ISSN 1991-3087

Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-24978 от 05.07.2006 г.

ISSN 1991-3087

Подписной индекс №42457

Периодичность - 1 раз в месяц.

Вид обложки

Адрес редакции: 305008, г.Курск, Бурцевский проезд, д.7.

Тел.: 8-910-740-44-28

E-mail: jurnal@jurnal.org

Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100
Яндекс.Метрика

Регулирование режимами электропотребления

 

Скамьин Александр Николаевич,

кандидат технических наук, ассистент кафедры электротехники, электроэнергетики, электромеханики Национального минерально-сырьевого университета «Горный».

 

Статья посвящена вопросам рационального формирования графика нагрузки электротехнического комплекса. Применение метода, изложенного в статье, позволяет получить экономию при оплате электроэнергии и повысить возможности энергосистемы по передаче электроэнергии. Эффект достигается за счет равномерного распределения потребления электроэнергии в течение суток.

Выравнивание графика нагрузки дает наиважнейший с точки зрения энергосистемы эффект и экономически стимулируется. Он позволяет увеличить коэффициент использования установленной мощности электростанций. При этом уменьшается время простоя генерирующих мощностей и снижается удельное потребление топлива. Двуставочные и дифференцированные по зонам суток тарифы делают выгодным перенос нагрузки из зон суточного максимума энергосистемы в зоны минимума (как правило, ночное время). Таким образом функция затрат на электроэнергию при регулировании графика нагрузки должна стремиться к минимуму. Целевая функция стоимости электроэнергии имеет вид:

где: - цена единицы заявленной мощности в i периоде; - заявленная в i периоде мощность; - цена потребленной в i периоде мощности;  - потребленная в i периоде энергия.

Исследования, проводимые на промышленных предприятиях [2, 3, 4], показывают, что всё многообразие факторов, формирующих режим электропотребления предприятия, можно подразделить на пять групп по следующим признакам: режимные, горно-геологические и климатические, организационно-производственные, технологические и эксплуатационные факторы. Все они определяют диапазоны регулирования активной (реактивной) мощности, тока, напряжения и других показателей режима электропотребления предприятия. Важное влияние на формирование графика нагрузки оказывает качество электрической энергии, которое регламентируется ГОСТ 32144-2013 [1].

 

Рис. 1. График нагрузки (t1, t2, t3, t4- тарифные зоны), где Т0 – технологический минимум; П0 – перегрузка сети; К0 – качество электроэнергии; O0 – организационно-производственные ограничения; Э0 – эксплуатационные ограничения; Р0 – режимные ограничения.

 

Как показано на рисунке 1, указанные выше факторы формируют верхние и нижние ограничения. Среди ограничений по максимуму (верхних) выбирается наименьшее. Среди ограничений по минимуму (нижних) выбирается наибольшее. Суммарная энергия за сутки неизменна.

Исходя из целевой функции и ограничений, алгоритм оптимизации распределения нагрузки по тарифным зонам будет иметь вид, показанный на рисунке 2.

 

Рис. 2. Блок-схема алгоритма формирования графика нагрузки.

 

Суть работы алгоритма заключается в суммировании энергии (в данном случае речь идет об активной энергии) свободной для перераспределения. Затем эта энергия делится на большое количество частей, которое выбирается исходя из точности решения поставленной задачи, и каждая часть перераспределяется в зону с наименьшей стоимостью, при этом учитывается стоимость заявленной мощности и потребленной энергии. В блоке «1» происходит построение перераспределенного графика, в блоке «2» происходит выбор участка графика с наименьшей стоимостью, который осуществляется перебором вариантов.

Данный алгоритм был реализован в пакете Visual studio 2005 на языке Visual Basic и позволяет при заданных параметрах перераспределять энергию и вычислять экономию затрат на электроэнергию. Следует отметить, что алгоритм разбивает любой технологически процесс на большое количество частей и равномерно распределяет энергию во времени, что в реальности зачастую не может быть выполнено. Следствием этого является более ровный график нагрузки, который сложно получить на практике. Однако для получения предварительной оценки экономического эффекта этого вполне достаточно.

Таким образом, предлагается алгоритм формирования графиков нагрузки, позволяющий уменьшить энергетическую составляющую в себестоимости продукции. Алгоритм реализован в компьютерной программе и основан на решении задачи перераспределения нагрузки из тарифных зон с высокой стоимостью электроэнергии в зоны с меньшей стоимостью.

 

Литература

 

1.                  ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

2.                  Николаев А.А., Корнилов Г.П., Коваленко А.Ю., Кузнецов Е.А. Средства и перспективы управления реактивной мощностью крупного металлургического предприятия // Электротехника. – 2008. – № 5.

3.                  Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. – Издательство МЭИ, Москва, 2002.

4.                  Шклярский Я.Э. Управление потоками реактивной мощности на горных предприятиях. – СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2002. – 94 с.

 

Поступила в редакцию 01.04.2015 г.

2006-2018 © Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов.
Все материалы, размещенные на данном сайте, охраняются авторским правом. При использовании материалов сайта активная ссылка на первоисточник обязательна.