Содержание к диссертации
Введение 5
ГЛАВА 1 НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ФОРМИ РОВАНИЯ РАЦИОНАНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ПО ТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 8
1.1 Актуальность задачи формирования рациональных режимов потребления электрической энергии. 8
1.2 Способы управления электропотреблением 10
1.3 Многофункциональные, интеллектуальные счетчики как базовый элемент структуры ФРРЭП 13
1.4 Требования к надёжности ФРРЭП 19
1.5 Научно-технические проблемы формирования рациональных режимов потребления электрической энергии 21
ГЛАВА 2 ПАСПОРТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НГДП 26
2.1 Обобщенная схема электроснабжения НГДП с территориально рассредоточенными объектами 26
2.2 Характеристика электрических нагрузок НГДП 30
2.3 Паспортизация электрических нагрузок электроподстанций с использованием микропроцессорных электросчетчиков «Альфа» 33
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 41
ГЛАВА 3 АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОВМЕЩЕНИЯ И КООРДИНАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НГДП 42
3.1 Характеристика ГЭН в часы максимума нагрузки 42
3.2 Методика оценки параметров электропотребления электроподстанции НГДП 45
3.3 Показатели электропотребления узла нагрузки НГДП 53
3.4 Анализ эффективности совмещения электрических нагрузок электроподстанций при минимизации совмещенного максимума в часы пиковых нагрузок 60
3.5 Координация электрических нагрузок НГДП в условиях применения дифференцированных тарифов 63
3.6 Формирование рациональных режимов потребления электрической энергии 67 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 69
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ ФОРМИ РОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ЭЛЕК ТРОПОТРЕБЛЕНИЯ НГДП С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТ РОЙСТВ 71
4.1 Структура ФРРЭП 71
4.2 Алгоритм функционирования ФРРЭП 73
4.3 Бесконфликтное формирование рациональных режимов электропотребления 76
4.4 Программное обеспечение систем ФРРЭП 80
4.5- Методика минимизации оплаты за электрическую энергию 83
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4 93
ГЛАВА 5 СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ВЫБОРУ ОБОРУДОВА НИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ФРРЭП С УЧЕТОМ ПОГРЕШНОСТЕЙ УЧЕТА ЭЛЕКТРО ЭНЕРГИИ 95
5.1 Алгоритм выбора оборудования измерительного комплекса ФРРЭП 95
5.2 Погрешность учета потребления электрической энергии 97
5.3 Суммарная погрешность учета потребления электрической энергии 99
5.4 Погрешность, обусловленная погрешностями применяемых приборов учета, целевая функция выбора используемых элементов 100
5.5 Погрешности трансформаторов тока и счетчиков при переменных нагрузках 110
5.6 Влияние погрешности трансформаторов тока и напряжения на коммерческие потери в энергосистемах 115
5.7 Погрешность обусловленная необходимостью дискретизации информации 123
5.8 Погрешности учета электроэнергии, обусловленные ухудшением качества электрической энергии 132 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5 136
ГЛАВА 6 ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ФРРЭП 138
6.1 Характеристики надежности систем и сетей, выбор оптимальной методики расчета надежности системы 138
6.2 Повышение надежности резервированием 148
6.3 Резервирование с восстановлением 152
6.4 Статистические модели надежности 157
Вариант практического примера расчета надежности 163
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ. 6 166
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 168
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 173
Введение к работе
Нефтегазодобывающие предприятия (НГДП) являются одними из основных потребителей электроэнергии среди промышленных предприятий России. Текущий период эксплуатации энергетического комплекса НГДП характеризуется постепенным ростом стоимости электроэнергии и мощности, а также увеличением затрат на техническое обслуживание и ремонт.
Энергетическая составляющая себестоимости добычи нефти находится на уровне 16- 20%. Это требует внедрения энергосберегающих технологий на предприятиях нефтедобывающей промышленности, которая является одним из основных потребителей в масштабе всей страны. Экономия электроэнергии может быть достигнута за счет совершенствования технологических процессов, рабочих машин и механизмов, а также за счет совершенствования режимов электропотребления.
Совершенствование режимов электропотребления может быть достигнуто за счет:
• регулирования режима напряжения;
• регулирования режима реактивной мощности;
• исключения совпадения максимумов нагрузки предприятия и энергосистемы;
• управления потребителями-регуляторами.
Использование перечисленных выше энергосберегающих технологий может обеспечить снижение энергетической составляющей в себестоимости продукции на 20-г30%.
При управлении электропотреблением, целью НГДП является снижение оплаты за электроэнергию и мощность, притом такое, чтобы этим снижением полностью покрывались расходы на внедрение регулировочных мероприятий и модернизацию средств электроучета и, кроме того, обеспечивалась некоторая доля прибыли для расширенного воспроизводства продукции или иных целей. Стимулом к внедрению регулировочных мероприятий является введение дифференцированных по зонам суток тарифов.
На основе исследования электропотребления и объемов выпуска продукции ряда производств НГДП показано, что диапазоны регулирования удельного электропотребления и активной мощности достаточно значительны даже при сохранении прежних последовательностей технологических процессов, т.е. без изменения форм графиков нагрузки, что свидетельствует о дополнительных возможностях снижения мощности за счет энергосберегающих мероприятий с одновременным снижением электропотребления. В области нефтедобычи есть определенные возможности подобного регулирования нагрузок - за счет энергосбережения и совершенствования технологических процессов.
Проведение регулировочных мероприятий в СЭС НГДП основывается на режимном взаимодействии электроэнергетической системы с потребителями электрической энергии, представляющем собой комплекс взаимосвязанных задач, решение которых обеспечивает формирование рационального графика электрических нагрузок на любом временном интервале - от суточного и далее за счет управления нагрузками потребителей.
Целью настоящей работы является снижение энергетической составляющей в структуре себестоимости добываемой нефти путем формирования рациональных режимов электропотребления НГДП.
Для достижения цели в диссертационной работе решены следующие задачи:
• составлена обобщенная схема электроснабжения НГДП;
• выявлены параметры электропотребления НГДП, выполнена паспортизация электрических нагрузок отдельных электроподстанций и определены параметры усредненного графика нагрузки НГДП в целом;
• выполнен анализ эффективности совмещения графиков нагрузок НГДП и разработаны рекомендации по их координации и формированию рационального режима потребления (ФРРЭП) электрической энергии;
• разработана структура системы и определены параметры ее элементов;
• разработан алгоритм бесконфликтного формирования рациональных режимов электропотребления;
• разработан системный подход к выбору оборудования измерительного комплекса с учетом режимов электропотребления и погрешности оборудования, входящего в состав измерительного комплекса ФРРЭП;
• разработаны рекомендации по повышению надежности передачи информации при отказах в элементах каналов связи комплекса ФРРЭП.
Решена задача формирования рационального режима потребления электрической энергии, которая была сформулирована следующим образом: изменить форму графика нагрузок с целью снижения платы за электропотребление до такого уровня, чтобы это изменение не повлияло на другие показатели, связанные с нефтедобычей, и в первую очередь на ее объем. Данная задача может быть решена на основе диспетчеризации потребления электрической энергии и управлении потребителями-регуляторами на основе заранее разработанных регулировочных мероприятий на уровне НГДП.
На защиту вынесены следующие научные положения:
1. Формирование рациональных режимов электропотребления может быть осуществлено на основании паспортизации и координации электрических нагрузок путем преобразования графиков электрических нагрузок в соответствии с тарифными зонами и ограничении потребления мощности в периоды пиковых нагрузок.
2. Структура и алгоритм функционирования, обеспечивающие бесконфликтное формирование рационального режима электропотребления и минимизацию оплаты за электроэнергии комплекса ФРРЭП, могут быть построены на основе системного подхода с учетом характеристик компонентов, в ходящих в его состав, включая параметры электроснабжения, информационных каналов, режимы и способы регулирования нагрузки.
