3. Условие минимума приведенных затрат

З_і = И_і + Е_н К_і  min. (1.5)

Это условие может быть получено из условия (1.2).

4. Условие минимума величины суммарных затрат за срок Тн

З_Тні = Т_нИ_і + К_і  min. (1.6)

Условие (1.6) может быть получено из условия (1.4).

Все перечисленные показатели оптимальности являются тождественными при условии Т_н = 1/Е_н, и любой из них может быть использован при выборе оптимального варианта технического решения. Однако первые два метода позволяют производить только попарное сравнение вариантов, что при большом их числе значительно увеличивает объем вычислений. Кроме того, эти методы не дают представления о сравнительной эффективности одного варианта по отношению к другому.

В связи с этим в практических расчетах наибольшее распространение получила формула (1.5), которая дает ряд преимуществ вычислительного характера:

• отпадает необходимость в упорядочении вариантов в порядке возрастания капитальных вложений;

• исключается ошибка расчета, обусловленная свойствами деления;

• появляется возможность выбора оптимального варианта при непрерывном изменении какого-либо одного или нескольких управляемых параметров (например, передаваемой мощности) на основе отыскания максимума функциональной зависимости

З(х) = Е_нК(х) + И(х)  min

с использованием оптимизационных методов.

Формула (1.6) применяется при существенном изменении издержек по годам эксплуатации.

Формула (1.5) положена в основу «Типовой методики определения экономической эффективности капитальных вложений»

Если строительство ведется в течение нескольких лет, а капитальные вложения и издержки различаются по годам, то приведенные к первому году затраты определяются для каждого і-го варианта из соотношения

где Т_р – расчетный срок сооружения сети, за его пределами капитальные вложения не производятся, а эксплуатационные издержки не изменяются (рис. 1.3) и равны И_Тр = И_н.э (издержки нормальной эксплуатации);

К_t, И_t – капитальные вложения и издержки в год t;

И_t – изменение эксплуатационных расходов в год t по сравнению с годом t – 1:

И_t = И_t – И_{t – 1};

Е_н.п – нормативный коэффициент приведения разновременных затрат; Е_н.п = 0,08.

Лучший вариант выбирается из условия:

З_опт = min{З_i}.

Рисунок 1.3

4. Капитальные вложения

Капитальными вложениями (затратами) называются денежные средства на создание основных фондов энергосистемы. Они делятся на

• производственные (силовое электрооборудование, электрические сети, ПС, производственные здания, сооружения и т.п.);

• непроизводственные (жилые здания, школы, клубы и пр.).

При определении экономической эффективности учитываются также оборотные средства, расходуемые на расширение и реконструкцию существующих систем (приобретение оборудования, регулирующих устройств автоматического управления, измерительных приборов, транспортных средств и пр.).

Капитальные затраты на единицу мощности или годовой производительности называются удельными. Например, для ЛЭП:

k_уд = К_л / l; k_уд = К_л / lS_л,

где l – длина линии, км; S_л – мощность, передаваемая по линии, МВА; К_л – капитальные затраты на линию длиной l, грн.

Для силовых электроприемников

k_уд = К_с / P_с,

где К_с – капитальные затраты на силовое оборудование установленной мощности Р_с.

При ТЭР широко используются укрупненные технико-экономические показатели, рассчитанные на основе проектно-сметных данных, опыта строительства и эксплуатации. В этом случае значительно упрощается определение капитальных затрат, облегчается сравнение вариантов схем питающих и распределительных сетей, выбор источников питания, местоположения ПС и т.п.

При сравнении схем электрических сетей, как правило, приходится учитывать капитальные затраты на сооружение подстанций К_ПС и линий электропередачи К_л:

К = К_ПС + К_л.

Рассмотрим формирование К_ПС. Подстанции различаются между собой по назначению, (например, тупиковые и проходные, потребительские и системные). Они отличаются между собой схемами электрических соединений, количеством присоединяемого электрооборудования и конструкцией распредустройств (РУ). От этого существенно зависит величина К_ПС.

Основная часть К_ПС приходится на стоимость трансформаторов и выключателей. По данным США и Канады для наиболее характерных ПС 500 и 750 кВ установлены такие соотношения стоимостей отдельного вида оборудования от стоимости всей подстанции:

• стоимость трансформаторов 40-45%,

• стоимость выключателей 30-35%,

• стоимость разъединителей 5%,

• стоимость ошиновки и изоляторов 4%,

• стоимость конструкций ОРУ 9% и т.д.

Наиболее существенно стоимость подстанции зависит от количества выключателей в схеме электрических соединений подстанции, их номинального напряжения и предельного тока отключения І_{пр. откл}.

Стоимость же выключателей С_в есть функция

С_в = f(U_ном, І_ном, І_{пр. откл}, k_констр),

где k_констр – конструктивные особенности выключателей (количество дугогасящих камер, давление сжатого воздуха и пр.).

В укрупненных показателях стоимость ячейки определяется как сумма

С_я = С_в + А + В,

где А и В – постоянные величины, определяющие стоимость установки выключателей (в частности, сооружение фундамента), релейной защиты, вторичных цепей, дополнительной аппаратуры и коммуникаций.

Анализ капитальных вложений в распределительные устройства в разных схемах ЭЭС показывает, что для повышения их эффективности необходимо:

• применять ПС с упрощенными схемами без выключателей со стороны высшего напряжения (ВН) или с минимальным их количеством;

• сооружать ПС по наиболее рациональным схемам с необходимым минимумом выключателей для всех уровней напряжений (особенно сверхвысоких).

Всего по ПС капитальные вложения можно записать так:

К_ПС =

где k_уд.j – стоимость единицы j-го вида оборудования, п_j – количество единиц j-го вида.

Капитальные вложения в линии электропередачи

К_Л = k_удln_ц,

где k_уд – стоимость 1 км линии, l – длина линии, n_ц – количество цепей ЛЭП.

На строительство ЛЭП, кроме длины, большое влияние оказывает напряжение, на котором она выполняется, и климатические условия местности, по которой проходит ЛЭП (условия по гололеду, морское побережье, высокогорные ЛЭП, переходы через водные преграды, пустыня, субтропики (в особенности, влажные), степень загрязнения окружающей среды).

Стоимость электропередачи в целом включает в себя не только стоимость ЛЭП, но и ячеек ОРУ. Практика проектирования показывает, что при длинных линиях стоимость передачи определяется стоимостью ЛЭП, а при коротких – стоимостью ОРУ. Кроме того, с учетом возможных значений передаваемой мощности на разных напряжениях рекомендуется, чтобы число отходящих линий на стороне ВН мощных узловых подстанций системы не превышало:

Uном кВ	пв шт
330	6–8
500	4–6
750	3–4