Дипломная работа. диплом. На программе rastr произведен расчет и анализ результатов

• Название: На программе rastr произведен расчет и анализ результатов
• Анкор: Дипломная работа
• Дата: 12.02.2022
• Размер: 5.55 Mb.
• Имя файла: диплом.docx
• Тип: Диплом; #359851
• страница: 2 из 13

1.2 Рынок электроэнергетики РК и его составляющие

Организационно структура современной энергетической системы Казахстана состоит из следующих экономически независимых образований:

• 
  национальная электроэнергетическая система, представленная АО «Казахстанская компания по управлению электрическими сетями» (KEGOC). Она сформирована на базе системообразующих (межгосударственных и межрегиональных) электрических сетей 220-500-1150 кВ;
  
• 
  региональные электросетевые компании (РЭК), содержащие распределительные сети 110 кВ и ниже и выполняющие функции по передаче электрической энергии на региональном уровне;
  
• 
  производители электроэнергии независимые или интегрированные с крупными промышленными объектами электростанции .
  

Вместе с тем такая структура уже не соответствует современным рыночным требованиям. Так, отсутствует система оперативного контроля и учета потоков мощности и электроэнергии для автоматического учета контрактных и фактических величин перетоков электроэнергии. Не менее серьезной проблемой является и слабая связь между регионами, а также дисбаланс в производстве электроэнергии (на Северный и Центральный регионы приходится 72,7% всех энергоисточников). До сих пор не сформирован рыночный механизм ценообразования на розничном рынке электрической энергии, а на оптовом он по-прежнему остается несовершенным. Наконец, отсутствует конкуренция в сфере поставок розничным потребителям и свободный выбор поставщика электроэнергии.

В этой связи 18 февраля 2004 года постановлением Правительства РК была одобрена Концепция дальнейшего развития рыночных отношений в электроэнергетике Республики Казахстан. Она была прежде всего направлена на закрепление и развитие принципа разделения между участниками энергетического рынка следующих функций:

• 
  производство электрической энергии;
  
• 
  передача и распределение электрической энергии;
  
• 
  поставка (сбыт) электрической энергии конечным потребителям.
  

Концепция предусматривает четкое разграничение двух уровней энергетической системы Казахстана: оптового и розничного рынка электроэнергии.

Новая модель оптового рынка электрической энергии состоит из следующих сегментов.

Децентрализованный рынок. Здесь участники оптового рынка (покупатели и продавцы электроэнергии) заключают между собой прямые двусторонние договоры купли-продажи. Для участия на оптовом рынке энергетическая компания или потребитель должны соответствовать определенным критериям, в частности, поставлять/потреблять не менее 1 МВт среднесуточной мощности электрической энергии.

Централизованный рынок представляет собой своего рода биржу, на которой участники продают и покупают электроэнергию.Основным предметом торгов на этом рынке являются договоры на поставку «за день вперед» (спотрынок), а также средне- и долгосрочные контракты на поставку энергии (форвардные контракты).На момент принятия Концепции объемы спот-торгов занимали только 1% от общего количества заключаемых контрактов.Все остальное-прямые двусторонние договоры купли-продажи .

Балансирующий рынок электроэнергии в режиме «реального времени» выполняет функции по физическому урегулированию возникающих дисбалансов между договорными и фактическими величинами перетоков электроэнергии.

Системный оператор (KEGOC) устраняет возникающие дисбалансы за счет использования резервных мощностей. Для этого государственными органами и KEGOC будут определены конкретные электростанции, на которых размещаются резервы мощности. Участник рынка, допустивший превышение договорного объема потребления или снижение выработки электроэнергии, должен оплатить услуги системного оператора по урегулированию возникающих дисбалансов .

Рынок системных и вспомогательных услуг. Основным продавцом/покупателем на этом рынке выступает системный оператор - KEGOC. В качестве продавца он оказывает всем участникам оптового рынка услуги, аналогичные услугам региональных электросетевых компаний на розничном рынке. К ним относится передача электрической энергии по сетям Национальной энергетической системы (220-500-1150 кВ); техническая диспетчеризация отпуска в сеть и потребления электрической энергии; регулирование мощности в процессе передачи электрической энергии и диспетчеризации. Все вышеуказанные услуги отнесены законодательством Казахстана к сфере естественной монополии. Тарифы на них предварительно согласовываются с антимонопольными органами и являются едиными для всех потребителей. В качестве покупателя KEGOC приобретает у участников оптового рынка услуги по готовности необходимых объемов резервов электрической мощности (энергопроизводители), а также услуги по регулированию активной и реактивной мощности для обеспечения стандартов надежности и качества электроэнергии (РЭКи).

Более четко принцип разделения функций прослеживается в новой структуре розничного рынка электроэнергетики, организационную структуру которого составляют три группы экономически независимых субъектов .

Энергопроизводящие компании.В настоящий момент производство электрической энергии исключено из перечня видов деятельности, относящихся к сфере естественной монополии. В результате энергопроизводители приравнены к обычным производственным компаниям,

основная цель которых - эффективная продажа выпускаемой продукции (в данном случае - электрической энергии). Свободная конкуренция и отсутствие жесткого антимонопольного контроля должны в перспективе стать стимулом для развития энергопроизводящей промышленности, повышения эффективности работы электростанций и внедрения новых технологий производства.

Региональная электросетевая компания (РЭК) занимает особое местов системе розничного рынка, поскольку из всех его субъектов именно деятельность РЭКов в наибольшей степени подвержена государственному регулированию.

Это связано в первую очередь со следующими положениями законодательства:

а) В пределах одной административно-территориальной единицы (области) может функционировать только одна РЭК. Таким образом, на розничном рынке исключается наличие какой-либо конкуренции в сфере передачи и распределения электрической энергии.

б) Передача, распределение и техническая диспетчеризация отпуска в сеть и потребления электрической энергии являются сферой естественной монополии. Все вышеуказанные услуги относятся к непосредственным основным функциям РЭК. Соответственно, именно деятельность РЭК будет являться предметом регулирования законодательства о естественных монополиях, в отличие от деятельности энергопроизводящих или энергоснабжающих компаний .

Антимонопольное законодательство Казахстана включает два больших раздела: регулирование естественных монополий и законодательство о защите конкуренции.

Сфера естественных монополий включает строго ограниченный перечень видов деятельности. Деятельность субъектов естественной монополии детально регулируется государством и имеет жесткие ограничения (запрещается осуществление иных видов деятельности, участвовать в деятельности иных компаний, а цены (тарифы) утверждаются антимонопольным органом и т.п.).

В сферу законодательства о защите конкуренции включены вопросы регулирования деятельности любых субъектов, занимающих на определенном рынке доминирующее (доля превышает 35%) или монопольное положение, а также антиконкурентных действий и соглашений. Правовой режим деятельности доминантов (монополистов) отличается большей свободой и отсутствием жестких запретов.

Помимо прямых функций по передаче и распределению электроэнергии (связанных с наличием линий электропередач регионального уровня), РЭК обеспечивает качество передаваемой энергии за счет возможности регулирования мощности, формирование и соблюдение всеми участниками графиков потребления электрической энергии, а также выявление случаев потребления недоговорной электрической энергии (допускаемый дисбаланс).

Помимо РЭКов функции по передаче электроэнергии могут выполняться отдельными энергопередающими компаниями. Существование таких субъектов связано с наличием обособленных электрических сетей, как правило, предназначенных для передачи электроэнергии к крупным промышленным комплексам .

Казахстанская энергетика сегодня является динамично развивающейся отраслью. Единая энергетическая система (ЕЭС) Казахстана представляет собой постоянно развивающийся комплекс взаимосвязанных энергетических объектов по производству, транспорту, распределению и потреблению электроэнергии, которые объединены общим технологическим режимом работы и централизованным оперативным управлением, обеспечивающим надежное и экономичное электроснабжение потребителей[13].

1.3 Текущее состояние и перспектива развития АО «АЖК»

АО "АЖК" - крупная энергетическая система на юге республики по транспортировке и распределению электрической энергии по сетям 0,4-6-10-35110-220 кВ для населения, промышленных и сельскохозяйственных предприятий в зоне своей деятельности - городе Алматы и Алматинской области (9 районов).

С 1 февраля 2007 года в соответствии с решением Антимонопольного Комитета (АРЕМ) РК произведено разделение АО АЖК на отдельные самостоятельные компании: энергопроизводящую, энергопередающую и энергоснабжающую. Энергопроизводящая компания АО «Алматинские Электрические Станции» (АО АлЭС) осуществляет производство электроэнергии и тепла для г.Алматы и электроэнергии для Алматинской области. В АО АлЭС входят Алматинская ТЭЦ-1, АТЭЦ-2, АТЭЦ-3, Капчагайская ГЭС и Алматинский Каскад ГЭС[12].

Энергоснабжающая компания АО «Алматыэнергосбыт» осуществляющая покупку электроэнергии на оптовом рынке и продажу электроэнергии розничным потребителям г.Алматы и Алматинской области.

На сегодняшний день АО "АЖК" обеспечивает электроэнергией порядка 2,2 миллиона населения Алматинского региона.

АО "АЖК" сотрудничает с Казахстанской компанией по управлению электрическими сетями (КЕGОC), и является надежным партнером других энергетических компаний Казахстана, Узбекистана, Таджикистана, Кыргызстана, Туркменистана, которые совместно образуют единую Энергетическую Систему Центральной Азии.

В своей деятельности АО "АЖК" руководствуется вопросами надежного и бесперебойного обеспечения электричеством потребителей, а также вопросами эффективного развития электрических сетей Алматинского региона.

Развитие сети АО АЖК в первую очередь направлено на устранение «узких мест». Проблемы «Узкие места»:

• 
  недостаточная трансформаторная мощность ПС по г. Алматы;
  
• 
  недостаточная надежность электроснабжения потребителей г.Алматы. Высокая аварийность;
  

• 
  недостаточная пропускная способность сети 110-220 кВ;
  
• 
  старение оборудования сети 0,4-220 кВ;
  
• 
  сверхнормативные потери в сети;
  
• 
  покрытие прогнозного роста потребления до 2015 года.
  

Объем передачи электроэнергии по сетям, принадлежащим АО АЖК в 2011 году составил 5 134 млн.кВт.час.

На балансе АО АЖК находятся:

• 
  205 подстанций (ПС) напряжением 220-110-35 кВ;
  
• 
  7 274 шт. – трансформаторных подстанций (ТП) - 6-10/0,4 кВ;
  
• 
  127 шт. – распределительных подстанций (РП) - 6-10 кВ в том числе 8 834 шт. силовых трансформаторов, мощностью 6 699,232 МВА.
  

В 2007-2009 гг. были произведены строительство и реконструкция электрических сетей за собственные средства АО «АЖК» (плата за присоединение дополнительных мощностей и амортизация) и за средства Государственного бюджета на общую сумму 15,909 млрд. тенге с общим приростом трансформаторной мощности 778,7 МВА.

Ввод новых мощностей позволил снять дефицит электроэнергии в зоне действия соответствующих подстанций.

По линии Акимата г.Алматы АО «АЖК» в эксплуатацию были введены следующие объекты:

• 
  строительство новых подстанций 1-й этап ПС 220/110/10кВ «Коянкус», 2-я очередь ПС 220/110/10кВ № 147 «Таугуль», ПС 110/10кВ № 150 «Алмалы», ПС 110/10/6 № 151 «Райымбек».
  
• 
  реконструкция существующих подстанций ПС 35/6кВ № 21 «Ипподром», ПС 110/35/10кВ № 46 «Шоссейная», ПС 110/10/10кВ № 47 «Пригородная», ПС 110/10кВ № 136 «ГШО».
  

Основными направлениями стратегии компании развития системы электроснабжения города Алматы и Алматинской области являются:

• 
  создание кольца ЛЭП 220 кВ и опорных подстанций 220 кВ вокруг г.Алматы.
  
• 
  реконструкция системообразующей электрической сети 110 кВ.
  
• 
  новое строительство и реконструкция действующих подстанций.
  
• 
  поэтапная ликвидация электрических сетей 35 кВ по г. Алматы и Алматинской области.
  
• 
  реконструкция электрических сетей 0,4 -10 кВ.
  
• 
  создание системы АСКУЭ и реконструкция каналов связи.
  
• 
  создание системы сбора и обработки информации (SCADA). Реконструкция системообразующей электрической сети 110 кВ:
  
• 
  увеличение пропускной способности электрической сети 110 кВ с учетом прогнозируемых балансов мощности и развития сети 0,4-10-110 кВ;
  
• 
  повышение надежности электроснабжения потребителей.
  

Основные мероприятия:

• 
  реконструкция ВЛ 110 кВ – переход на большее сечение проводов с заменой линейно-подвесной арматуры и изоляции;
  
• 
  замена воздушных ЛЭП 110 кВ на кабельные ЛЭП 110 кВ для обеспечения требований безопасной эксплуатации в селитебных районах и увеличения пропускной способности;
  
• 
  разработка ТЭО и схемы развития электрических сетей в зоне АТЭЦ-1 в связи с планируемым переводом АТЭЦ-1 в режим котельной.
  
• 
  перевод питания ПС 110 кВ Шугла, Саябак, Арман на ПС 220 кВ «Кенсай» для разгрузки электрической сети 110 кВ.
  

Поэтапная ликвидация электрических сетей 35 кВ по г. Алматы и Алматинской области:

• 
  вывод из эксплуатации физически и морально изношенных электрических сетей, не соответствующих нормативным требованиям эксплуатации;
  
• 
  повышение надежности электроснабжения потребителей; – снижение технических потерь электроэнергии.
  

Основные мероприятия:

• 
  строительство новых ПС 110/10 кВ с переводом на них нагрузок ПС
  

35/6-10 кВ;

• 
  демонтаж воздушных и кабельных ЛЭП 35 кВ; – демонтаж ПС 35/6-10 кВ.
  

Реконструкция распределительных электрических сетей 0,4-10 кВ:

• 
  увеличение пропускной способности электрических сетей, обеспечение резерва мощности на трансформаторных подстанциях;
  
• 
  обеспечение надлежащего качества электроэнергии у потребителей, исключение случаев повреждения электроприемников потребителей из-за несоблюдения требований ГОСТ к качеству электроэнергии;
  
• 
  снижение нормативных (технических) потерь электроэнергии в трансформаторах за счет увеличения их установленной мощности;
  
• 
  снижение нормативных (технических) потерь электроэнергии в кабельных и воздушных линиях за счет их перевода на напряжение 10 кВ и увеличения сечения.
  

Основные мероприятия:

• 
  замена и перевод кабельных линий напряжением 6 кВ на напряжение 10 кВ;
  
• 
  замена проводов ВЛ 0,4 кВ на самонесущие изолированные провода
  

(СИП);

• 
  строительство новых ТП для разгрузки существующих ТП и РП, реконструкция существующих ТП с увеличением установленной мощности трансформаторов [12].
  

2 Особенности электроснабжения совхоза Алатау

2.1 Принципы построение городской электрической сети

Городская электрическая сеть строится на базе следующих принципов:

• 
  максимальное приближение ЦП к приемникам;
  
• 
  исключение «холодного» (т. е. обесточенного) резерва;
  
• 
  раздельная работа ИП по условиям надежности электроснабжения и снижения уровня токов КЗ;
  
• 
  применение АВР для питания приемников I категории;
  
• 
  ступенчатое распределение электрической энергии (принципы распределенной коммутации и распределенной трансформации);
  
• 
  широкое применение кабельных (а не воздушных) линий электропередачи.
  

Первые два требования диктуются экономическими соображениями, причем первое вызвано стремлением сократить потери мощности и энергии, а второе — снизить капитальные затраты на сооружение сети. Выполнить второе требование для приемников I категории удается не всегда, а для приемников особой группы вообще невозможно. Обычно стараются иметь «скрытый» резерв, например, трансформаторы в нормальном режиме недогружены, а в послеаварийных — несут полную нагрузку и т. д.

Третье требование обусловлено стремлением исключить влияние повреждений в одной части системы электроснабжения на оставшиеся в работе части. Короткие замыкания сопровождаются резким снижением напряжения в поврежденной части. При раздельной работе напряжение в неповрежденной части снижается незначительно, и приемники продолжают практически нормально функционировать.

Следует подчеркнуть принципиальную разницу в требованиях к параллельной работе источников в энергосистеме и системе электроснабжения. В энергосистеме все источники включают на параллельную синхронную работу. В системе электроснабжения стремятся к раздельной работе источников питания.

Раздельная работа источников питания уменьшает уровень токов КЗ по сравнению с параллельной работой. Уменьшение тока КЗ снижает требования к электрооборудованию по электродинамической и термической стойкости и в конечном счете приводит к его удешевлению.

Это требование также обусловлено экономическими соображениями, т. к.

оборудование, рассчитанное на более низкий уровень тока КЗ, получается менее дорогим и громоздким[14].

Построение городских электрических сетей напрямую связано с индивидуальностью города, его возрастом, темпами развития и др. Вместе с тем удается объединить схемы ГРС в три группы, соответствующие категориям надежности электроснабжения.

В электроснабжении пока нет единства терминов. К сожалению, каждая отрасль (промышленность, сельское хозяйство, коммунально-бытовой сектор, военные объекты и др.) использует свои, жаргонные, термины, не облегчающие понимание существа требований ПУЭ и ПТЭ и не дающие ясного геометрического представления о построении сети. Представляется, что наиболее удачными являются термины «радиальная», «магистральная» и «смешанная» схемы электроснабжения.

Радиальная схема — электроснабжение осуществляется линиями, не имеющими распределения энергии по их длинам (рис. 1, а). Такие линии называют радиальными. В электроснабжении городов радиальные линии называют питающими. Линии W1—W4 на рис. 1, а — радиальные. Питание потребителя П1 на рис. 1, а производится двумя линиями W1 и W2. Такая схема называется радиальной с резервированием. С целью повышения надежности, линии W1 и W2 приемников I категории подключают к разным НИП.



Рис. 1. Схемы электроснабжения: а— радиальная; б— магистральная; в— смешанная

Магистральная схема — линии, питающие потребителей (приемники), имеют распределение энергии по длине (рис. 1, б). Такие линии называют магистральными (линия W). При магистральном подключении ТП (на проходной ТП) целесообразно на некоторых из них на питающих или отходящих линиях использовать силовые выключатели с защитами, с целью локализации поврежденного участка сети и ограничения числа отключенных при этом ТП.

Смешанная схема — электроснабжение осуществляется радиальными и магистральными линиями. На рис. 1, в линия W1 — радиальная, W2 — магистральная, т. е. схема является смешанной.

Магистральные линии могут быть с односторонним или с двухсторонним питанием. Одиночную магистральную линию с двухсторонним питанием в электроснабжении городов называют петлевой, а сети с такими линиями — петлевыми.

Радиальные схемы бывают одно- и двухступенчатыми.

В одноступенчатой радиальной схеме потребители (приемники) непосредственно связаны с ЦП, как показано на рис. 1, а.

В двухступенчатой радиальной схеме между ЦП и потребителями (приемниками) имеются дополнительные элементы — РП (рис. 2). Питание потребителей П1 и П2 производится по одноступенчатой, а ПЗ—П5 — по двухступенчатой схеме через РП. РП питается по двум радиальным линиям W2 и W3, т. е. выполнена радиальная с резервированием схема питания приемников ПЗ—П5.

Достоинство радиальных схем: максимальная простота; аварийное отключение радиальной линии не отражается на электроснабжении остальных потребителей[14].



Рис. 2 Двухступенчатая радиальная схема

Недостаток: большой расход кабельной продукции обусловливает высокую стоимость системы. Кроме того, при одиночных радиальных линиях невысока надежность электроснабжения.