Оценка надежности функционирования районной энергосистемы в различных эксплуатационных режимах. Пояснительная записка по дисциплине Режимы и надежность энергосистем
 Скачать 1.21 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт – Энергетический Направление – Электроэнергетика и электротехника Кафедра – Электрических сетей и электротехники Пояснительная записка по дисциплине «Режимы и надежность энергосистем» «Оценка надежности функционирования районной энергосистемы в различных эксплуатационных режимах» Вариант 9 Выполнил: студент гр.5А2Г __________ Корольков Д.П. Подпись __________ Дата Проверил: доц. каф. ЭСиЭ ________ Заподовников К.И. Подпись ____________ Дата Томск – 2016 СодержаниеВВЕДЕНИЕ 3 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ 5 1.ОПИСАНИЕ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ 9 1.1. Определение нагрузочной части Фомской РЭС 10 1.2.Определение нагрузочной части Фомской РЭС 13 2. ОЦЕНКА РЕЖИМНОЙ (БАЛАНСОВОЙ) НАДЕЖНОСТИ РЭС 15 2.1. Формирование модели нагрузки 15 2.2. Формирование модели генерирующей части 16 2.3. Формирование модели энергосистемы 18 2.5. Определение показателей надежности 20 3. ОЦЕНКА СТРУКТУРНОЙ (СХЕМНОЙ) НАДЕЖНОСТИ УЗЛА НАГРУЗКИ РЭС 26 3.1. Анализ схемы Фомская РЭС 26 3.2. Расчет показателей схемной надежности 28 Заключение 34 Список использованных источников 35 Приложение А 36 Приложение Б 37 ВВЕДЕНИЕВ современном мире электроэнергетические сети представлены сложно-разветвлёнными сетями с большим количеством последовательных и параллельных связей. Постоянный рост энергопотребления требует дальнейшей модернизации этих сетей. Для этих целей необходимы новые способы планирования сетей, которые давали бы характеристику как со структурной стороны, так и со стороны надежности и беспрерывности электроснабжения. Оценка надежности электроэнергетических сетей является одним из наиболее важных вопросов при планировании развития текущих сетей и обусловлена в первую очередь нарушениям режима и недоотпуску электроэнергии, вследствие выхода их строя проводящих элементов системы или генерирующих мощностей [3]. Под надежностью понимают свойство оборудования, установки или системы выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в пределах, оговоренных в нормативных документах, т.е. способность системы обеспечивать потребителя электроэнергией в нормальном и аварийном режиме [3]. Надежность системы электроснабжения является важнейших показателей качества системы, так как при недостаточной надежности, все остальные показатели качества теряют свое практическое значение [2]. Задачи надежности решаются как при управлении развитием, так и при управлении функционированием ЭЭС для временных уровней, принятых в соответствующих автоматизированных системах проектирования и диспетчерского управления [4]. Следовательно, количественная оценка эффективности функционирования системы электроснабжения базируется на количественных показателях надежности системы и является одним из конечных результатов расчета надежности системы электроснабжения. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫЦелью работы является закрепление представления о вероятностном характере процессов функционирования оборудования и элементов электроэнергетических систем (ЭЭС), развитие навыков решения практических задач оценки надежности энергосистемы, связанных с построением и использованием вероятностных моделей. В качестве учебной схемы используется схема Фомского предприятия районных электрических сетей (РЭС), входящих в операционную зону Фомского РДУ (прил. А, рис. 1А). Курсовая работа содержит две практические задачи: Оценка режимной (балансовой) надежности РЭС; Оценка структурной (схемной) надежности узла нагрузки РЭС. Решение данной задачи основано на исследовании потока случайных событий возникновения дефицита мощности в РЭС. Энергосистему при этом представляют упрощенно концентрированной и неоднородной системой. Концентрированной называют такую энергосистему, внутри которой отсутствуют ограничения на передачу мощности по линиям электропередач из одной зоны в другую. Неоднородность энергосистемы проявляется в наличии в энергосистеме избыточных и дефицитных районов, узлов нагрузки с относительно низким уровнем напряжения, низким уровнем надежности, устойчивости и живучести. Рассматриваемая энергосистема представлена потоком случайных событий, каждое событие энергосистемы само по себе является результатом возникновения двух совместных событий. Первое событие — это возникновение определенной величины генерируемой мощности, второе - возникновение определенной величины мощности нагрузки. В результате совместного наложения этих двух событий мы получаем поток случайных событий, характеризующий состояние энергосистемы. Количественной характеристикой работы энергосистемы является коэффициент бездефицитной надежности. Коэффициент бездефицитной работы рассматривается как вероятность того, что в произвольно выбранный момент времени мощность нагрузки не будет превышать мощность генерирующей части. Его определяют по годовой вероятностной модели функционирования энергосистемы путем вычленения состояний энергосистемы, в которых дефициты не возникают, т.е.  и суммирования вероятностей возникновения таких состояний: (1.1)где  − коэффициент бездефицитной работы, нормативное значение составляет 0,996; − случайное значение уровня располагаемой мощности энергосистемы, i = 0, …, G; − ступени мощности нагрузки на интервалеj = 1, …, N в соответствие с годовым графиком продолжительности мощности нагрузки [4]. Таким образом для получения количественной характеристики бездефицитной работы необходимо рассмотреть два отдельных события и получить поток возникновения случайных величин генерируемой и нагрузочной мощностей, т.е. сформировать модель генерирующей и нагрузочной части. Модель нагрузочной части строится на основании годового графика, полученного в лабораторной №1 для ПС БАКЧАР, а величина максимальной мощности нагрузки в нормальном режиме определяется исходя из нормальной схемы электрической сети, представленной в приложении А. Модель генерирующей части формируется на основании рассмотрения двух несовместных событий для каждого энергоагрегата, заключающихся в его нормальной работе и характеризующиеся коэффициентом готовности Кг и его простоем Кп, и получении потока случайных событий для описания совместного состояния нескольких энергоагрегатов. Находясь в работе энергосистема может быть в двух состояниях, когда наблюдается избыток генерируемой мощности и её дефицит. Следствием возникновения дефицитов мощности является недоотпуск электроэнергии потребителям. По величине фактического или прогнозируемого недоотпуска за отчетный период 1 год можно получить представление об уровне балансовой надежности энергосистемы. Эту оценку делают по индексу надежности. Индекс надёжности – это фактически вероятность того, что узел нагрузки будет получать питание от источника. Он определяется через отношение фактически (прогнозно) отпущенной энергосистемой за 1 год электроэнергии к общей ее потребности:  (1.2)где α − индекс надежности, нормативное значение составляет 0,999; Э – годовая потребность в электроэнергии; Э – математическое ожидание недоотпуска электроэнергии за год вследствие возникновений дефицитов мощности. Этот раздел завершается выработкой и обоснованием мероприятий, реализация которых обеспечит нормативный уровень надежности энергосистемы, характеризующийся выполнением одновременным двух нормативов: 𝛼≥0,999 КБД ≥0,996. Решение второй задачи основано на расчете среднего значения вероятности отказа в электроснабжении конкретного узла нагрузки, расчете недоотпуска электроэнергии и оценки его уровня по индексу надежности. Согласно рекомендациям [1] расчет будет производиться методом структурных схем с упрощенным учетом распределительных устройств. Обе задачи связаны с построением логических (структурных) и вероятностных моделей и использованием их для получения и анализа показателей надежности. |