авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 14 |

«УДК 620.9 ББК 31.27 С78 Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Методы и средства энерго- и ресурсосбережения» подготовлен в рамках ...»

-- [ Страница 3 ] --

Нормативно-правовые документы по проблемам энерго- и ресурсосбе режения:

ГОСТ Р 51379–99. Энергосбережение. Энергетический паспорт про мышленного потребителя топливно-энергетических ресурсов. Основные по ложения. Типовые формы.

ГОСТ Р 51380–99. Энергосбережение. Методы подтверждения соот ветствия показателей энергетической эффективности энергопотребляющей продукции их нормативным значениям. Общие требования.

ГОСТ Р 51387–99. Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения.

ГОСТ 51541–99. Энергосбережение. Энергетическая эффективность.

Состав показателей. Общие положения.

ГОСТ 51749–99. Энергосбережение. Энергопотребляющее оборудова ние общепромышленного применения. Виды. Типы. Группы. Показатели энергетической эффективности. Идентификация.

ГОСТ Р 51750–2001. Энергосбережение. Методика определения энер гоемкости при производстве продукции и оказании услуг в технологических системах. Общие положения.

ГОСТ Р 52104–2000. Ресурсосбережение.

ГОСТ Р 52106–2003. Ресурсосбережение. Общие положения.

ГОСТ 30772–2001. Ресурсосбережение. Термины и определения.

ГОСТ 27322–87. Энергобаланс промышленного объекта. Общие поло жения.

Кроме того, применяют отраслевые документы различных министерств и ведомств, например, группа РД 153.34.- хххххххх Минэнерго РФ, ведомст венные документы, отдельные письма вышестоящих организаций и т. д., об щее количество которых может составить несколько тысяч и в которых час тично отражены вопросы энергосбережения.

К правовым документам по энерго- и ресурсосбережению относятся также документы по организации проведения энергетических обследований:

Свидетельство энергоаудитора, дающее право проведения энергетиче ских обмледований;

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -63 1. ЭНЕРГОРЕСУРСЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 1.4. Нормативно-правовая и техническая база государственной энергосберегающей политики Свидетельство электролабораторий, дающее право проведения испыта ний и измерений;

Свидетельство экспертов, дающее право отдельным лицам проводить некоторые виды расчетов, например потерь энергии в сетях, а также испыта ния по качеству электроэнергии и т. д.

В состав нормативных документов, обязательных к исполнению, вхо дит государственная статистическая отчетность. Число форм статистической отчетности, в которых в различной степени упоминались энергоресурсы в отдельные годы Советской власти, было более 20 шт., и с каждым годом это число меняется.

В качестве последних директивных материалов необходимо упомянуть о принятых в октябре 2005 г. четрыех базовых документах – Приказов Мин промэнерго РФ, непосредственно влияющих на энергосбережение и энерго эффективность:

«Порядок расчёта и обоснования нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии».

«Порядок расчёта и обоснования нормативов технологических потерь электроэнергии при её передаче по электрическим сетям».

«Порядок расчёта и обоснования нормативов удельного расхода топли ва на отпущенную электрическую и тепловую энергию от тепловых электро станций и котельных».

«Порядок расчёта и обоснования нормативов создания запасов топлива на тепловых электростанциях и котельных».

Как будет отмечено ниже, энергетические обследования могут прово диться в различных объемах и с различной целью.

Поэтому при проведении энергетических обследований важными зада чами являются:

установление состава нормативной базы, в которой работает обследуе мое предприятие или организация перед началом проведения обследования;

определение нормативной базы, которая будет применяться при прове дении обследования.

При проведении энергетических обследований для установления лими тов потребления электроэнергии бюджетным организациям необходимо применять следующие нормативные положения Бюджетного кодекса [8]:

«ст. 223. Утверждение и доведение лимитов бюджетных обязательств».

«ст. 224. Изменение лимитов бюджетных организаций».

В связи с тем, что все статьи бюджета имеют свою классификацию, то в данном случае необходимо руководствоваться Приказом Минфина РФ от 25 мая 1999 г. № 38н, где кодом 110730 обозначено:

«110730. Оплата потребления электрической энергии. Оплата освеще ния зданий, помещений, в том числе общежитий образовательных учрежде ний, дворов, улиц, площадей, прилегающих к зданиям и сооружениям орга низаций.

Оплата расходов по электроэнергии для хозяйственных, производст венных, технических, лечебных и других целей, а также расходов научно Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -64 1. ЭНЕРГОРЕСУРСЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 1.4. Нормативно-правовая и техническая база государственной энергосберегающей политики исследовательских, учебных заведений и вычислительных центров по оплате электроэнергии для научных, учебных и технических целей».

Таким образом определены объекты, которые должны быть охвачены приборным учетом электроэнергии. Необходимо также обратить внимание на наличие средств учета электроэнергии у сторонних организаций, питающих ся от бюджетных организаций, так как имеются случаи сдачи ими в аренду площадей с оплатой по квадратным метрам сдаваемой площади без установ ки средств учета электроэнергии.

Если какие-либо из этих объектов окажутся безучетными и неоплачи ваемыми или на них имеются сторонние безучетные потребители электро энергии, то они попадают под действие ст. 9.12 Административного кодекса «Непроизводительное расходование энергетических ресурсов» с соответст вующим наказанием административного персонала до 20 минимальных ок ладов и юридических лиц до 200 минимальных окладов.

1.4.8. Сертификация и метрология в области энергосбережения В государственные стандарты на энергопотребляющую продукцию включаются показатели ее энергоэффективности в порядке, установленном законодательством Российской Федерации.

При добыче, производстве, переработке, транспортировке, хранении и потреблении энергетических ресурсов показатели их эффективного исполь зования, а также показатели расхода энергии на обогрев, вентиляцию, горя чее водоснабжение и освещение зданий, иные показатели энергопотребления производственных процессов в установленном порядке включаются в соот ветствующую нормативно-техническую документацию.

Требования, устанавливаемые в области энергопотребления государст венными стандартами, техническими нормами и правилами, обязательны для выполнения на всей территории Российской Федерации.

Энергопотребляющая продукция любого назначения, а также энергети ческие ресурсы подлежат обязательной сертификации на соответствующие показатели энергоэффективности. Обязательная сертификация осуществля ется в порядке, установленном законодательством Российской Федерации.

Соответствие производимого бытового оборудования требованиям, ус тановленным государственными стандартами в части показателей энергопо требления, подтверждается путем обязательного маркирования указанного оборудования.

При добыче, производстве, переработке, транспортировке, хранении и потреблении энергетических ресурсов, а также при их сертификации осуще ствляется обязательный государственный метрологический контроль и над зор в области энергосбережения.

Базовым нормативным документом в области метрологии является За кон РФ «Об обеспечении единства измерений», в котором сказано:

Ст. 8. Средства измерений.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -65 1. ЭНЕРГОРЕСУРСЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 1.4. Нормативно-правовая и техническая база государственной энергосберегающей политики «1. Средства измерений используются для определения величин, еди ницы которых допущены в установленном порядке к применению в Россий ской Федерации и должны соответствовать условиям эксплуатации и уста новленным требованиям.

2. Решения об отнесении технического устройства к средствам измере ний и об установлении интервалов между поверками принимает Госстандарт России».

Это практически означает, что средствами измерения количества элек троэнергии можно пользоваться только в том случае, если они включены в реестр Госстандарта.

Ст. 9. Методики выполнения измерений.

«Измерения должны осуществляться в соответствии с аттестованными в установленными порядке методиками.

Порядок разработки и аттестации методик выполнения измерений оп ределяется Госстандартом России».

Из этого следует, что каждая методика, разработанная любым органом и применяемая для измерений, должна быть аттестована в установленном порядке.

1.4.9. Энергетическая эффективность На современном этапе экономика России характеризуется высокой энергоемкостью, в 2–3 раза превышающей удельную энергоемкость эконо мики развитых стран. Причинами такого положения кроме суровых климати ческих условий и территориального фактора являются сформировавшаяся в течение длительного периода времени структура промышленного производ ства и нарастающая технологическая отсталость энергоемких отраслей про мышленности и жилищно-коммунального хозяйства, а также недооценка стоимости энергоресурсов, прежде всего газа, не стимулирующая энергосбе режение.

Степень повышения энергетической эффективности предопределит долгосрочные перспективы развития не только энергетического сектора, но и экономики Российской Федерации в целом. Ориентация экономики на энер гоемкий рост угрожает консервацией технологической отсталости и опере жающим ростом внутреннего спроса на энергоресурсы, в результате которо го даже при достижении максимальных технически реализуемых показателей роста их производства спрос на них сможет быть обеспечен путем расшире ния импорта или (и) ограничения экспорта.

Поэтому целью политики государства в данной сфере является жесткое и безусловное достижение намеченных стратегических ориентиров роста энергоэффективности с использованием широкого спектра стимулирующих потребителей энергоресурсов мер, обеспечивающих: структурную перестрой ку российской экономики в пользу малоэнергоемких обрабатывающих отрас лей и сферы услуг;

реализацию потенциала технологического энергосбереже ния.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -66 1. ЭНЕРГОРЕСУРСЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 1.4. Нормативно-правовая и техническая база государственной энергосберегающей политики Для интенсификации энергосбережения необходимы обоснованное по вышение внутренних цен энергоносителей экономически оправданными, приемлемыми для потребителей темпами;

постепенная ликвидация перекре стного субсидирования в тарифообразовании, прежде всего в электроэнерге тике;

продолжение реформирования жилищно-коммунального хозяйства.

Вместе с тем эффективное ценовое регулирование является абсолютно необ ходимым, но недостаточным условием интенсификации энергосбережения.

Необходимо осуществление системы правовых, административных и эконо мических мер, стимулирующих эффективное использование энергии, в том числе: изменение в соответствии с Федеральным законом «О техническом ре гулировании» существующих норм, правил и регламентов, определяющих расходование топлива и энергии, в направлении ужесточения требований к энергосбережению;

совершенствование правил учета и контроля энергопо требления, а также установление стандартов энергопотребления и предельных энергопотерь и обязательная сертификация энергопотребляющих приборов и оборудования массового применения для установления их соответствия нор мативам расхода энергии;

проведение регулярного надзора за рациональным и эффективным расходованием энергоресурсов предприятий;

создание допол нительных хозяйственных стимулов энергосбережения, превращающих его в эффективную сферу бизнеса;

широкая популяризация государством эффек тивного использования энергии среди населения, массовое обучение персона ла;

создание доступных баз данных, содержащих информацию об энергосбе регающих мероприятиях, технологиях и оборудовании, нормативно технической документации;

проведение конференций и семинаров по обмену опытом, пропаганда энергосбережения в средствах массовой информации и т.

д.

Задача состоит в том, чтобы за счет целенаправленной государственной политики обеспечить заинтересованность потребителей энергоресурсов в ин вестировании в энергосбережение, создать более привлекательные условия для вложения капитала в эту сферу деятельности, снизив возможные финан сово-экономические риски.

Одним из инструментов государственной политики станет поддержка специализированного бизнеса в области энергосбережения, пока слабо разви того в России, что позволит сформировать экономических агентов (энерго сберегающие компании), предлагающих и реализующих оптимальные науч ные, проектно-технологические и производственные решения, направленные на снижение энергоемкости. Поддержка энергосберегающего бизнеса пред полагает переход от прямой финансовой помощи со стороны государства к формированию системы реализации эффективных бизнес-проектов в соот ветствующей сфере, страхования коммерческих и некоммерческих рисков.

Мероприятия по энергосбережению и эффективному использованию энергии должны стать обязательной частью региональных программ соци ально-экономического развития регионов, в том числе региональных энерге тических программ.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -67 1. ЭНЕРГОРЕСУРСЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 1.4. Нормативно-правовая и техническая база государственной энергосберегающей политики Оптимизация расходной части топливно-энергетического баланса предусматривает реализацию мер по экономически эффективному энерго сбережению и совершенствование структуры спроса на энергоносители по следующим основным направлениям:

продолжение электрификации экономики с ростом потребления элек троэнергии в 1,05–1,1 раза быстрее общего спроса на энергию за счет повы шения электровооруженности труда в промышленности, сельском хозяйстве и быту;

замедление роста расхода энергоресурсов на централизованное тепло снабжение в 1,07–1,1 раза относительно общего энергопотребления в связи с большими возможностями для снижения потерь и экономии тепла, а также опережающего развития его локальных и индивидуальных источников;

увеличение потребления моторных топлив темпами, в 1,2 раза превос ходящими темпы роста общего энергопотребления, при более широком ис пользовании заменителей нефтепродуктов (сжиженного и сжатого газа, во дорода);

преодоление тенденции нарастающего доминирования природного газа на внутреннем энергетическом рынке с уменьшением его доли в общем энер гопотреблении за счет замены другими видами топлива.

Региональная энергетическая политика предусматривает:

учет географической асимметрии в обеспеченности природными энер гетическими ресурсами и в структуре потребления энергоресурсов разных регионов России, принципиальные различия в условиях их энергоснабже ния;

субсидирование создания сезонных запасов топлива в «критических»

регионах;

максимально возможное, но экономически эффективное использование в регионах местных источников топливно-энергетических ресурсов.

Реализация региональной энергетической политики осуществляется посредством тех же механизмов, что и энергетической политики в целом.

При этом необходимо приведение регионального законодательства в соот ветствие с федеральным.

Для достижения основных целей и реализации приоритетов региональ ной энергетической политики предусматривается осуществление региональ ными органами управления энергетическим хозяйством в области:

разработки и реализации региональных энергетических программ (в том числе программ топливо- и энергообеспечения и энергосбережения регионов);

проведения активной энергосберегающей политики, создания и управ ления региональными фондами энергосбережения;

организации и регулирования теплоснабжения, модернизации и рацио нализации теплового хозяйства и теплоснабжения потребителей жилищно коммунального комплекса;

поддержки независимых производителей топлива и энергии, исполь зующих энергоресурсы местного значения, обеспечивающих доработку ис Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -68 1. ЭНЕРГОРЕСУРСЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 1.4. Нормативно-правовая и техническая база государственной энергосберегающей политики тощенных месторождений, создающих новые генерирующие мощности в энергетике и осваивающих возобновляемые источники энергии;

развития социальной инфраструктуры и коммунально-бытовой сферы на долевой основе с производственными структурами ТЭК;

участия в разработке и реализации программ санации убыточных пред приятий ТЭК;

контроля за соблюдением субъектами ТЭК федерального и региональ ного законодательства, в том числе в области охраны окружающей среды.

Существенное значение для реализации региональной энергетической политики приобретает координация деятельности органов власти субъектов Российской Федерации в рамках федеральных округов, включая уточнение прогнозов территориальной динамики производства и потребления энергоре сурсов, согласование мероприятий региональных энергетических и феде ральных целевых программ.

В данной главе рассмотрены только некоторые вопросы правового обеспечения учета электроэнергии на предприятиях и в организациях. В каж дом конкретном случае необходима консультация профессиональных юри стов, так как невозможно описать все конкретные случаи в одной работе и вся нормативная база постоянно дополняется и изменяется с учетом опыта эксплуатации.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -69 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.1. Тепловые электрические станции 2.1.1. Энергосберегающие технологии в электроэнергетике России В электроэнергетике работают более 1 млн человек. На производство электрической и тепловой энергии в России в 2004 г. было израсходовано более 50 % всех добываемых в стране ТЭР. Экономия энергии в электроэнер гетике обеспечивается путем улучшения использования мощностей в макси муме нагрузок, расширения использования межсистемного эффекта, сниже ния удельных расходов топлива на электростанциях за счет модернизации оборудования, ввода крупных высокоэкономичных блоков, повышения уров ня теплофикации и др. [2].

Значительное количество горючих энергоресурсов за период 2004–2020 гг.

будет сэкономлено в результате ввода более совершенного оборудования на новых и реконструируемых тепловых электрических станциях (ТЭС).

Повышение технического уровня ТЭС намечается достигнуть за счет дальнейшего роста удельного веса и единичной мощности высокоэкономич ных агрегатов на сверхвысокие параметры пара (13,0 и 24,0 МПа), а также за счет демонтажа мелкого и устаревшего оборудования, вывода малоэконо мичного оборудования в холодный резерв и консервацию, перевода конден сационных агрегатов в теплофикационный режим, существенное улучшение структуры оборудования ТЭС произойдет от укрупнения электрической мощности агрегатов до 500–800 тыс. кВт. Улучшение структуры теплоснаб жения предусматривается за счет большего использования высокоэкономич ных видов топлива, дальнейшего развития теплофикации на базе строитель ства крупных теплоэлектроцентралей, повышения технического уровня их эксплуатации. Это позволит добиться снижения удельного расхода условного топлива на электростанциях России уже к 2010 г. на 4–5 %.

Оценка эффективности укрупненных мероприятий по экономии топли ва, намеченных к реализации за период 2004–2010 гг. на ТЭС РАО «ЕЭС России», приведена в табл. 2.1. Анализ данных таблицы показывает, что ос новными направлениями снижения удельных расходов топлива на ТЭС яв ляются мероприятия по модернизации энергетического оборудования, увели чению уровня теплофикации, вводу нового высокоэффективного оборудова ния.

Номенклатура изготовляемых электротехнической промышленностью турбо- и гидрогенераторов, диапазон мощностей которых от 25–30 тыс. кВт до 1 млн 200 тыс. кВт, весьма разнообразна.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -70 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.1. Тепловые электрические станции Таблица 2. Снижение удельного Мероприятие расхода топлива, г/(кВт · ч) Модернизация конденсационных энергоблоков и оборудования неблочных электростанций, демонтаж физически изношенного 5, оборудования Повышение использования тепловой мощности теплофикационно го оборудования действующих ТЭЦ и увеличение уровня центра- 4, лизованной теплофикации жилищно-коммунального хозяйства Ввод и освоение крупных высокоэкономичных энергоблоков на закритические параметры пара, уменьшение производства элек- 3, троэнергии на низкоэкономичном оборудовании Доведение до проектных показателей работы действующего и вновь вводимого энергетического оборудования 1, ИТОГО 15, Турбогенераторы изготовляют с различными системами охлаждения, в которых хладоагентами служат воздух, водород, вода, масло. Один из пер спективных путей развития генераторостроения – использование явления сверхпроводимости. В России создан и испытан криотурбогенератор КТГ- мощностью 20 МВт, ведется проработка сверхпроводникового турбогенера тора мощностью 220 МВт для станций комбинированного цикла. Внедрение таких генераторов в 2 раза снизит потери электроэнергии, в 2–2,5 раза уменьшит массогабаритные показатели, существенно повысит надежность их работы в энергосистеме, увеличит реактивную мощность в режиме потребле ния.

ВНИИэлектромаш совместно с АО «Уралэлектротяжмаш» и АО «Эл Сиб» разрабатывают и внедряют гидрогенераторы мощностью от 0,5 до 10 МВт в вертикальном и горизонтальном исполнениях для малых ГЭС. Эф фект от экономии топлива на ТЭС и дизельных станциях за счет внедрения малых ГЭС составит 10 %.

В России и за рубежом накоплен значительный опыт по совершенство ванию конструкции электрогенераторов для ветровых электростанций. Этот опыт должен быть использован для ветровых электростанций уже в 2005 г.

при создании генераторов мощностью до 1000 кВт, способных работать с пе ременной частотой вращения. Внедрение таких станций обеспечит экономию топлива на ТЭС порядка 6–7 % при высокой экологической чистоте. Важны ми направлениями экономии ТЭР в электроэнергетике являются:

внедрение в 2005–2006 гг. системы возбуждения для турбогенераторов мощностью 60–220 МВт со 100%-ным резервированием, с микропроцессор ной системой управления типа СТС-МРУ-1200-2,5 УХЛ. Это значительно повысит надежность и безопасность работы электрической части электро Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -71 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.1. Тепловые электрические станции станций за счет полной автоматизации и ввода систем информации, контроля и диагностики;

внедрение в 2005–2010 гг. паротурбинного оборудования для парогазо вых установок (ПГУ) мощностью 10–15 МВт обеспечит сокращение удельного среднегодового расхода топлива на 20–25 %, значительно уменьшит площади машинных залов электростанций, удешевит новое строительство на 20–25 %;

создание и внедрение экологически чистых ПГУ с внутрицикловой гази фикацией твердого топлива мощностью 300–320 МВт для ТЭЦ позволят сни зить выбросы оксидов азота, углекислого газа в 10 раз, золы с 50 до 8 мг/м от ходящих газов, уменьшить расходы топлива на 10–12 %, металла на 12–15 %, воды на 25–40 %;

освоение производства котлов-утилизаторов для ПГУ различной про изводительности позволит сэкономить до 20 % топлива;

создание экологически чистых мусоросжигающих станций с котлами единичной производительности 5 т/ч по сжиганию 100 тыс. т/год твердых бытовых отходов и 10 т/ч по сжиганию 200 тыс. т/год твердых бытовых от ходов улучшит экологическую обстановку в крупных городах, обеспечит до полнительную тепловую и электрическую энергию за счет сжигания отходов;

экономия ТЭР ожидается от создания и освоения производства химико технологического оборудования мощностью 5 МВт по переработке сероводо родосодержащих газов Астраханского газоконденсатного месторождения;

создание и внедрение средств измерения расхода тепловой и электри ческой энергии могут обеспечить снижение потерь ТЭР в объеме 3–7 %.

В последнее время в России и за рубежом проявляют повышенный ин терес к котлам, оборудованным топками с псевдосжиженным или кипящим слоем. Эти топки занимают промежуточное положение между топками слое вого сжигания и факельными.

Представляют большой интерес новые технологии сжигания угля в топках котлов тепловых электростанций. Например, котел Бенсона новой конструкции оснащен тороидальным вихревым предтопком с удалением шлака в жидком виде. Удаление до 90 % золы в виде шлака позволяет уменьшить габариты и стоимость котла. В дополнение к очистке дымовых газов от SO2 и NOX связывание SO2 в предтопке и топке осуществляется ин жекцией сорбента, при этом образуется NOX более низкого уровня.

Газотурбинный цикл с непрямым сжиганием угля основан на примене нии пиролиза угля и керамического воздухоподогревателя, расположенного внутри топки. Тонко раздробленный уголь подвергается при пониженном со держании О2 пиролизу в выхлопных газах ГТУ при 0,3 МПа и 870 °С с ин жекцией известняка для связывания серы. Образующийся кокс сжигается в предтопке (с удалением шлака в жидком виде), установленном перед ос новной топкой, где в трубках нагревается чистый воздух до температуры °С. Газ пиролиза сжигается в усовершенствованных малотоксичных горел ках, а образовавшиеся продукты сгорания проходят над керамическими трубками, в которые подается чистый воздух с температурой 760 °С.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -72 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.1. Тепловые электрические станции Чистый воздух выходит из керамического теплообменника с температу рой 980 °С. Для реализации преимуществ современной газотурбинной техноло гии в дополнительных горелках сжигается природный газ, чтобы повысить температуру воздуха в газовой турбине до 1260 °С. При очистке пиролизного газа от золы и частиц сорбента применяют циклоны. В случае необходимости производится дополнительная очистка в керамическом фильтре, при этом ис пользуется отдельное устройство за ним для улавливания SO2.

Пиролизер, газовая топка и предтопок работают при давлении, при мерно равном атмосферному давлению. Если возникает необходимость очи стки топливного газа в керамическом или в высокотемпературном фильтре другого типа, следует учитывать, что его объем невелик.

Приведенный пример свидетельствует о возможности в перспективе вне дрения на ТЭС РАО «ЕЭС России» нового способа сжигания твердого топлива.

Особое значение этот метод сжигания ухудшенного качества углей имеет для условий технического перевооружения и реконструкции ТЭС, при установке новых котлов в ячейки демонтируемого устаревшего оборудования.

По экспертной оценке специалистов, большая группа действующих ТЭЦ располагает свободной тепловой мощностью около 20 тыс. Гкал/ч, ис пользование которой обеспечило бы увеличение годовой экономии условно го топлива примерно на 4 млн т у. т. В связи с этим на некоторых предпри ятиях для повышения теплофикационной нагрузки ТЭЦ в летний период компрессионные холодильные агрегаты для кондиционирования воздуха за меняют абсорбционными и пароэжекторными установками. Кроме того, уве личивается отпуск тепловой энергии предприятиям для нужд вентиляции.

Оптимизируются режимы работы отопительно-вентиляционных уста новок потребителей, особенно установок промышленных предприятий. Ши рокое развитие теплично-парникового хозяйства, являющегося крупным по требителем тепла в осенне-весенний период, приводит к увеличению тепло вой нагрузки ТЭЦ.

В теплоснабжении страны велика роль котельных. По отпуску тепло вой энергии котельные занимают значительный удельный вес в общем ба лансе теплопотребления России. Так, доля тепловой энергии, отпускаемой всеми видами котельных, достигает 45 % суммарного годового теплопотреб ления городов и отраслей промышленности.

Повышение эффективности топливопотребления намечается достиг нуть путем установки на тепловых источниках промышленных и районных котельных оборудования с более высоким КПД. В связи с необходимостью передачи больших потоков энергии на дальние и сверхдальние расстояния важным направлением экономии ТЭР является снижение потерь в электриче ских сетях. Наибольшие потери имеют место в сетях 110 кВ и выше (до 77 % всех сетевых потерь). Кроме того, в ряде энергосистем имеются перегружен ные участки сети, работающие с плотностью тока, значительно (в 2–3 раза) превышающие экономическую, что приводит к резкому увеличению потерь.

Большие потери обусловлены прежде всего тем, что электрические сети энергосистем недостаточно оснащены средствами регулирования напряже Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -73 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.1. Тепловые электрические станции ния и компенсацией реактивной мощности – трансформаторами с регулиро ванием напряжения под нагрузкой (РПН), трансформаторами с продольно поперечным регулированием, синхронными компенсаторами, батареями ста тических конденсаторов и др. В целях улучшения режимов работы энерго систем в последние годы в практику диспетчерского управления РАО «ЕЭС России» внедрены математически обоснованные методы оптимизации режи мов энергосистем, что позволяет сократить расход потерь в сетях на 1–1,5 %.

Это составляет около 3–4 млн т у. т. в год. Значительная часть этой экономии достигается за счет снижения потерь в сети 110 кВ и выше, путем оптималь ного выбора реактивных мощностей, напряжений, внедрения регулировоч ных ответвлений трансформаторов.

Снижение потерь электроэнергии следует ожидать и от внедрения но вой серии силовых трансформаторов I–IV габаритов и выше. В конструкции их магнитопроводов будет использована электротехническая сталь с умень шенными потерями электроэнергии на гистерезис.

В последние годы эксперты АО «ЭНИН им. Г. М. Кржижановского»

провели коррекцию потенциала энергосбережения в части, относящейся к сфере интересов РАО «ЕЭС России», т. е. к электроэнергетике и конечному потреблению электроэнергии и тепла (табл. 2.2).

Таблица 2. Весь В том числе потенциал, электроэнергия, тепловая топливо, Потребитель млн Гкал млрд кВт · ч энергия, млн т у. т.

млн Гкал Электроэнергетика 595–720 25–30 120–135 65– Сфера конечного потребления 490–560 290–335 240–270 – В том числе:

промышленность, % 57–60 68–70 45–50 – бытовой сектор 36–34 25–22 50–45 – Всего 1085–1280 315–365 360–405 65– Скорректированный потенциал энергосбережения в электроэнергетике определяется ухудшением экономических показателей работы в 1991– гг. Потери электроэнергии в сети общего пользования (с учетом потерь из-за ее хищения) и расходы электроэнергии на собственные нужды электростан ций в целом по стране увеличились в процентном отношении к выработке с 14,5 % в 1990 г. до 17,2 % в 2004 г. и составили 145,5 млрд кВт · ч. Производство электроэнергии экономическими энергоблоками сократилось в 2004 г. по сравнению с 1991 г. на 33 %, снижение выработки на ТЭС составило 25,5 % за тот же период. В АО-энерго в настоящее время применяется оборудование со средним использованием мощности 47 % и удельным расходом условного топлива более 440 т у. т. / (кВт · ч), что приводит к ежегодному перерасходу Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -74 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.1. Тепловые электрические станции топлива в 1,2 млн т у. т. Потери энергии в тепловых сетях составляют около 90 % экономии топлива, получаемой при комбинированной выработке элек трической и тепловой энергии. Недостаток устройств компенсации реактив ной мощности в электрических сетях АО-энерго и у потребителей приводит к увеличению потерь электроэнергии.

2.1.2. Состояние систем теплоснабжения России В энергетической стратегии России на период до 2020 г., разработан ной Минэнерго и одобренной Правительством Российской Федерации, ос новными приоритетами развития отечественной экономики на среднесроч ную перспективу определены:

энергоэффективность экономики и энергосбережение;

совершенствование топливно-энергетического баланса страны и струк туры ТЭК;

энергетическая безопасность (устойчивость энергоснабжения, техниче ская и экологическая безопасность ТЭК, поддержание энергетического по тенциала как фактора внешней и внутренней политики).

Таким образом, эффективное развитие отечественной экономики не возможно без укрепления организационно-технической и финансово экономической базы ТЭК страны и реализации государственной политики энергосбережения.

Следует подчеркнуть, что ТЭК в течение 2000–2005 гг. выполнил по ставленную Правительством Российской Федерации задачу увеличения про изводства первичных ТЭР, что позволило стабилизировать состояние и обес печить прогнозируемый рост отечественной экономики. Вместе с тем в ТЭК страны сохранился целый ряд нерешённых проблем:

высокая степень износа основных фондов;

недостаточный уровень капитальных вложений;

деформированные ценовые соотношения между взаимозаменяемыми энергоресурсами;

значительные размеры неплатежей со стороны потребителей ТЭР;

резкое ухудшение состояния сырьевой базы комплекса как в количест венном, так и в качественном отношениях;

незрелая рыночная инфраструктура и отсутствие цивилизованного конкурентного энергетического рынка;

недостаточная эффективность управления госсобственностью в отрас лях ТЭК (при ограниченной роли Минэнерго России);

высокая зависимость нефтегазового сектора России и, как следствие, доходов государства от состояния и конъюнктуры мирового энергетического рынка;

перебои с топливо- и теплоснабжением в целом ряде критических ре гионов России, особенно на Дальнем Востоке (Приморье, Читинская об ласть).

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -75 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.1. Тепловые электрические станции Именно проблема обеспечения надёжного и устойчивого теплоснабже ния потребителей и прежде всего населения в осенне-зимний период имеет ярко выраженную социальную направленность и предопределяет рассмотре ние при её решении взаимодействия секторов теплоснабжения ТЭК и жи лищно-коммунального хозяйства (ЖКХ).

Подавляющее большинство крупных источников тепла в России — это ТЭЦ общего пользования (табл. 2.3), которые входят в состав региональных акционерных обществ энергетики и электрификации (АО-энерго), а послед ние, в свою очередь, входят в холдинг РАО «ЕЭС России». Кроме указанных источников тепла в городах работает много промышленных ТЭЦ и котель ных, которые входят в состав промышленных предприятий и снабжают теп ловой и электрической энергией прежде всего предприятие-собственника ТЭЦ (котельной) и прилегающие к нему жилые районы, где, как правило, проживают работники этих предприятий.

Индивидуальные котельные, встроенные в здания или пристроенные к отапливаемым зданиям, обычно являются собственностью тех, кому принад лежат указанные здания. Кроме таких котельных в последнее время в России появились индивидуальные котельные, которые монтируют на крышах зданий.

Структура покрытия тепловых нагрузок приведена в табл. 2.4 и на рис. 2.1.

Таблица 2. Объемы Проценты Проценты Источники тепловой энергии производства, в общем по секторам млн Гкал объеме Всего 2100 1. Централизованные 1430 68 В том числе:

ТЭЦ и ТЭС федерального уровня 710 34 котельные мощностью более 20 Гкал/ч 720 34 2. Децентрализованные 600 28 В том числе:

котельные мощностью менее 20 Гкал/ч 260 12 автономные и индивидуальные 340 16 3. Прочие (утилизационные установки, элек трокотельные, АЭС) Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -76 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.1. Тепловые электрические станции 4% 16 % 34 % 12 % Котельные мощностью более 20 Гкал/ч 34 % Рис. 2.1. Структура покрытия тепловых нагрузок Крупные теплофикационные системы на базе ТЭЦ общего пользования построены и функционируют в основном в городах с расчетной тепловой на грузкой (спросом на тепловую мощность) более 500 Гкал/ч (580 МВт). Их доля в суммарной тепловой мощности всех источников тепла составляет около 70 % (см. табл. 2.4) Таблица 2. Суммарная расчетная Менее 100 100–500 500–1000 1000–3500 Более тепловая нагрузка, Гкал/ч Количество городов 2345 528 95 74 Доля в суммарной нагрузке 12 % 18 % 10 % 21 % 39 % Системы централизованного теплоснабжения обеспечивают тепло снабжение около 75 % всех потребителей тепла в России, включая сельские населенные пункты. При этом около 35 % потребности в тепловой энергии обеспечивают теплофикационные системы, т. е. системы, в которых источ никами тепла служат ТЭЦ различной мощности.

В общей сложности крупными теплофикационными системами выра батывается около 1,5 млн Гкал в год, из них 47,5 % на твёрдом топливе, 40,7 % на газе и 11,8 % на жидком топливе (рис. 2.2).

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -77 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.1. Тепловые электрические станции На газе 12 % На жидком На твердом топливе топливе 41 % 47 % Рис. 2.2. Структура выработки тепловой энергии крупными теплофикационными системами Около 600 млн Гкал тепла в год производят, по данным Госстроя Рос сии, 68 тыс. коммунальных котельных. Причём чем крупнее город (более 100 тыс. чел.), тем, как правило, мощнее и системы централизованного теп лоснабжения. В большинстве крупных городов централизованным тепло снабжением обеспечено до 70–95 % жилого фонда. Объёмы производства те пловой энергии имеют тенденцию к росту примерно на 2,5–3,0 % в год.

Накопившиеся за многие годы проблемы в теплоснабжении отрица тельно сказываются на нормальном функционировании не только жилищно коммунального комплекса, но и ТЭК страны. Поэтому их решение и прово димая в настоящее время реформа ЖКХ должны быть организационно и эко номически связаны с реструктуризацией РАО «ЕЭС России».

Около 50 % объектов и инженерных сетей требуют замены, не менее 15 % находятся в аварийном состоянии. На каждые 100 км тепловых сетей ежегодно регистрируется в среднем 70 повреждений. Потери в тепловых со оружениях и сетях достигают 30 %. Главные резервы экономии ТЭР сосредо точены у потребителя и в инженерных сетях, в том числе 25–60 % по теплу и 15–25 % по электрической энергии.

Причин такого состояния теплоснабжения много. Это дефицит финансов, износ оборудования и тепловых сетей, слабое управление и нерешённые вопро сы разграничения зон полномочий и ответственности в коммунальной энерге тике, отсутствие перспективных схем развития систем теплоснабжения и т. п.

2.1.3. Источники тепловой энергии Комбинированное производство электрической и тепловой энергии на ТЭЦ обеспечивает в настоящее время ежегодную экономию условного топ лива в размере не менее 20 млн т. Однако эффективность теплофикации мог ла быть существенно выше в случае увеличения отпуска теплоэнергии и при сокращении выработки электроэнергии по конденсационному циклу обору дованием ТЭЦ.

Необоснованное удорожание тепла, отпускаемого от ТЭЦ, привело к тому, что в настоящее время сложилась устойчивая тенденция к сооруже Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -78 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.1. Тепловые электрические станции нию промышленными предприятиями собственных котельных и отказу от тепловой энергии ТЭЦ.

За 1990–1999 гг. при общем снижении отпуска тепла от ТЭЦ на 252 млн Гкал (34 %) отпуск тепла от собственных источников теплоснабже ния предприятий (как правило, от котельных) возрос на 52 млн Гкал.

Выработка электроэнергии на ТЭЦ по конденсационному циклу с 1990 г.

удерживается на достаточно высоком уровне – 40 %. В 1999 г. 59 крупных ТЭЦ увеличили выработку электроэнергии по конденсационному циклу. По итогам 2000 г. таких ТЭЦ отмечено 46.

Около 3 млн кВт мощности турбин с противодавлением простаивают и переведены в ограничения из-за отсутствия тепловых нагрузок. При вводе оборудования в резерв электростанции несут дополнительные материальные затраты.

Для повышения конкурентоспособности ТЭЦ на рынке тепловой энер гии с 1996 г. в отрасли был введен метод разделения затрат топлива, в соот ветствии с которым эффект от теплофикации относился на оба вида энергии.

Принятые в 1996 г. меры по совершенствованию распределения затрат топлива на ТЭЦ оказались недостаточными вследствие ряда причин (увели чения тарифов на теплоэнергию для предприятий в целях обеспечения льгот ных тарифов коммунально-бытовым потребителям, значительных потерь энергии в тепловых сетях и т. п.), и ожидаемых результатов достигнуто не было.

Влияние перечисленных причин оказалось сопоставимым с получен ным снижением удельных расходов топлива на отпускаемую от ТЭЦ тепло вую энергию. В результате продолжилось сокращение потребления тепло вой энергии промышленными предприятиями. За 1996–1999 гг. отпуск теплоэнергии из производственных отборов турбоагрегатов уменьшился на 28 млн Гкал (14 %).

Тепловые электростанции по-прежнему являются основным генери рующим источником в стране, поэтому технический уровень основного обо рудования ТЭС (котлы, турбины, паропроводы) будет в значительной степе ни определять эффективность энергоснабжения потребителей.

Надежное, полнообъемное энергообеспечение потребителей, эффек тивность энергопроизводства предопределяются состоянием основных про изводственных фондов.

Учитывая, что основной ввод энергетических мощностей был осущест влен в 1960–1970 гг., в последние годы в электроэнергетике России неуклон но обостряется проблема физического и морального старения оборудования электростанций, тепловых и электрических сетей.

Источниками тепловой энергии в муниципальных системах тепло снабжения являются муниципальные и ведомственные котельные. Они про изводят около 0,6 млрд Гкал/год, что немногим более одной четвертой части тепловой энергии для муниципальных систем.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -79 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.1. Тепловые электрические станции Анализ современного технического состояния этих источников тепло вой энергии в системах централизованного теплоснабжения России приводит к следующим выводам.

1. Основное оборудование источников, как правило, имеет высокую степень износа. Фактический срок службы значительной части оборудования котельных больше предусмотренного технической документацией. Это обо рудование физически и морально устарело и существенно уступает по эко номичности современным образцам. Причина такого положения состоит в отсутствии средств у собственника или эксплуатирующей организации для замены оборудования на современное.

2. Значительная доля котельных не оснащена в достаточной степени приборами учёта потребляемых ресурсов, произведенных и отпущенных теп ловой энергии и теплоносителей, средствами автоматического управления технологическими процессами и режимом отпуска продукции. Это приводит к невысокой экономичности даже неизношенного оборудования, находяще гося в хорошем техническом состоянии. Причина такого положения такая же, как указанная в п. 1. К этому следовало бы добавить отсутствие у собствен ника или у эксплуатирующей организации действенных стимулов к улучше нию эффективности оборудования.

3. Установленная суммарная тепловая мощность источников в городах и посёлках городского типа существенно выше присоединённой тепловой на грузки. Это позволяет по мере возможности удовлетворять потребности на селения в тепловой энергии и горячей воде. Однако эти возможности с каж дым годом становятся всё меньше.

4. Источники тепловой энергии в системах теплоснабжения могут быть в достаточной степени обеспечены топливом. Нехватка топлива в отдельных системах является следствием причин, лежащих в сфере организации взаи моотношений между участниками процессов теплоснабжения и теплопо требления, а также в сфере управления этими процессами.

5. Сведения, представленные региональными подразделениями Гос энергонадзора, показывают, что источники тепловой энергии, как правило, в достаточной степени укомплектованы специалистами.

6. Вопросы, связанные с техническим состоянием источников, стано вятся объектом пристального внимания на всех уровнях управления в период подготовки к очередному отопительному сезону. Практически не уделяется внимания их развитию в перспективе ближайших 10–20 лет. Это упущение можно было бы исправить разработкой схем развития систем теплоснабже ния силами местных специалистов. Однако это мероприятие, проводившееся ещё 15–20 лет назад, сейчас не практикуется за отсутствием заказчика и средств.

7. Тепловая нагрузка предприятий АО-энерго обычно существенно меньше присоединённой нагрузки, а их экономичность, как правило, сущест венно выше, чем муниципальных и ведомственных котельных. Очевидно, что перевод нагрузки муниципальных и ведомственных котельных на тепло снабжение от предприятий АО-энерго мог бы способствовать снижению рас Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -80 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.1. Тепловые электрические станции хода топлива в системе и снижению тарифа на тепловую энергию. К такому же результату привёл бы перевод менее экономичных источников в режим пиковых, а более экономичных источников – в режим базовых. Однако в на стоящее время неэкономичные муниципальные и ведомственные котельные, как правило, являются основными источниками в изолированных системах теплоснабжения. Их тепловые сети обычно не связаны с тепловыми сетями предприятий АО-энерго, что делает невозможной реализацию изложенных выше соображений.

2.2. Гидростанции Как уже говорилось, гидроресурсы являются высокоэкономичным вос полняемым источником энергии. В европейской части России наиболее эко номически выгодные гидроресурсы практически исчерпаны. Гидроэнергети ческие ресурсы, сосредоточенные в Енисейско-Ангарском бассейне, уни кальны. Из них экономически эффективные освоены на 32,8 % [3]. В мировом балансе энергетические ресурсы рек России составляют около 10 % от мировых. Енисей по величине стока является самой многоводной рекой среди рек России, среднегодовой расход в его устье составляет 19 800 м3/с.

Уровень воды в реках переменный. Они стекают в Мировой океан, и уровень воды в верховьях рек выше, чем в низовьях. Если некоторое сече ние реки (створ) перегородить плотиной, то напор (перепад уровней) сосре доточится в створе плотины. Статистический напор H – это разность отме ток уровней верхнего и нижнего бьефов:

H = Hв Hн. (2.1) Соответственно мощность потока N, сбрасываемого из верхнего бьефа в нижний, N = cgQH, (2.2) где Q – расход воды, м3/с;

с – плотность воды (1000 кг/м3);

g – ускорение свободного падения (м/с2).

Полная энергия сбрасываемой воды определится как Э = Nt, (2.3) где t – время, с.

Разделив реку в нескольких створах плотинами, можно по формулам (2.2), (2.3) получить энергетический потенциал реки. Следует отметить, что предложенная схема расчета упрощена, так как часть напора теряется при движении воды от водозабора до турбины, речной сток неравномерен и ме Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -81 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.2. Гидростанции няется, часть воды сбрасывается вхолостую и не проходит через турбину.

В табл. 2.5 представлен потенциал некоторых крупнейших рек России и про изводство электроэнергии на 1995 г.

Таблица 2. Экономический Использованный Экономический Использованный потенциал, потенциал, потенциал, потенциал, Река Река млрд кВт ч млрд кВт ч млрд кВт ч млрд кВт ч Енисей 125,0 51,6 Обь 94,0 2, Лена 227,8 0,2 Колыма 27,0 2, Ангара 163,0 53,0 Вилюй 7,2 2, Амур 43,0 0,0 Зея 15,0 5, Волга 46,3 32,5 Кама 9,7 7, На гидроэлектростанции большая часть воды, проходящей через пло тину, по водоводам поступает к турбинам. Турбина, вращаемая потоком, пе реводит гидравлическую энергию в механическую энергию вращения рабо чего колеса турбины. Рабочее колесо турбины соединено валом с ротором генератора. В генераторе происходит преобразование механической энергии в электрическую. КПД генератора напрямую зависит от напора воды, а сле довательно, управление водными ресурсами является важным моментом в вопросе энерго- и ресурсосбережения на гидростанции.

2.2.1. Управление водными ресурсами Вопрос рационального использования водных ресурсов эффективно решается с помощью водного хозяйства. Его главная задача – трансформиро вать естественный гидрограф реки и приспособить его к графикам потребно стей водопотребителей и водопользователей. Основным регулятором стока является водохранилище (искусственный водоем, образующийся перед пло тиной). Объем водохранилища является полным объемом Vполн, если уровень воды соответствует нормальному подпорному уровню (НПУ). Соответст вующий объем водохранилища от дна до отметки УМО называется мертвым объемом Vм.о. Разность между полным и мертвым объемами составляет по лезный объем водохранилища:


Vполезн = Vполн Vм.о.

Выбор оптимального размера водохранилища (высоты плотины) пред ставляет собой сложную комплексную задачу. С одной стороны, водохрани лище должно иметь вместимость (объем), достаточный для того, чтобы за пасти в нем возможно большую часть стока половодья и паводков и расходо вать этот запас в межень, когда естественные расходы малы и воды не хватает для нужд потребителей. При пропуске катастрофических половодий Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -82 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.2. Гидростанции и паводков техническими условиями разрешается кратковременно повышать уровень, превышающий НПУ. Уровень, до которого разрешается такой подъ ем, называется форсированный подпорный уровень (ФПУ). В большинстве случаев водохранилище имеет многоцелевой характер. При разработке схе мы управления гидроресурсами (графики отпуска и потребления воды, мощ ности и электрической энергии) должны быть учтены интересы: со стороны поставщиков воды: бассейновые водохозяйственные управления;

со стороны поставщиков электроэнергии: РАО «ЕЭС России»;

со стороны потребителей воды, мощности и энергии: промышленные, сельскохозяйственные, комму нально-бытовые и другие потребители энергетических ресурсов;

бытовые и другие потребители энергетических ресурсов;

со стороны прочих организа ций: органы федерального, регионального и местного самоуправления, пред приятия и организации по обеспечению защиты от повреждений, затоплений, подтоплений и санитарного расхода воды во все времена года с учетом эко логических требований и интересов коммунально-бытовых потребителей.

Существует ряд проблем, которые можно условно разнести по разным уровням уравнения:

расчеты балансов энергии и мощности и их перетоков производятся только в физических единицах, без денежного выражения, что не позволяет оценить экологическое состояние производителей энергии;

отсутствие механизма учета режимного эффекта ГЭС;

недостаточный учет экологических требований в правилах водопользо вания;

в правилах водопользования недостаточно рассмотрены вопросы парал лельно работающих каскадов ГЭС, расположенных на одной и на разных реках;

отсутствие согласованного механизма принятия решении по наиболее полному и эффективному использованию водноэнергетических ресурсов рек на различных интервалах времени при соблюдении экологических требований;

технико-экономическое обоснование балансов энергии и мощности каждой территории и энергосистеме отдельно на различных интервалах вре мени с учетом режимов энергосистемы;

недостаточная точность прогнозов расходов воды, отсутствие правил водопользования, разработанных с учетом рыночных отношений между все ми водопользователями, производителями и потребителями электроэнергии;

отсутствие методик оценки и механизма взыскания ущерба при несо гласованных действиях или отклонениях от них различными организациями и органами управления.

Особенностью управления ГЭС по сравнению с ТЭС является необхо димость учета ряда специфических факторов:

неравномерность годового стока рек и необходимость его основного использования в зимний период (зимний максимум нагрузки);

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -83 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.2. Гидростанции непосредственное влияние водного режима на большое количество объектов выше и ниже створа ГЭС и, следовательно, необходимость учета интересов большого количества субъектов (водопользователи, пароходство, рыбное хозяйство и т. д.);

инерционность водных режимов;

влияние водноэнергетического режимов каждой ГЭС на другую ГЭС данного каскада и на другие каскады ГЭС, особенно, когда реки, на которых они выполнены, сливаются вместе в одну.

Кроме того, зеркало водохранилища должно быть возможно мини мальным, чтобы избежать больших затоплений и уменьшить негативное влияние водохранилища на окружающую среду. В табл. 2.6 приведены дан ные по некоторым наиболее крупным водохранилищам России.

Из таблицы видно, что Саяно-Шушенское водохранилище имеет ми нимальное зеркало водохранилища при существенной его емкости. Это один из важных факторов при оценке экономической эффективности ГЭС.

При энергетическом освоении какого-либо водотока стремятся к кас кадному использованию его водных ресурсов. В этом случае на реке возво дятся последовательно несколько гидроузлов, решающих общую задачу ра ционального регулирования стока реки. Это повышает степень зарегулиро ванности стока, а следовательно, позволяет увеличивать мощность и выработку энергии ГЭС каскада.

Таблица 2. Площадь водного Объем водохранилища, км Водохранилище Река зеркала, км полный полезный Братское Ангара 169,3 48,2 Красноярское Енисей 73,3 30,4 Куйбышевское Волга 58,0 34,6 Бухтарминское Иртыш 53,0 31,0 Вилюйское Вилюй 35,9 17,8 Волгоградское Волга 31,1 8,3 Саяно-Шушенское Енисей 30,7 14,7 Рыбинское Волга 25,4 14,4 Цимлянское Дон 23,8 11,5 Период аккумуляции воды в водохранилище сопровождается ростом уровня верхнего бьефа и называется наполнением водохранилища, период отдачи накопленной воды – сработкой водохранилища. На рис. 2.3 дан ус ловный график сработки – наполнения водохранилища, на котором по оси Z в.б отложены уровни воды, а по оси t – время.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -84 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.2. Гидростанции Рис. 2.3. Условный график сработки – наполнения водохранилища Существует несколько видов регулирования стока: многолетнее, го дичное, суточное. Годичное (сезонное) преобразует сток в течение одного года. Многолетнее регулирование, когда в водохранилище хранится избыток стока многоводных лет, чтобы использовать этот избыток в маловодные годы (рис. 2.4). Пример такого водохранилища – Братское, самое большое водо хранилище в России объемом 169 км3. При суточном регулировании преоб разуется сток в течение одних суток в периоды суточных утренних и вечер них максимумов нагрузки. В большинстве случаев водохранилища совме щают в себе функции сезонного и многолетнего регулирования.

Рис. 2.4. Общая схема многолетнего регулирования и график уровня верхнего бьефа Если объем притока превышает объем сброса, следовательно, это годы аккумулирования (наполнения) водохранилища. Когда объем сброса превышает объем притока, то можно говорить о сработке водохранилища. Из рис. 2.2 вид но, что потребовалось 5 лет, чтобы наполнить водохранилище до отметки нормального уровня.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -85 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.2. Гидростанции При анализе притоков и расходов гидроресурса в стоке Красноярской ГЭС было выявлено, что самый маловодный год за последние 20 лет – это 1990 год, приток составил всего 73,3 км3. Пик притока воды 117,2 км3 при шелся на 2006 год. Вхолостую было сброшено 17,7 км3, что приблизительно эквивалентно 4 млрд кВт ч. Следует отметить, что если бы не было каскада ГЭС на Енисее, то такой огромный приток создал бы массу проблем для во допользователей и только хорошо зарегулированный сток позволил избежать наводнения. Оптимизация графиков наполнения и сработки водохранилищ призвана обеспечить максимально высокие уровни водохранилищ многолет него и суточного регулирования. Поддержание оптимальных сроков напол нения водохранилищ сезонного регулирования позволяет повысить КПД гидрогенератора. Важными вопросами при управлении водными ресурсами также являются: своевременное уточнение, разработка новых правил исполь зования водных ресурсов совместно с федеральными органами МПР с учетом интересов других пользователей;

участие в разработке федеральных законов и региональных нормативных документов, обеспечивающих приоритетное право на использование гидроресурсов водохранилищ ГЭС.

2.2.2. Управление расходом электроэнергии на собственные нужды ГЭС Экономия электроэнергии на собственные нужды на гидростанциях обеспечивается снижением расходов на технологию производства, отопление и освещение.

Снижение расходов электроэнергии на технологию производства воз можно за счет оптимизации режимов охлаждения оборудования.

1. Снижение расходов электроэнергии на технологию производства осуществляется:

за счёт оптимизации режимов охлаждения оборудования (вода, масло, воздух;

например, охлаждение обмотки статора гидрогенератора);

уменьшения времени работы компрессорных установок вследствие уменьшения протечек в системах воздухообеспечения в ОРУ или замены ВВБ на элегазовые выключатели, уменьшения времени работы гидрогенера тора в режиме синхронного компенсатора.

2. Снижение расходов электроэнергии на отопление обеспечивается:

выбором оптимального режима отопления машинного зала, производ ственных и служебных помещений;

автоматизацией контроля и управления температурным режимом по мещений;

обеспечением качественного ремонта теплового контура всех зданий и помещений;

управлением режимом работы вентиляции помещений (зимний режим – замкнутый, летний – разомкнутый);

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -86 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.2. Гидростанции использованием в качестве отопления машинного зала работы системы охлаждения генераторов (разомкнутый цикл системы охлаждения допускает ся инструкцией по эксплуатации).

3. Снижение расходов электроэнергии на освещение осуществляется путем:

оптимизации уровня освещения в соответствии с нормативами;

автоматизации управления освещением наружным и помещений большой площадью (машзал, смотровые галереи плотины, кабельное хозяйство и т. д.);

своевременной чистки светильников, витражей;


замены светильников на современные с высокой светоотдачей.

2.3. Электрические сети 2.3.1. Общие сведения Потери электрической энергии в электрических сетях могут происхо дить в основном и вспомогательном электрооборудовании на подстанциях и линиях электропередач. Доля потерь ЭЭ в электроэнергетическом балансе России за 1970–1985 гг. по [17] представлена в табл. 2.7.

В укрупненном виде все потери можно разделить на переменные (на грузочные), условно-постоянные (постоянные на длительных интервалах времени) и постоянные (не зависящие от нагрузки).

Стратегия управления потерями электроэнергии в электрической сети в целом и по составляющим ее элементам, в объеме оперативного или адми нистративного управления, состоит в следующем:

оценка нормативных потерь электроэнергии;

оценка фактических потерь электроэнергии;

подбор существующих, экономически обоснованных мероприятий по снижению потерь ЭЭ;

разработка новых и внедрение пилотных образцов;

разработка экономически целесообразных мероприятий по снижению потерь;

контроль фактической эффективности внедренных мероприятий и при необходимости их доработка;

тиражирование наиболее эффективных мероприятий.

Нормативный уровень потерь электроэнергии по регионам России по состоянию 2000 г. представлен в табл. 2.8 [18].

Потери ЭЭ рассчитывают на разных уровнях управления и на различ ных временных интервалах. Классификация задач по анализу и расчету по терь электроэнергии по аналогии с общей классификацией задач ОАСУ «Энергия» представлена в табл. 2.9.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -87 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.3. Электрические сети Вопросы анализа и снижения потерь энергии в электрических сетях регламентированы в официальных документах, например [19], и широко ос вещены в специальной литературе, например [20, 21, 22, 23, 24, 25] и т. д.

Для практического анализа и снижения потерь ЭЭ необходимо устано вить следующие основные составляющие анализа:

терминология (см. терминологический словарь);

характерные задачи снижения;

структура баланса электроэнергии на шинах подстанции;

структура потерь;

понятие о реактивной энергии.

Таблица 2. Отрасль Электробаланс, млрд кВт · ч.

1970 г. 1975 г. 1980 г. 1985 г.

Производство 740,9 1038,6 1293,9 1544, Потребление Промышленность 488,4 656,8 772,9 893, Сельское хозяйство 38,6 73,8 110,0 145, Транспорт 54,4 74,2 102,8 120, Другие отрасли 96,0 140,3 181,3 222, Потери в сетях общего пользования 58,3 82,2 106,9 133, Потери в % 7,86 7,91 8,26 8, Экспорт 5,2 11,3 19,1 28, Таблица 2. Нагрузочные потери в электри- Потери холостого хода Потери на корону ческих сетях в трансформаторах по напряжениям, Робобщ, кВт/МВА 1 тыс. кВтч в год/км Энерго 0,4 кВ, СН, % ВН, % Высокое зона Среднее тыс. кВт · ч к отпуску к отпуску напряжение напряжение 220 330 в год/км в сеть в сеть (110 кВ (6(10)–35 В) и выше) 1 5,57 3,34 6,45 2,63 1,19 26,6 74,4 143, 2 5,36 6,33 3,88 2,79 1,09 26,3 73,8 142, 3 5,89 6,43 4,05 2,53 1,07 22,5 – 122, 4 5,09 3,65 3,35 2,83 1,07 26,0 – 138, 5 5,54 4,86 3,46 2,42 0,96 22,9 – 121, 6 4,72 6,93 4,89 2,24 1,11 23,5 – 124, 7 4,73 4,57 4,52 2,85 1,37 20,8 57,7 113, Средняя 2,61 1, Наименования федерального и регионального уровней управления последние годы постоянно меняются, поэтому они в данной таблице не приводятся.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -88 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.3. Электрические сети Таблица 2. Сфера управления и регулирование Статистический Перспективное Перспективное Нормирование Бухгалтерский среднесрочное планирование планирование планирование планирование долгосрочное Оперативный Оперативный учет и анализ учет и анализ учет и анализ Оперативное контроль Текущее Феде ральная Регио нальная Предпри ятие 2.3.2. Потери электроэнергии [21] Для расчета потерь электроэнергии необходимо осуществить:

1) выбор критериев для проверки правильности эксплуатации электри ческих сетей по территории, классам напряжения, элементам схем электро снабжения и т. д.;

2) выбор схемы развития электрических сетей и места установок ком пенсирующих устройств и расчет технико-экономических показателей;

3) выбор основного режима электроснабжения на заданный период, со ставление графика ремонтов ЛЭП, проверка эффективности планов внедре ния организационно-технических мероприятий по сокращению потерь;

4) выбор оптимального режима энергосистемы, выдача графиков выра ботки электроэнергии электростанциям и коэффициентов трансформации трансформаторов;

5) оперативную коррекцию режимов системы, корректировку графиков загрузки электростанции;

6) проверку правильности ведения режима;

7) выявление мест повышенных потерь для пп. 5 и 8, сравнение плано вых и фактических потерь, составление баланса производства и потребления энергии;

8) составление структуры потерь, определение факторов, влияющих на величину потерь, разработка новых методов расчета потерь;

9) расчет транзитных потерь при обмене электроэнергией между сис темами и стоимости этих потерь.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -89 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.3. Электрические сети 2.3.3. Потери электроэнергии на подстанциях.

Баланс электроэнергии на шинах подстанции Местом возникновения потерь ЭЭ являются все виды оборудования потребляющего ЭЭ на подстанциях и в сетях.

Важнейший способ анализа потерь ЭЭ – составление и изучение балан са электроэнергии и баланса потерь ЭЭ, а также их структуры.

Расход электроэнергии на подстанциях разделяется на следующие со ставляющие:

расход электроэнергии на собственные нужды;

расход электроэнергии на хозяйственные нужды;

расход электроэнергии на производственные нужды.

Структура баланса ЭЭ на подстанции показана на рис. 2.5.

Основными составляющими баланса ЭЭ на шинах подстанции являются:

Wпок – покупка ЭЭ;

Wтр – электроэнергия, проходящая через шины подстанции транзитом для потребителя;

Wсн – электроэнергия, потребленная собственными нуждами подстанции;

Wпн – электроэнергия, потребленная производственными нуждами под станции;

Wхн – электроэнергия, потребленная хозяйственными нуждами подстан ции;

Wэс – суммарные потери электроэнергии на подстанции;

Wсэс – потери электроэнергии в электрической сети подстанции.

На подстанции могут существовать вторичные ресурсы (тепло силовых трансформаторов, компрессоров на подстанциях с воздушными выключате лями, отработанное трансформаторное масло из трансформаторов и масля ных выключателей и т. д.), но они являются тепловыми и могут входить в то пливно-тепловой баланс нагрузок и потерь на подстанциях.

Приход W лэп Wпок Wтр на шины Wср эс Подстанция Расход Wэс Wп Wос Wтр с шин Wсн Wпн Wхн Wоэс Wсэс Электрические сети Расход ЭЭ в ЛЭП Wлэп Wлэп – Wтр лэп Wтр лэп Рис. 2.5. Укрупненная структура баланса электрической энергии на главных шинах подстанции Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -90 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.3. Электрические сети Уравнения электрического баланса на главных шинах подстанции:

приход электроэнергии на главные шины подстанции Wпр = Wлэп + Wвт + Wпок + Wтр;

(2.4) расход электроэнергии с главных шин подстанции Wош =Wп + Wср эс + Wтр;

(2.5) суммарный расход электроэнергии на подстанции Wср эс =Wсн + Wпн + Wхн. (2.6) В более точном анализе балансов ЭЭ и потерь ЭЭ необходимо учиты вать наличие на шинах подстанции напряжений разных уровней.

2.3.4. Потребление электроэнергии на подстанциях В суммарное потребление электроэнергии непосредственно на под станции можно включить расход электроэнергии на собственные нужды, производственные нужды и хозяйственные нужды [22].

Расход электроэнергии на собственные нужды электростанций и под станций – потребление электроэнергии приемниками, обеспечивающими не обходимые условия функционирования электростанций и подстанций в тех нологическом процессе выработки, преобразования и распределения элек трической энергии:

охлаждение трансформаторов и автотрансформаторов;

обогрев, освещение и вентиляция технологических помещений (ОПУ, ЗРУ, ОВБ, аккумуляторной, компрессорной, насосной пожаротушения, зда ния вспомогательных устройств синхронных компенсаторов, проходной);

освещение территории;

зарядно-подзарядные устройства аккумуляторных батарей;

питание оперативных цепей и цепей управления (на подстанциях с пе ременным оперативным током);

обогрев оборудования распределительных устройств (РУ) ячеек КРУН, приводов выключателей и т. д.

Расход электроэнергии на хозяйственные нужды электрических сетей – потребление электроэнергии вспомогательными и непромышленными под разделениями, находящимися на балансе электростанций и предприятий электрических сетей, необходимой для обслуживания основного производст ва, но непосредственно не связанное с технологическими процессами произ водства тепловой и электрической энергии на электростанциях, а также с пе редачей и распределением этих видов энергии:

ремонтные, механические и столярные мастерские;

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -91 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.3. Электрические сети масляное хозяйство;

автохозяйства, базы механизации;

административные здания предприятий и районов электрических сетей и помещения различного назначения:

монтажные, наладочные и экспериментальные работы, капитальный, средний и аварийно-восстановительный ремонты зданий и оборудования, выполняемые персоналом электросетей или персоналом энергосистемы;

служебные и жилые помещения оперативного персонала подстанций и автоматизированных станций с дежурством на дому и т. д.

В состав электроприемников производственных нужд подстанций входят следующие потребители электроэнергии:

системы освещения – все виды внутреннего и наружного освещения, общего и местного назначения (активное и реактивное сопротивления) – на грев с выделением тепла в атмосферу и потери энергии со световым потоком;

системы сжатого воздуха – компрессоры (активное и реактивное со противление) – на подстанциях с воздушными выключателями – утечки сжа того воздуха, расход воздуха при неплановой работе воздушных выключате лей.

2.3.5. Нормативные методы расчетов потерь электроэнергии Структура баланса потерь электроэнергии приведена на рис. 2.6.

Wа Wан Wадоп Wан Wанпост Wанусл-пост Wанпер Wа Wтн Wтдоп Wкн Wкд Рис. 2.6. Структура баланса потерь Абсолютные потери ЭЭ Wа = Wан + Wадоп, (2.7) Wан – абсолютные нормативные потери ЭЭ;

Wадоп – абсолютные дополни тельные потери ЭЭ.

Кроме того, каждую из двух составляющих в правой части формулы (2.7) можно представить в виде Wан = Wанпост + Wаусл-пост + Wапер, (2.8) Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -92 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.3. Электрические сети Wадоп = Wадоппост + Wадопусл-пост + Wадоппер. (2.9) Далее общее значение потерь ЭЭ можно представить в виде суммы технологических и коммерческих потерь ЭЭ:

Wа = Wат + Wаком, (2.10) где Wат – технологические потери, состав которых приведен выше;

Wаком – коммерческие потери.

2.3.6. Методы расчета потерь в электрических сетях [19] Как сказано выше, потери можно разделить на переменные (техноло гические), условно-постоянные (потери на корону в ЛЭП-220 кВ и выше) и постоянные (потери холостого хода, утечки через изоляцию и т. д.):

Wлэп = Wт + Wкор + Wтр + Wиз. (2.11) Условно-постоянные потери включают в себя:

потери на холостой ход силовых трансформаторов (автотрансформаторов);

потери на корону в воздушных линиях (ВЛ) 110 кВ и выше;

потери в компенсирующих устройствах (КУ) (синхронных компенса торах, батареях статических конденсаторов, статических тиристорных ком пенсаторов), шунтирующих реакторах (ШР), соединительных проводах и сборных шинах распределительных устройств подстанций (СППС);

потери в системе учета электроэнергии (ТТ, ТН, счетчиках и соедини тельных проводах);

потери в вентильных разрядниках, ограничителях перенапряжения;

потери в устройствах присоединений высокочастотной связи (ВЧ связи);

потери в изоляции кабелей;

потери от токов утечки по изоляторам ВЛ;

расход электроэнергии на собственные нужды (СН) подстанций (ПС) и на плавку гололеда.

2.3.7. Потери холостого хода электрооборудования Потери электроэнергии холостого хода (xx) в силовом трансформаторе (автотрансформаторе) определяются на основе приведенных в паспортных данных оборудования потерь мощности холостого хода Рхх по формуле U m Wх = Рхх Tpi 1, (2.12) U ном i = Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -93 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.3. Электрические сети где Т pi – число часов работы оборудования в i -м режиме.

Прочие условно-постоянные потери в укрупненном виде можно опре делить по таблицам в [19] по разным действующим факторам.

Потери электроэнергии в разрядниках вентильных (РВ), ограничителях перенапряжений (ОПН), измерительных трансформаторах тока (ТТ) и на пряжения (ТН) и устройствах присоединения ВЧ связи (УПВЧ) в зависимо сти от мощности устройства приведены в табл. 2.10.

Таблица 2. Потери электроэнергии, тыс. кВт ч в год, Класс по видам оборудования напряжения, кВ РВ ОПН ТТ ТН УПВЧ 6 0,009 0,001 0,06 1,54 0, 10 0,021 0,001 0,1 1,9 0, Потери электроэнергии в синхронных компенсаторах представлены в табл. 2.11.

Таблица 2. Вид Потери электроэнергии, тыс. кВт · ч в год, оборудования при номинальной мощности СК, MB · А СК 5 7,5 10 15 30 50 100 160 400 540 675 970 1570 2160 3645 4725 Удельные потери мощности на корону даны в табл. 2.12.

Таблица 2. Напряжение Потери мощности на корону, кВт/км ВЛ, тип Суммарное опоры, число сечение Хорошая и сечение проводов Сухой снег Влажная Изморозь погода в фазе, мм проводов в фазе 750-5240 1200 3,9 15,5 55,0 115, 750-4600 2400 4,6 17,5 65,0 130, Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -94 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.3. Электрические сети 2.3.8. Нагрузочные потери [19] Методы расчета нагрузочных потерь:

Метод оперативных расчетов состоит в расчете потерь электроэнер гии по формуле n m W = 3 Ri I ij tij, (2.13) i =1 j = где n – число элементов сети;

tij – интервал времени, в течение которого токовую нагрузку I ij i -го элемента сети с сопротивлением Ri принимают неизменной;

m – число интервалов времени.

Токовые нагрузки элементов сети определяются на основе данных дис петчерских ведомостей, оперативных измерительных комплексов (ОИК) и автоматизированных систем учета и контроля электроэнергии (АСКУЭ).

Метод средних нагрузок включает расчет потерь электроэнергии по формуле Wн j = kл kк Рср Т з kф, (2.14) где Рср – потери мощности в сети при средних за расчетный интервал на грузках узлов;

1 + 2k з kф =. (2.15) 3kз Метод числа часов наибольших потерь мощности состоит в расчете потерь электроэнергии по формуле Wн j = k A kк Рmax T j 0, (2.16) где Pmax – потери мощности в режиме наибольшей нагрузки сети;

0 – от носительное число часов наибольших потерь мощности, определенное по графику суммарной нагрузки сети за расчетный интервал.

Относительное число часов наибольших потерь мощности определяет ся по формуле m 0 = Pi 2 ti / ( Pmax T j ), (2.17) i = где Pmax – наибольшее значение из m значений Pi в расчетном интервале.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -95 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.3. Электрические сети Коэффициент kк в формуле (2.16) принимают равным 1,03. Для сетей 6–20 кВ и радиальных линий 35 кВ вместо значений Рi и Pmax в формуле (2.17) можно использовать значения тока головного участка I i, I max. В этом случае коэффициент kк принимают равным 1,0.

Допускается определять относительное число часов наибольших по терь мощности за расчетный интервал по формуле 0 = с м N. (2.18) Значения м и N рассчитывают по формулам:

Д р + kю Д н.р м =, (2.19) Дм Nj N = Wм2i / ( N j Wм2p ), (2.20) i = где Wм.р – отпуск электроэнергии в сеть в расчетном месяце.

При расчете потерь за месяц N = 1.

При отсутствии графика нагрузки значение 0 определяется по форму ле kз + 2kз 0 =. (2.21) Метод оценки потерь по обобщенной информации о схемах и нагруз ках сети применяется для расчета потерь электроэнергии в электрических се тях напряжением 0,4 кВ.

Нагрузочные потери электроэнергии в сети 0,4 кВ могут быть рассчи таны следующими способами:

оценка потерь электроэнергии на основе зависимостей потерь от обоб щенной информации о схемах и нагрузках сети;

расчет потерь электроэнергии в линиях 0,38 кВ в зависимости от вели чины падения напряжений;

поэлементный расчет потерь мощности и электроэнергии с использо ванием схемы электрической сети и ее режимных параметров.

Потери электроэнергии в линии 0,38 кВ с сечением головного участка Fг, мм2, отпуском электрической энергии в линию W0,38 за период Д, дней, рассчитывают в соответствии с методом оценки потерь электроэнергии на Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -96 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.3. Электрические сети основе зависимостей потерь от обобщенной информации о схемах и нагруз ках сети по формуле W0,38 (1 + tg 2) Lэкв 1 + 2kз Wн 0,38 = k0,38, (2.22) Fz Д 3kз где L – эквивалентная длина линии;

tg – коэффициент реактивной мощности;

k – коэффициент, учитывающий характер распределения нагрузок по 0,38 длине линии и неодинаковость нагрузок фаз.

Относительные потери электроэнергии (%), обусловленные допус тимой погрешностью системы учета электроэнергии, определяются как предельное значение величины допустимого небаланса электроэнергии в це лом по ЭСО с учетом данных за базовый период:

3 2 1 2 n m i2 di2 + i2 d 2j + погр.Б = d3 + d1, (2.23) k3 k i =1 j = где i ( j ) – погрешность измерительного канала поступившей (отпущенной) активной электроэнергии по ЭСО;

d i ( d j ) – доля поступившей (отпущенной) активной электроэнергии по ЭСО;

n – количество точек учета, фиксирующих поступление электроэнергии;

m – количество точек учета, фиксирующих отпуск электроэнергии крупным потребителям;

k 3 – количество точек учета трехфазных потребителей;

k1 – количество точек учета однофазных потребителей;

d 3 – суммарная доля потребления электроэнергии трехфаз-ными потребителями (за минусом учтенных в "m") от суммарного поступления электроэнергии в сеть ЭСО;

d1 – суммарная доля потребления электроэнергии однофазными потребителями (за минусом учтенных в m) от суммарного поступления электроэнергии в сеть ЭСО.

2.3.9. Отдельные проблемы в расчетах потерь ЭЭ.

Влияние реактивной мощности на потери энергии Во всех расчетах режимов электрических сетей одновременно приме няются понятия активной и реактивной мощности и первоначально не замет но их различие. Этот вопрос требует разъяснения, так как реактивная мощ ность в значительной степени определяет активные потери энергии на всех этапах ее генерации, передачи и потребления.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 14 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.