Раздел 4. Технико-экономическая оценка недоотпуска электроэнергии и эффективности надежности электроснабжения

4.1 Методы нахождения недоотпуска электроэнергии

В качестве основного критерия оптимальной надежности СЭС выступает минимум приведенных затрат с учетом ожидаемого ущерба за год от всех значимых отказов работоспособности, в качестве дополнительного критерия – отношение ожидаемого ущерба к приведенным затратам.

В случае, когда в качестве экономической оценки надежности принимаются удельные разовые показатели ущерба конкретных производств, в качестве основных технических показателей надежности выступает время безотказной работы Т, время восстановления Т_в (ил обратные им характеристики – параметр потока отказов системы λ_с = Т^-1 и параметр потока восстановления системы µ_с = Т_в^-1) и опасность отказов Р = λ_с/µ_с = Т_в/Т.

Если в качестве экономической оценки надежности принимаются усредненные для производства удельные разовые показатели ущерба, то в качестве технического показателя выступает вычисляемая по опасности отказа (Р) величина условного недоотпуска электроэнергии, учитывающая основные факторы отказа работоспособности.

Если при отказе работоспособности системы j отключаются потребители суммарной мощности S_aj на время Т_вj (ч) λ_j раз в году, то величина недоотпущенной электроэнергии ΔW_j равна:

ΔW_j = S_aj T_вj λ_j (4.1)

где T_вj, λ_j показатели надежности системы для отказа j. Вместо них возможно использование комплексного коказателя – опасности отказа Р. Тогда величина недоотпущенной электроэнергии равна:

ΔW_j = S_aj Р_j 8760 (4.2)

Однако, из-за особенностей расчета надежности подобная оценка недоотпуска на всегда точна. Особенность заключается в том, что при расчете надежности находятся вероятностные характеристики сформулированного отказа и всех более тяжелых отказов системы. Так, если отказ системы – погашение одного трансформатора из трех, то в показателях надежности учитывается погашение также и двух и трех трансформаторов, тогда как для подсчета недоотпуска требуется оценить погашение только одного трансформатора.

4.2 Оценка величины недоотпуска электроэнергии по показателям надежности системы электроснабжения

Рассмотрим способы оценки величины недоотпуска электроэнергии с учетом показателей надежности системы электроснабжения. На рисунке 4.1 представлена структурная схема системы электроснабжения..

Рис. 4.1 - Структурная схема системы электроснабжения

Элементы схемы:

1 – генератор; 2,3 – трансформаторы; 4,5,6,7 – линии электропередач; 8 – потребитель.

Пропускные способности элементов 2,3 – 0,5 о.е., 4-7 – 0,25 о.е. Под отказом работоспособности подразумевает ограничение электроснабжения на величину ΔS_a = 0,25 о.е. Для решения используем функцию алгебры логики, называемую «или, но не и» и обозначаемую символом. Эта операция вводится для тех конъюнкций, совместное возникновение которых недопустимо, так как не отвечает формулировке состояния отказа. Вероятностный полином такой функции для двух событий равен:

Р(12) = Р(1+2) = р₁ + р₂ – 2р₁р₂.

Для большого числа событий :

Р(122……n) = (4.3)

В рассматриваемой системе электроснабжения к заданному отказу приводят одиночные отказы линий электропередач. Одиночные отказы других элементов и сочетания отказов не должны присутствовать в логической функции. Находим логическую функцию и полином:

; Q() =p₁p₂p₃[(q₄+q₅+q₆+q₇) – (2 (q₄q₅+q₄q₇+q₁q₆+q₅q₆+q₆q₇) + 3(q₄q₅q₆+q₄q₅q₇+q₄q₆q₇+q₅q₆q₇) – 4(q₄q₅q₆q₇)] = 4q – 24q²+60q³-80q⁴+60q⁵-24q⁶+4q⁷

Определим вероятность отказа системы электроснабжения с помощью обычных функций логики (конъюнкции и дизъюнкции).

; Q() = 4q-6q²+4q³-q⁴.

Вероятность получается завышенной (приблизительно на 24q² – 6q² = 18q²). Погрешность возникает за счет наложения отказов линий и за счет неучета работы других элементов системы. Такой способ рекомендуется для систем с q_i<<1.