0. 7.2 Задание к практическому занятию № 2

На схеме ПС, заданной преподавателем на однолинейной схеме сети, нанести необходимые объемы телеизмерений, телесигнализации и приборов учета электроэнергии

7.3 Вопросы к практическому занятию

1. Какие объекты телемеханизации распределительных 55вляя55ляя55ких сетей Вам известны?

2. Перечислите оптимальный объем телемеханизации для оперативно-диспетчерского контроля и управления понизительной ПС 35 (110) кВ без постоянного оперативного персонала?

3. Какую информацию необходимо передавать при создании АСУ РЭС?

4. Каково назначение и структура автоматизированной системы управления ПЭС?

5. Каковы основные функции и задачи ИАСУ ПЭС?

6. Что включает в себя техническое обеспечение ИАСУ ПЭС?

7. Каково информационное и программное обеспечение ИАСУ ПЭС?

8. Каково назначение, организационная и функциональная структуры АСУ РЭС?

7.4 Рекомендуемая литература

Основной литературой при изучении данной темы является [8 – 10].

8. Практическое занятие № 8

Выполнение прогноза суточного графика нагрузки ЭЭС

4. Теоретическая часть

Расчет потребности в электрической энергии и мощности выполняется для определения объема вводов и структуры генерирующих мощностей, выявления степени сбалансированности энергосистемы по мощности и энергии, выбора схемы и параметров электрических сетей, обеспечивающих выдачу мощности энергоисточников и режимы их работы.

При проектировании энергосистем общий прогноз спроса на элек­троэнергию по субъектам РФ рекомендуется обосновывать с учетом выделения из общего прогноза спроса крупных потребителей электрической энергии – субъектов НОРЭМ, а также потребителей, использующих энергию изолированных источников.

Прогноз спроса на электроэнергию следует осуществлять с помо­щью расчета потребности в энергии, основанном на анализе укрупненных удельных показателей (УУП) потребления электроэнергии в соче­тании с анализом влияния основных факторов, определяющих дина­мику УУП и формирующих спрос.

Рекомендуется следующий алгоритм использования метода УУП.

1. Собираются и анализируются отчетные и прогнозные данные по развитию экономики субъекта РФ и ее секторов. К этим данным отно­сятся: региональный внутренний продукт (РВП), товарная продукция промышленности и ее основных отраслей, товарная продукция сель­ского хозяйства, показатели грузооборота транспорта или объем его ра­боты как часть РВП, показатели развития сферы услуг в виде площадей общественных зданий или стоимости услуг как части ВВП, численность населения и его обеспеченность жильем. Динамика всех ценовых пока­зателей должна оцениваться в неизменных ценах (базовых или теку­щих). В целях дальнейшего анализа целесообразно привлекать отчет­ный и перспективный материал, характеризующий выпуск основных видов продукции в натуральном выражении, а также данные о росте использования населением основных видов бытовой техники.

Отчетные данные, как правило, запрашиваются в территориальных органах Госкомстата России, прогнозные данные – в экономических отделах территориальных органов исполнительной власти субъектов РФ, в Минэкономразвития России, отраслевых проектных и научных организациях. Информацию могут дополнить материалы обследования (анкетирования) крупных потребителей электроэнергии.

2. Собираются и анализируются данные по отчетному потреблению электрической энергии в соответствии с основной структурой потреб­ления. Эти данные, как правило, получают в территориальных органах Госкомстата России.

3. Показатели потребления электрической энергии за отчетный год в целом по региону, по секторам экономики и отраслям промышленно­сти делятся на соответствующие экономические показатели (в бытовом секторе – на душу населения). В результате за отчетный год полу­чают показатели электроемкости РВП, секторов экономики и отраслей промышленности. Показатели электроемкости представляют собой УУП.

4. Отчетные показатели УУП пролонгируются на годы перспектив­ного периода. Полученные стабильные показатели УУП умножаются на соответствующие годовые прогнозные экономические показатели, что позволяет сформировать условный базовый прогноз потребления электрической энергии.

5. Для получения окончательного прогноза в базовый прогноз вно­сятся следующие коррективы:

- путем экспертных оценок учитывается влияние внутренних сдви­гов в отраслях хозяйства и промышленности (например, опережающий рост производства стали в общем производстве, рост использования населением различной бытовой электротехники и т. П.) на УУП и по­требление энергии;

- оценивается понижающее влияние уменьшения материалоемко­сти в отраслях материального производства на технологическое потреб­ление энергии;

- учитывается возможность и эффективность осуществления в перс­пективе энергосберегающих технологий, а также платежеспособность потребителей, строительство новых, реконструкция и демонтаж дей­ствующих предприятий, совершенствование сферы услуг, миграция населения и другие факторы.

Отдельным самостоятельным методом прогнозирования является определение перспективной потребности в электрической энергии и мощности на основе прогнозных заявок, администраций субъектов РФ, сбытовых компаний и крупных потребителей, выведенных на НОРЭМ.

Учитывая неоднозначность перспективы экономического развития России и ее регионов, появления новых и реконструкцию (модернизацию) существующих потребителей, а также неопределенность исходной информации, результаты расчетов электропотребления в схемах развития энергосистем рекомендуется представлять в виде нескольких различных уровней (сценариев). Этим сценариям может быть придана экспертная вероятностная оценка. В качестве основного (расчетного) сценария принимается наиболее вероятный.

При проектировании энергосистем используются: характерные су­точные графики нагрузки рабочего и выходного дня для зимы и лета, годовые графики месячных максимумов, продолжительность исполь­зования максимальной нагрузки.

При определении перспективных графиков нагрузки энергосистем рекомендуется рассматривать проведение эффективных мероприятий по их выравниванию (например, с помощью тарифов, дифференциро­ванных по времени суток и года).

В качестве расчетного максимального графика нагрузки принима­ется график среднего рабочего дня наиболее загруженного периода года (как правило, за декаду зимних суток).

Максимальная нагрузка объединенных и региональных энергосистем определяется суммированием нагрузок отдельных ПС (с учетом коэффициента участия в максимуме нагрузки) и потерь мощности в электрической сети. Указанная величина должна соответствовать мак­симуму годового графика нагрузки энергосистемы или отношению электропотребления ко времени продолжительности использования максимальной нагрузки.

При невозможности получения данных, необходимых для построения графиков электрических нагрузок, значения максимумов нагрузки 59вляя59ляяются путем экспертного прогнозирования числа часов их использования.

При разработке режима энергосистемы прогнозируют два вида графиков ее нагрузки: график месячных максимумов, используемый в дальнейшем в задачах долгосрочного и краткосрочного планирования, и суточный график нагрузки, используемый в задачах оперативного ведения режима энергосистемы.

Существуют две основные группы методов прогнозирования электрических нагрузок энергосистемы. В первой группе прогноз производится на основе планов развития отдельных отраслей народного хозяйства, типовых графиков нагрузок этих отраслей и их изменяемости вследствие совершенствования технологических процессов. Этот метод прогноза, получивший название отраслевого, обычно используется в практике проектирования энергосистем на относительно далекую перспективу (10-15 лет).

Во второй группе прогноз осуществляется на основе статистической эстраполяции изменения нагрузки. Для этого в энергосистемах разработано большое число эффективных алгоритмов, отличающихся лишь количеством учитываемых факторов и длиной статистического ряда.

Метод прогнозирования, принятый в ЦДУ основан на приведении значений электропотребления за несколько предыдущих лет к среднемесячным погодным условиям и расчете прироста на будущие годы. При формировании исходных данных фактические данные о графиках нагрузки и потребления электроэнергии приводятся к номинальной частоте:

(8.1)

где W_f, W- соответственно приведенное и фактическое значение электропотребления;

K_f – крутизна статистической зависимости нагрузки от частоты;

P_i, f_i- действительные значения нагрузки и частоты в каждый час рассматриваемых суток.

Для приведения потребления электроэнергии за прошлые годы к среднемноголетним значениям температуры и освещенности используется выражение:

(8.2)

где W_k – приведенное расчетное значение потребления электроэнергии за рассматриваемый период для k-го года;

W_fk- значение электропотребления за этот период для k-го года, приведенное к номинальной частоте;

W_fm- значение электропотребления за соответствующий период последнего года m, имеющегося в архиве, приведеонное к номинальной частоте;

относительные приросты потребления электроэнергии при изменении температуры и освещенности соответственно за последний год, имеющийся в архиве;

отклонения средних значений температуры и освещенности за рассматриваемый период от среднемноголетних значений.

Приросты потребления электроэнергии при изменении температуры и освещенности определяются персоналом диспетчерского управления на основании многолетних наблюдений. Прогноз прироста потребления производится на основании данных приростов за несколько предыдущих лет с предпочтительным учетом последнего года. Одно из выражений, применяемых при расчете, приведено ниже:

(8.3)

г де прогнозируемый прирост потребления электроэнергии за расчетный год;

прирост потребления за годы, предшествующие расчетному;

n+1- число лет, по которым производится прогноз (n>1).

На основании расчетного значения потребления электроэнергии и данных о графиках нагрузки за прошедшие годы прогнозируется график нагрузки для характерных дней: рабочие дни для каждой недели месяца, средние рабочие дни месяца, понедельники, субботы, воскресенья, праздничные и предпраздничные дни.

Значения нагрузки для каждого часа рабочего дня соответствующей недели месяца определяются по следующему выражению:

(8.4)

где данные для последнего года;

потребление электроэнергии за средний рабочий день соответствующей недели месяца для последнего года, хранящегося в архиве;

потребление электроэнергии для прогнозируемого дня.

Обобщение и анализ опыта прогнозных расчетов показали, что наиболее сильными факторами, влияющими на характер графика нагрузки, 62вляяются:

• глубокие отклонения температуры;

• день недели;

• отпуска на предприятиях и традиционные праздники;

• сезонность;

• ввод новых предприятий (особенно в конце года);

• структура отраслей народного хозяйства;

• естественная освещенность;

• частота и напряжение;

• междумесячные переходы нагрузки.

Для построения математической модели графика месячных максимумов в общем случае временная последовательность изменения нагрузки энергосистемы раскладывается на составляющие:

1. Общая тенденция развития – направление временной последовательности на длительный период. Определение этой составляющей выполняется методом наименьших квадратов.

2. Сезонные изменения – колебания нагрузки энергосистемы в течение года. Для определения математического ожидания графика сезонных изменений применяем метод малых выборок. Сущность этого метода заключается в том, что выборка, состоящая из небольшого числа членов, дает возможность получить устойчивую характеристику изучаемых явлений, наблюдаемых во всей совокупности графиков. Это позволяет составлять обоснованные прогнозы по небольшому числу опытов.

3. Циклические колебания нагрузки – регулярные изменения нагрузки в период несколько лет. Для приближенного выявления этой составляющей применен анализ графика построения скользящей средней.

4. Статистический прогноз суточного графика нагрузки основан на использовании случайных функций.

Целесообразнее прогнозировать раздельно конфигурацию графика и ожидаемую нагрузку. Для этого выделяем рост нагрузки приведением графиков к среднесуточной нагрузке энергосистемы:

(8.5)

где i-часы 0,1,2,…,24;

- среднесуточная нагрузка нормального рабочего дня.