. Единая техническая политика в распределительном электросетевом комплексе / В.В. Князев, Г.С. Боков // Электро-ШЪ. 2006. № 12(38).

4. Воротницкий, В.Э. Повышение эффективности управления электрическими сетями // Электро-1пйэ. 2007. № 4(37).

5. Жуков, В.В. Построение современных протяжных сетей 6—10 кВ / В.В. Жуков, Б.К. Максимов, В. Никодиму, А. Боннер // Энергетик. 2002. № 1.

6. Дьяков, А.Ф. Надежная работа персонала в энергетике. М.: Москва, 2000.

7. Чиндяскин, В.И. Проблемы и перспективы развития науки и энергетики на примере Оренбургской области // Материалы Всероссийского электротехнического конгресса. М.: Москва, 2005.

8. Овсейчук, В.А. Методика учёта расхода электроэнергии на ее передачу (потерь) в электрических сетях при тарифном регулировании / под ред. Г.П. Кутового. М.: ИПК Госслуж-бы, 2006. 168 с.

9. Рекомендации и предложения по созданию устойчивых и экономически эффективных локальных систем электроснабжения сельских поселений от 100 до 500 дворов на основе комплексного использования альтернативных источников электроэнергии — малых ГЭС, газотурбинных, газопоршневых и ветроэнергетических электростанций мощностью от 0,5 до 2 мВт // Научный отчет «Оренбургского государственного аграрного университета», ВНТИЦ. Рег. № 01200951225, 2008. 263 с.