ГЛАВА 7
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ
СОСТАВЛЯЮЩИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ
При решении задач проектирования и эксплуатации ЭЭС наиболее распространенным критерием экономической оптимальности является народнохозяйственная или экономическая эффективность, отражающая полезность создания и использования ЭЭС или какого-либо сооружения в ней.
При разработке техпромфинплана определяются основные технико-экономические показатели ЭЭС:
коэффициент готовности генерирующего оборудования;
выработка энергии;
удельный расход топлива и воды на киловатт-час электроэнергии;
себестоимость выработки энергии.
Они характеризуют эффективности управления ЭЭС и внедрения новой техники. Увеличение выработки электроэнергии и снижение ее себестоимости свидетельствуют о более полном использовании основных фондов ЭЭС.
Значения технико-экономических показателей зависят от технических параметров оборудования, режима его эксплуатации, качества топлива и др. Поэтому экономико-математической основой плановых расчетов являются оптимизационные режимные задачи.
Рассмотрим включенный в ЭЭС накопитель, основной функцией которого является заполнение переменной части графика нагрузки потребителя (выравнивание графика нагрузки электропередачи на участке между станцией и точкой включения НЭ). Под экономической эффективностью функционирования в ЭЭС такого НЭ понимается разница в ежегодных затратах на производство и передачу электроэнергии в энергосистеме без НЭ и с НЭ, включенным в определенных точках.
В энергосистеме можно выделить четыре группы таких точек — на шинах станции, в центрах нагрузки, на линиях межсистемных связей или вставках постоянного тока и непосредственно у потребителей.
Как уже отмечалось, НЭ являются многофункциональными устройствами, следовательно, выполнение ими некоторых основных функций автоматически обеспечивает выполнение остальных. Например, выравнивание графика нагрузки станции приводит к снижению требуемой установленной мощности (к ее «высвобождению»); выравнивание графика нагрузки электропередачи — к уменьшению передаваемой мощности и потерь энергии; обеспечение статической устойчивости — к повышению пропускной способности ЛЭП и т. д.
В зависимости от места установки НЭ эффективность его функционирования меняется, но всегда определяется суммой следующих слагаемых:
экономией топлива, связанной с выравниванием графика загрузки агрегатов станций;
уменьшением потерь электроэнергии в электропередачах на участках между ЭС и местом установки НЭ;
сокращением капиталовложений в электропередачу: а) уменьшением («высвобождением») мощности станций, трансформаторов, выключателей и другого оборудования, обеспечивающего нормальные режимы работы ЭЭС; б) исключением (частичным или полным) из состава ЭЭС дополнительных устройств, гарантирующих ее особые режимы; в) увеличением пропускной способности существующих ЛЭП и связанной с этим экономией на строительство новых; г) снижением расхода цветных металлов, обусловленным уменьшением токовых нагрузок линий; д) сокращением величины включенного резерва; е) уменьшением загрязнения среды обитания.
Все затраты на производство и передачу электроэнергии можно разделить на постоянные, не зависящие от объема выработанной энергии, и переменные — пропорциональные ему.
Отметим, что в основном только затраты на топливо и покрытие потерь энергии в ЛЭП зависят от объема выработанной энергии, остальные же — не зависят от него.
Рассмотрим подробнее изменение основных составляющих затрат, связанное с включением НЭ.
КРИТЕРИЙ ВЫБОРА МЕСТА УСТАНОВКИ НАКОПИТЕЛЯ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ
Экономическая эффективность функционирования НЭ зависит от места его установки и максимального значения достигает в центре нагрузки. Однако мощность и энергоемкость НЭ также зависят от места установки, поэтому необходимо влияние места установки на эффективность функционирования НЭ оценивать удельной величиной Sуд=Sн/Эн.
В зависимости от места установки НЭ меняется состав его оборудования, следовательно, капиталовложения и расчетные затраты. Так, например, на вставках и линиях постоянного тока для НЭ не требуется специальных преобразовательных подстанций. Поэтому критерий выбора места установки накопителя в ЭЭС (при неизменном составе оборудования и идентичности задач, решаемых им) определяется условием Sуд→mах. Если же нарушается хотя бы одно из вышеуказанных требований, то место установки НЭ необходимо выбирать по условию Sн —Зн—mах.
Результаты расчетов, приведенные в этом параграфе, наглядно показывают целесообразность применения НЭ для выравнивания графиков нагрузок ЭЭС. Экономически допустимые удельные капиталовложения в НЭ при kэ=70 руб/(кВт-ч) могут достигать 300 руб/кВт. Это позволит получить значительный экономический эффект, уменьшить себестоимость выработки электроэнергии, установленную мощность генерирующего оборудования ЭЭС.
Проведенный анализ выявил, что наибольшее влияние па экономическую эффективность функционирования НЭ оказывают: неравномерность графика нагрузок ЭЭС, стоимостные показатели НЭ, замыкающие затраты на органическое топливо, и технико-экономические показатели заменяемых ЭС.
