7.4.2. Характеристика задач

7.4.2.1. Задачи развития. Исходным субъектом при характеристике задач надежности при развитии систем электроснабжения является потребитель. На основе требований технологий производства, особенностей электроприемников потребитель определяет, какие параметры надежности ему необходимы (допустимы) для различных участков технологического процесса по частоте, длительности и глубине аварийного ограничения электроснабжения. Как правило, потребитель имеет электроприемники различных категорий – от третьей до особой группы. Даже бытовые потребители имеют сейчас различные электроприемники по требованиям к надежности электроснабжения, в том числе электроприемники особой группы первой категории, к которым можно отнести персональные компьютеры, имеющие встроенные батареи автономного электропитания, необходимые при потере питания от сети для продолжения работы или по крайней мере для выключения компьютера без потери информации и нежелательных режимов общего программного обеспечения.

В результате разделения электроприемников на группы по уровню требований к параметрам надежности формируется информация, необходимая для проектирования внутренней и внешней схем электроснабжения. Каждая группа электроприемников характеризуется мощностью в различных режимах работы, в том числе, максимально необходимой (например, суточный максимум нагрузки), особенностями режимов функционирования, требуемыми параметрами надежности электроснабжения (частота и длительность перерывов электроснабжения), оценками возможных последствий от перерывов электроснабжения (удельные ущербы, опасности для людей и окружающей среды, поломки оборудования и др.).

С другой стороны, электроснабжающая организация (электросбытовая компания) или оператор оптового рынка электроэнергии – АТС) предлагает потребителю электроэнергию в узлах питания схемы внутреннего электроснабжения по определенной цене и с определенным уровнем надежности. Этот уровень надежности определяется надежностью в питающих узлах ЭЭС, обеспечиваемой системным оператором, и надежностью схемы внешнего электроснабжения (распределительной электрической сети). В общем случае электроснабжающая организация предлагает потребителю "меню надежности", представляющее собой перечень различных уровней надежности электроснабжения по различной цене (выше надежность – выше цена электроэнергии).

На основании указанной информации потребитель должен спроектировать схему внутреннего электроснабжения своих электроприемников. Схема формируется с учетом нормативных требований по надежности электроснабжения электроприемников различных категорий (см. п. 6.3). Как правило, разрабатываются и споставляются несколько вариантов схем внутреннего электроснабжения, их сопоставление производится по критериям затрат и надежности (см. п. 6.2). Могут рассматриваться и другие критерии. Для получения оценки надежности схем применяются методы, представленные в п. 6.4.

В процессе сопоставления схем внутреннего электроснабжения потребитель должен сравнивать свои затраты, вкладываемые в проектируемую схему для обеспечения требуемой ее надежности, с затратами на покупку электроэнергии у электроснабжающей организации с более высокой надежностью в соответствии с "меню надежности", предлагаемым электроснабжающей организацией. Следовательно, обеспечение требуемой надежности электроснабжения потребителя осуществляется как за счет собственных средств (надежность элементов, структурные решения и резервирование, управление в схеме внутреннего электроснабжения – см. п. 7.2), так и за счет уровня надежности, предоставляемого электроснабжающей организацией.

Группа задач, относящаяся к схемам внешнего электроснабжения, аналогична предыдущей. Отличия заключаются в содержании задач, специфика которых определяется тем, что, во-первых, на "выходах" этих схем требования по надежности являются обобщенными и характеризуются частотой, длительностью и глубиной перерывов электроснабжения в "выходных" узлах, а во-вторых – необходимо обеспечить независимость питания "выходных" узлов как источников электроснабжения потребителей, содержащих электроприемники I-й и II-й категорий. Такая независимость обеспечивается тем, что распределительная электрическая сеть этого уровня может выполняться замкнутой, при этом определяются наиболее рациональные с точки зрения надежности места размыкания этой сети.

Одним из средств обеспечения требуемой надежности электроснабжения потребителей при формировании схемы внешнего электроснабжения могут быть установки распределенной генерации.

Таким образом, задачи надежности при развитии систем электроснабжения включают следующие:

 анализ состава электроприемников потребителя и определение параметров электроприемников различных категорий по надежности;

 формирование вариантов схем внутреннего электроснабжения потребителя с учетом требований по надежности;

 оценка показателей надежности вариантов схем внутреннего электроснабжения потребителя;

 выбор наиболее рациональной схемы внутреннего электроснабжения потребителя при использовании заданных средств обеспечения надежности;

 формирование вариантов схем внешнего электроснабжения потребителей с учетом требований по надежности;

 оценка показателей надежности вариантов схем внешнего электроснабжения потребителей;

 выбор наиболее рациональной схемы внешнего электроснабжения потребителей при использовании заданных средств обеспечения надежности;

 выбор средств релейной защиты, автоматики и управления для обеспечения надежности систем электроснабжения;

 определение требований по надежности к поставляемому в системы электроснабжения оборудованию (коммутационная аппаратура, трансформаторы, изоляция и др.).

7.4.2.2. Задачи функционирования. Основной смысл задач надежности при функционировании систем электроснабжения потребителей заключается в поддержании уровня надежности электроснабжения, заложенного при проектировании этих систем. Состав решаемых задач надежности включает следующие:

 планирование технического обслуживания и ремонтов оборудования;

 диагностика состояния оборудования;

 планирование работ по обнаружению и ликвидации отказов и повреждений оборудования;

 анализ эксплуатационных схем и режимов системы электроснабжения с точки зрения требований по обеспечению надежности электроснабжения потребителей (реконфигурация схемы системы электроснабжения в различных нормальных и послеаварийных режимах, выделение установок распределенной генерации в аварийных режимах на питание наиболее ответственных потребителей и др.);

 оценка надежности системы электроснабжения при различных ее эксплуатационных схемах и режимах;

 выбор уставок релейной защиты, управляющих воздействий автоматики, уставок устройств управления для обеспечения надежности системы электроснабжения потребителей;

 формирование договорных отношений между электроснабжающими организациями и потребителями, включающих экономические механизмы взаимной ответственности за обеспечение надежности электроснабжения.

В результате решения указанных задач, помимо обеспечения надежности электроснабжения потребителей, вырабатываются также правила, инструкции для деятельности эксплуатационного персонала в возможных ситуациях.

С учетом изложенного структурируем общую задачу надежности в электроэнергетике, как показано на рис. 7.5. Цифрами обозначены номера задач, которые раскрываются далее в п. 7.5.2. Стрелками показана последовательность решения задач, которая в общем случае является итеративной, при этом используется подразделение задач на предварительные и окончательные. Предварительные решения задачи – это решения, которые, с одной стороны, получены в условиях повышенной неопределенности, а с другой – реализация которых еще не требуется (имеется временной запас). Вместе с тем решение таких задач обычно необходимо для обеспечения информацией других задач, связанных с данной.

На рис. 7.5 задачи надежности разделены на внутренние (определение внутренних параметров самой электроэнергетики) и внешние (определение параметров взаимодействия электроэнергетики с другими отраслями); представлены

Задачи надежности законодательных органов власти

Задачи надежности исполнительных органов власти

Задачи надежности независимых операторов рынка:

 администратора торговой системы

 системного оператора

Задачи надежности субъектов электроэнергетических рынков
Субъекты	Параметры
	внутренние			внешние
	структурные	элементов	режимные
Генерирующие компании	1.1	1.2	1.3	1.4
Системообразующая электрическая сеть	2.1	2.2	2.3	2.4
Распределительные электрические сети	3.1	3.2	3.3	3.4
Сбытовые компании	4.1	4.2	4.3	4.4
Потребители электроэнергии	5.1	5.2	5.3	5.4

Рис. 7.5.

задачи всех групп субъектов электроэнергетических рынков. С точки зрения надежности систем электроснабжения наиболее важными являются задачи надежности, связанные с распределительными электрическими сетями, сбытовыми компаниями и потребителями. Однако далее для полноты представления о задачах надежности в электроэнергетике в целом описываются также типовые задачи надежности для генерирующих компаний и системообразующей электрической сети. Как уже было отмечено, эти субъекты определяют надежность поставки электроэнергии "на вход" систем электроснабжения.