Введение к работе
Актуальность темы. масштабы производства электрической энергии стране велики, но напряженность топливно-энергетического баланса ейчас и на перспективу сохранится как из-эа трудностей добычи ервичных энергоносителей, так и из-эа энергоемкости национального охода. которая в России в 1,5-2 раза выше, чем в развитых стра-ах. Выработка и потребление электроэнергии во многом определяются ромышленным производством, составившем 57,22 в 1991г., и отражаю-ем его рост и спада По России в 1991 году потребление электроэ-ергии составило 873,1 ТВт.ч (прогноз на 1992 год - падение на 7Х) ри статистической выработке 1066,8 ТВт. ч.
Злектропотребление промышленности во многом определяется чер-эй металлургией, являющейся крупнейшей отраслью страны. На ее до-о приходится 16,17. электропотребления промышленности (148,8 ТВт. ч L990 г.). Несовмещенный максимум отрасли, как приведенная сумма иектропотребления отдельных промышленных предприятий составил ї,9 ГВт. В этом случае об отрасли можно говорить, как о генераль-зй совокупности предприятий черной металлургии.
Прохождение максимума электрической.мощности в энергосистеме івисит от формы графика нагрузки, который слагается из графиков грузки отдельных предприятий. Возникает эадача правильного опре-(ления расчетной нагрузки промышленного предприятия для различных іжимов, при различных интервалах отсчета: для проектирования и іравления - часы, сутки, неделя, месяц, квартал, год, и для прог-іза на б, 10 и более лет.
Определяющей с технической и экономической точки зрения явля-ся величина расчетного максимума в часы утреннего и вечернего охождения максимума нагрузки, величина договорного максимума для йствующих предприятий, величина максимальной нагрузки для вновь оектируемых и реконструируемых предприятий.
Основным способом выравнивания графиков нагрузки энергосистем ляется регулирование мощности потребителей электроэнергии, в рвую очередь - промышленных предприятий. Пока ограничение мощ-сти потребителей производится без учета их регулировочных воз-ишостей и степени неравномерности режима электропотреСления. гргосистемы не имеют универсальных методов для оценки и контроля /бины регулирования. Рачргіботки носят отраслевой характер. Отражение на одинаковый процент большинства потребителей сталит их в
неравные условия и не стимулирует мероприятия по выравниванию графиков нагрузки. Возникает альтернативная задача: энергосистема стремится регулировать 40-60Z мощности потребителей, а промышленные предприятия согласны на 10-20Z. Различие целей , делает актуальной проблему оценки эффективности электрического хозяйства с точки зрения возможности снижения максимальной мощности в часы прохождения максимума в энергосистеме и экономического поощрения (пгграфа) предприятий. Такая постановка может заинтересовать обе стороны.
Диссертационная работа посвящена разработке критериев и методов оценки регулировочных возможностей и правильности заявленного максимума нагрузки потребителей, прогнозированию параметров электропотребления (годового электропотребления и максимальной мощности) для проведения эффективной энергосберегащей политики. Работа выполнена на кафедре "Электроснабжение промышленных предприятий" Московского энергетического института в соответствии с Координационным планом научных исследований, проводимых по проблеме 0.01,11 "Разработка и внедрение новых методов и технических решений в области межотраслевых проблем промышленной энергетики, направленных на энергосбережение" ( Постановление ГКНГ СССР от 30 октября 1985 г., задание 03.02. Д.).
Делью работы является определение критерия оценки эффективности осуществленных и принимаемых репений по параметрам электропотребления электрического хозяйства, позволяющего сравнивать решения по предприятиям (производствам, цехам) по величине нагрузки и пределам регулирования матеимума для проектируемых и действующих объектов.
В соответствии с целью решены следующие задачи:
1. Проведен статистический анализ генеральной совокупности и
отдельных классификационных групп предприятий черной металлургии.
2. Проверено распределение годового электропотребления, макси
мальной мощности и числа часов использования заявленного максимума
нагрузки на соответствие нормальному закону распределения и Н-рас
пределению (ранговый вид).
-
Выполнен анализ временных рядов числа часов использования максимальной заявленной мощности предприятий черной металлургии.
-
Разработана методика оценки регулировочных возможностей и достоверности расчетного максимума на основе критерия числа часов
использования заявленного максимума нагрузки.
Б. Разработана методика прогнозирования параметров электропотребления и методика ограничений, позволяющая учесть неравномерность электропотребления и регулировочные возможности предприятий.
6. Создан комплекс программ с дружественным интерфейсом (система оконных меню) по определению регулировочных возможностей, правильности заявленного максимума и прогнозного определения параметров электропотребления.
Методы исследования определялись каждой из поставленных задач. Использовались положения системного анализа, теории множеств, математической статистики и теории вероятностей, кластер-анализа и анализа временных рядов. Теоретические исследования сопровождались разработкой математических моделей, алгоритмов и программ, реализованных на IBM - совместимой технике.
Выводы и предложения основываются на анализе генеральной совокупности объектов отрасли (200 предприятий) за 10 лет.
Научная новизна заключается в следующем:
-
Доказано, что распределение параметров электропотребления (максимальной мощности и годового электропотребления) генеральной совокупности объектов отрасли не подчиняется нормальному закону. Параметры электропотребления подчиняются ранговому распределению, относящемуся к семейству устойчивых безгранично делимых распределений предельных теорем теории вероятностей, которые не имеют математического ожидания, а их дисперсия в пределе бесконечна.
-
Выявлено, что экстремальные регулировочные возможности современных промышленных предприятий определяются числом часов использования заявленного максимума нагрузки, которое может быть больше, чем число часов в году.
-
Показано отсутствие устойчивости во временных рядах числа часов использования заявленного максимума нагрузки.
4. Доказана возможность оценки регулировочных способностей и
правильности заявленного максимума нагрузки по критерию числа ча
сов использования заявленного максимума.
5. Определены регулировочные возможности предприятий отрасли и
доказана их устойчивость во времени.
6. !!а основе анализа регулировочных возможностей разработан
метод прогнозирования параметров :>лектро[іотребления, который учи
тывает различны*- стратегии развития промышленных предприятий.
- б -
7. Разработана методика ограничений, которая учитывает неравномерность электропотребления и регулировочные возможности потребителей.
Практическая ценность работы заключается в создании методг оценки регулировочных возможностей и правильности заявленного максимума нагрузки, прогнозировании параметров электропотребления. Это позволяет обоснованно заявлять величину максимальной нагрузга и проводить регулировочные мероприятия по снижению максимально* мощности в часы прохождения максимума в энергосистеме. Разработанный метод прогнозирования параметров электропотребления позволяет с учетом выбранной стратегии развития более точно определять перспективные объемы электропотребления и максимальную нагрузку промышленных предприятий. Методика ограничения мощности, учитывавшая неравномерность электропотребления и регулировочные возможности, стимулирует потребителей на проведение регулировочных мероприятии.
Разработанные методы оценки и прогнозирования параметров электропотребления могут быть использованы и для предприятий других отраслей промышленности.
Реализация полученных результатов. Методика оценки правильности заявленного максимума и регулировочных возможностей потребителей внедрена на предприятиях черной металлургии и машиностроительного комплекса Методика ограничения мощности потребителей с учетом их регулировочных возможностей и неравномерности электропотребления внедрена в ПЭО "Владикавкаээнерго" и принята Главгосэнер-гонадзором России для методики договорных отношений "Энергосистема - Потребитель" . Комплекс компьютерных программ представлен в павильоне "Электрификация" ВДіїХ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных научно-технических конференциях, семинарах: УІ научно-технической конференции "Технико-экономические проблемы оптимизации режимов электропотребления промышленных предприятий" (Челябинск, 1991 г.), XII сессии Всесоюзного научного семинара "Кибернетика электрических систем. Электроснабжение промышленных предприятий" (Гомель, 1991 г.), научно-техническом семинаре в МДНТП "Энергосбережение и автоматизация проектирования электрохозяйства промышленных предприятий" (Москва, 1991 и 1992 гг.), научно-практической конференции "Региональные проблемы повышения качества и экономии электроэнергии" (Астрахань,
І991 г.), научно-технических семинарах кафедры "Электроснабжение промышленных предприятий" Московского энергетического института (1989 - 1992 гг.).
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в пяти печатных работах.
Объем и структура работы. Диссертация содержит -<52 страниц основного текста, 24 рисунков, <"* таблиц, список использованной литературы из УЪЪ наименований, приложений.
