- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Національний технічний університет України
- •Проектування електричної частини електричних станцій та підстанцій
- •Передмова
- •Список скорочень
- •1. Стадії та зміст робіт при проектуванні електричних станцій та підстанцій
- •1.1. Основні стадії проектування
- •1.2. Зміст робіт пов'язаних з проектуванням електротехнічної частини електричної станції
- •1) Підготовка вихідної інформації.
- •2) Проектування головної схеми з'єднань електротехнічної підсистеми (частини).
- •3) Проектування електроустановки власних потреб
- •4) Розробка конструкцій розподільчих пристроїв рп
- •5) Проектування установки постійного струму.
- •1.3. Зміст робіт при проектуванні підстанцій
- •2. Споруди та інженерні комунікації електричної станції і їх розміщення
- •2.1. Вибір майданчика будівництва
- •2.2. Вибір місця розташування електричної станції
- •2.3. Дослідницькі роботи з вибору майданчика для будівництва електричної станції
- •2.4. Будівлі, споруди і комунікації
- •2.5. Загальні принципи компонування
- •3. Техніко-економічне обґрунтування прийнятих при проектуванні рішень
- •3.1. Загальні положення
- •3.2. Показники та критерії економічної ефективності капіталовкладень
- •3.2.1. Загальний підхід по визначенню показників економічної ефективності
- •3.2.2. Інтегральні показники
- •3.2.3. Елементарні показники
- •3.2.4. Вибір критерію і прийняття рішення для вибору варіантів схем електротехнічної частини електричної станції
- •3.3. Вихідні дані та нормативи
- •3.4. Грошові потоки
- •3.5. Невизначеність початкової інформації та ризик
- •3.6. Використання методу однокритеріальної оптимізації затрат
- •Прогнозовані ціни на паливо та тарифи на електричну і теплову енергію.
- •3.7. Визначення витрат на втрати енергії
- •3.8. Річні втрати електричної енергії в двохобмотковому трансформаторі
- •3.9. Річні втрати електричної енергії в трьохобмотковому трансформаторі
- •4. Проектування головної електричної схеми
- •4.1. Вибір схеми приєднання електричної станції до енергосистеми
- •4.2. Проектування структурної схеми
- •4.2.1. Загальні положення
- •4.2.2. Структурні схеми електростанцій районного типу
- •4.2.3. Структурна схема тец
- •4.2.4. Вибір трансформаторів структурної схеми (загальні положення)
- •4.2.5. Вибір трансформаторів для блочної схеми з’єднань
- •4.2.6. Вибір автотрансформаторів зв’язку
- •4.2.7. Вибір трансформаторів зв’язку генераторної та підвищеної напруги
- •4.2.8. Вибір трансформаторів на підстанціях
- •4.2.9. Визначення техніко-економічних показників структурної схеми електричної станції
- •4.3. Вибір доцільних способів обмеження струмів короткого замикання
- •4.3.1. Вибір струмообмежувальних засобів на електростанціях районного типу
- •4.3.2. Вибір струмообмежувальних пристроїв на генераторній напрузі тец
- •4.3.3. Вибір секційних реакторів
- •4.3.4. Вибір лінійних реакторів
- •4.3.5. Вибір струмообмежуючих засобів на підстанціях
- •4.4. Вибір електричної схеми розподільчих пристроїв
- •4.4.1. Класифікація схем
- •4.4.2. Вибір схем рп 6-10 кВ тец і підстанцій
- •4.4.3. Вибір електричних схеми розподільчих пристроїв підвищених напруг
- •4.4.4. Порядок розрахунку при виборі електричної схеми розподільчих пристроїв
- •Література
3. Техніко-економічне обґрунтування прийнятих при проектуванні рішень
3.1. Загальні положення
Ефективність капіталовкладень в електричну станцію закладається на стадії її проектування. Кожне проектне рішення повинно мати техніко-економічне обґрунтування. Прийняте рішення повинно випливати з порівняння варіантів і вибору оптимального.
Оптимальний варіант повинен відповідати вимогам якості проектованого об'єкта при мінімально можливих витратах матеріальних, фінансових і трудових ресурсів.
Електрична станція складається з декількох підсистем (технологічної, електротехнічної, будівельної, транспортної та допоміжних споруд). Кожна підсистема має свою специфіку і відносно слабкі зв'язки з іншими підсистемами. Тому для електричної станції можлива локальна оптимізація, тобто пошук оптимального рішення для кожної незалежної підсистеми.
Розглянемо властивості, якими повинна володіти проектована електрична станція:
Економічність. Оцінюється сукупністю вартісних показників: капіталовкладеннями, вартістю річних втрат енергії, річних витрат на ремонт і обслуговування.
Надійність. Властивість електричної станції виконувати задані функції в заданому обсязі за певних умов експлуатації. Для ЕС такою функцією є виробництво заданої кількості електричної і теплової (для ТЕЦ) енергії нормованої якості.
Крім основних властивостей ЕС повинна відповідати ще такими вимогам як: ремонтопридатність, безпека обслуговування, можливість розширення.
Ремонтопридатність – це властивість об’єкта (в даному випадку ЕС) в пристосуванні до проведення ремонтів та технічного обслуговування. Ремонтопридатність являється однією зі складових частин надійності.
Відсутність математичного виразу для ряду критеріїв ефективності, складність рішення самої задачі багатокритерійної оптимізації обумовили те, що при проектуванні енергетичних об'єктів використовують метод однокритерійної оптимізації.
Економічність та надійність – основні властивості проектованої станції. Проте вони знаходяться в суперечності, адже підвищення надійності потребує додаткових затрат.
3.2. Показники та критерії економічної ефективності капіталовкладень
3.2.1. Загальний підхід по визначенню показників економічної ефективності
Економічний результат використання капітальних вкладень в електричну частину електричної станції складається з доходу, отриманого від виробництва електричної енергії (частка загальних надходжень від реалізації, що припадає на електричну станцію), а також від скорочення затрат зумовлених зменшенням витрат електроенергії, підвищенням надійності обладнання станції та зниженням експлуатаційних затрат.
В загальному вигляді критерієм економічної ефективності є позитивне значення ефекту:
,
(3.1)
де: Е – економічний ефект (прибуток); Р – результат (дохід); З – щорічні та одноразові затрати.
На основі поняття економічного ефекту (3.1), можна побудувати систему показників та критеріїв економічної ефективності капітальних вкладень, які можна розділити на інтегральні та елементарні.
До інтегральних показників відносяться:
- інтегральний дисконтований чистий прибуток (інтегральний ефект) - Net Present Value (NPV);
- внутрішня норма рентабельності - Internal rate of return (IRR);
- період повернення капіталу - Payback period (PP);
- рентабельність з доходів - Results costs ratio (RCR);
які враховують сумарні дисконтовані (приведені до року, який передує початкові будівництва) доходи та затрати за весь розрахунковий період.
До елементарних показників відносяться:
- рентабельність інвестицій (проста норма прибутку) - Profitability index (PI);
- термін окупності інвестицій - Payback period (PP);
які враховують доходи та затрати за окремі його роки (без дисконтування).
Для розрахунку критеріальних показників ефективності на кожен рік розрахункового періоду визначається:
- балансовий (оподатковуваний) прибуток за рік t, який становить різницю доходів та поточних річних витрат, а також амортизаційних врахувань:
,
(3.2)
де: Дt – надходження за виробництво енергії та інші оподатковувані доходи (від продажу цінних паперів, надання в оренду приміщень і т.д.); Bet – витрата на експлуатацію (обладнання станції) електротехнічної частини; Bвтрt – вартість втрат електроенергії в елементах електричної частини; Apt – амортизаційні затрати на реновацію.
- поточний річний чистий прибуток, що дорівнює балансовому прибуткові з відрахуванням податку на прибуток та оплату процентів за кредит:
, (3.3)
де: Hнt – податок на прибуток; Bкрt – оплата відсотків за кредит.
- чистий грошовий потік, що дорівнює сумі всіх (щорічних і одноразових) доходів (включаючи ліквідну вартість) доходів і витрат за рік t без урахування амортизації:
, (3.4)
де: Лt – ліквідна (залишкова) вартість; Kt – капітальні вкладення для року t.
