Технико-экономический анализ надежности по методу приведенных затрат

Недоотпуск электроэнергии объясняется перерывами и ограничениями в электропотреблении. Размер убытков определяет надёжность схемы электрической сети.

Исходные данные для анализа надёжности схем электрической сети:

• показатели надёжности и плановых ремонтов её элементов;
• характеристики нагрузки и источников питания;
• расчётная схема сети.

При анализе учитываются следующие показатели надёжности и плановых ремонтов:

• Т_{В –} время вынужденного простоя (восстановление, средняя продолжительность аварийного ремонта, год/отказ);
• w_в – параметр потока вынужденных отказов (средняя частота отказа), отказ/год;
• К_В=w_ВТ_В – коэффициент вынужденного простоя (коэффициент восстановления);
• w_n – средняя частота плановых ремонтов, простой/год;
• Т_n – средняя длительность планового ремонта (простоя), год/простой;
• К_n= w_nТ_n – коэффициент планового простоя.

К характеристикам источников питания относятся:

установленная мощность электростанции; резерв мощности ЭС, который может быть передан в сеть через районную подстанцию. Как было отмечено, недоотпуск электроэнергии возникает при ограничениях и перерывах (e=1) в электропотреблении потребителей. Со всех видов ограничения потребления будем учитывать только ограничения при разделе источников питания. Этот вид ограничений – наиболее типичен для разрабатываемых в проекте простой структуры схем сети, запитанных от двух источников.

Перерывы электроснабжения. Рассматривается каждый потребитель по формуле:

У_i=У_вi+У_ni, (9.1)

где У_вi – ущерб потребителей от простоя в результате аварии,

У_ni – ущерб от простоя при плановых ремонтах.

При полном ограничении питания потребителей имеем:

У_i=P_max(a _e=1 K_вi+ b_e=1 K_ni), (9.2)

где K_вi – коэф.вынужденного простоя, K_вi = w_вТ_в

K_ni – коэф.планового простоя, K_ni = w_nT_n

P_max – максимум нагрузки i-го потребителя.

В случае частичного ограничения питания потребителей ущерб составит величину:

У_i =P_max(ae_вК_вi+be_пК_пi), (9.3)

e_в=Р_вотк/ Р_max; e_п = Р_п.отк/ Р_мах;

a - удельный ущерб от аварийных отключений питания потребителя;

b - удельный ущерб от плановых отключений питания;

Р_в.отк, Р_n.отк - отключаемая часть нагрузки на время восстановления аварийных повреждений или плановых ремонтах сети.

Ущерб от недоотпуска элекроэнергии по сети равняется сумме ущербов всех “n” потребителей.

Показатели надёжности К_вi, K_пi расчитываются на основе преобразования расчётной схемы надёжности i-го потребителя. В схеме надёжности каждая линия отображается блоком и задаётся показателями Т_в, К_n, w_n.Учитываются только те линии, которые связывают данный потребитель с источниками питания. Источники питания считаются бесконечной мощности и закорачиваются в одном узле.

Двухцепные линии 35-220 кВ замещаются тремя блоками. Два параллельных блока учитывают отказы отдельных линий и задаются показателями Т_в^’, T_n,w_в^’, w_n. Последовательный блок учитывает одновременно отказ двух линий и задаётся показателями w_в^”, T_в^”

Преобразования (упрощения) расчётных схем выполняются на основе эквивалентирования (расчёта эквивалентных показателей надёжности) последовательно и параллельно соединяемых блоков. Процесс преобразований схемы сводится к получению результирующего блока, показатели надёжности и плановых ремонтов которого совпадают с показателями надёжности электроснабжения потребителя, для которого составлялась схема. Эти показатели используются для определения ущербов по формуле. Параллельно соединённые элементы сети обеспечивают высокую степень надёжности и в ряде случаев могут не учитывать при определении ущерба от недоотпуска энергии.

Оптимальность технического решения, выбранного при проектировании и эксплуатации системы электроснабжения означает, что заданный производственный эффект (располагаемая мощность, отпускаемая энергия, уровень надёжности и качества) получается с минимальными возможными затратами материальных и трудовых ресурсов.

При определении оптимального варианта из некоторого числа возможных, обеспечивающих выполнение технического задания, необходимо вычислить приведенные затраты на сооружение и эксплуатацию энергетического объекта.