WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

КОРЕПАНОВА ОЛЬГА ЮРЬЕВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

С ПРИМЕНЕНИЕМ КОНДЕНСАТОРНЫХ УСТАНОВОК

ДЛЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ АПК

Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА

2009

Работа выполнена на кафедре «Технологии и оборудование пищевых и перерабатывающих производств» в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА)

Научный руководитель:

доктор технических наук,

профессор

Касаткин Владимир Вениаминович


Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Беззубцева Марина Михайловна

кандидат технических наук, профессор

Юран Сергей Иосифович

Ведущая организация

Государственное учреждение «зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого» (НИИСХ Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого)

Защита состоится «_28_» _мая_____ 2009 г. в _13-00_ часов на заседании диссертационного совета КМ220.030.02 в ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА» по адресу: 426069, г.Ижевск, ул.Студенческая, 9-225.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Ижевской государственной сельскохозяйственной академии».

Автореферат разослан «_27_» __апреля___ 2009 г.

ГСХА, с авторефератом на сайте www.izhgsha.ru

Ученый секретарь диссертационного совета Н.Ю. Литвинюк

кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность темы. Уменьшение потерь активной электроэнергии, обусловленных перетоками реактивных мощностей, является реальной эксплуатационной технологией энергосбережения в электрических сетях.

Компенсация реактивной мощности (КРМ) сельскохозяйственных потребителей с каждым годом становится все более актуальной в связи с вводом животноводческих и птицеводческих комплексов, увеличением числа электромеханизированных ферм, предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции и др.

В электрических сетях сельскохозяйственного назначения (ЭССХ) 30% потерь электроэнергии обусловлено передачей реактивной мощности. В абсолютном исчислении это составляет около 6 млрд.кВтч. Однако до сих пор вопросам компенсации реактивной мощности в ЭССХ уделяется явно недостаточно внимания.

Стимулирование потребителей к поддержанию оптимального для энергосистемы коэффициента реактивной мощности было введено еще в 30-х годах прошлого века, во времена интенсивной индустриализации. Была разработана гибкая система скидок и надбавок к тарифу за электроэнергию. Основной целью снижения величины реактивной мощности тогда было стремление к минимизации расходов на строительство электрических сетей.

Система скидок и надбавок с течением времени претерпевала свои изменения, равно как и менялись нормы на оптимальный коэффициент реактивной мощности. Последняя редакция «Правил применения скидок и надбавок к тарифам на электрическую энергию за потребление и генерацию реактивной энергии» была утверждена в декабре 1997 года.

После отмены приказом Минэнерго России от 10.01.2000 №2 «Правил пользования электрической и тепловой энергией» потребители утратили стимул участвовать в поддержании коэффициента реактивной мощности и компенсировать реактивную мощность на шинах нагрузок, вследствие чего возникли следующие проблемы:

- снижение уровней напряжения на шинах электроустановок потребителя;

- уменьшение пропускной способности линий электропередач из-за загрузки реактивной мощностью;

- существенное возрастание потерь электрической энергии;

- снижение надёжности схем питания потребителей.

Приказом Минпромэнерго России от 22 февраля 2007г. №49 был утвержден Порядок расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии.

Значения соотношения потребления активной и реактивной мощностей () определяются в виде предельных значений коэффициента реактивной мощности, потребляемой в часы больших суточных нагрузок электрической сети, соблюдение которых обеспечивается покупателями электрической энергии (мощности) – потребителями услуг по передаче электрической энергии посредством соблюдения режимов потребления электрической энергии (мощности) либо использования устройств компенсации реактивной мощности.

Значения коэффициентов реактивной мощности определяются отдельно для каждой точки присоединения к электрической сети в отношении всех потребителей.

Таблица 1 – Предельные значения коэффициента реактивной мощности

Положение точки присоединения потребителя к электрической сети

tg

напряжением 110 кВ (154 кВ)

0,5

напряжением 35 кВ (60 кВ)

0,4

напряжением 6 - 20 кВ

0,4

напряжением 0,4 кВ

0,35

Действующие нормативно-технические документы по компенсации реактивной мощности не распространяются на сельскохозяйственных потребителей. Это привело к тому, что в настоящее время конденсаторные установки в ЭССХ практически отсутствуют. В результате на ряде подстанций в часы максимума нагрузки коэффициент мощности достигает 0,84…0,90, а в ночные часы увеличивается до 1,3…1,5.

Цель работы. Состоит в исследовании и разработке методов оценки энергосберегающих мероприятий с применением конденсаторных установок для распределительных сетей АПК. Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие основные задачи:

- разработать методы оценки энергосберегающих мероприятий с применением конденсаторных установок для распределительных сетей АПК;

- усовершенствовать модель распределительной сети в программном комплексе для расчета установившихся режимов;

- разработать модель расчета энергоёмкости процесса передачи электрической энергии по распределительной сети АПК на основе метода конечных отношений;

- определить эффективность методов оценки разработанных мероприятий по энергосбережению.

Объект исследований энергосберегающие мероприятия с применением конденсаторных установок для распределительных сетей АПК.

Предмет исследований методы оценки энергосберегающих мероприятий с применением конденсаторных установок для распределительных сетей АПК.

Научную новизну работы составляют:

- использование функции расчета энергоёмкости распределительной сети АПК в программном комплексе Rastr для оптимизации режима потребления реактивной мощности с целью снижения технических потерь электрической энергии;

- модели расчета энергоёмкости процесса передачи электрической энергии в распределительных сетях АПК и оптимизированные структуры этих сетей;

- зависимость между изменением пропускной способности и суммарной энергоёмкостью распределительной сети АПК.

Практическая значимость работы определяется следующими результатами:

- разработаны методы оптимизации процесса режима потребления реактивной мощности для распределительной сети АПК;

- получены зависимости, отражающие влияние конденсаторных установок на качество электрической энергии для распределительной сети конкретного предприятия АПК.

Реализация результатов исследования. Результаты исследований внедрены и использованы при проведении энергосберегающих мероприятий с применением конденсаторных установок в распределительной сети ОАО «Восточный» (Удмуртская республика).

Усовершенствованный программный комплекс Rastr может использоваться проектными организациями при разработке мероприятий по энергосбережению.

На защиту выносятся следующие положения:

- результаты усовершенствования модели распределительной сети в программном комплексе Rastr;

- модели расчета энергоёмкости процесса передачи электрической энергии по распределительной сети АПК для оценки энергосберегающих мероприятий с использованием конденсаторных установок;

- технико-экономические показатели эффективности методов оценки разработанных мероприятий по энергосбережению.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях: «Актуальные проблемы механизации сельского хозяйства», Ижевск, 2005 год; «Научное обеспечение реализации национальных проектов в сельском хозяйстве», Ижевск, 2006; «Инновационное развитие АПК. Итоги и перспективы», Ижевск, 2007; «Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования», Санкт-Петербург, г. Пушкин, 2008.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей, в том числе – 1 в центральном издании.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка используемых источников и приложений. Работа изложена на 121 страницах основного текста, содержит 33 рисунка, 20 таблиц и список использованных источников из 111 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, рассмотрены состояние вопроса, цели и задачи исследований, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен обзор положения в области энергосбережения и компенсации реактивной мощности; рассмотрены законодательные и нормативные акты, существующие в настоящее время в России по данному вопросу; даны основные понятия и определения в области компенсации реактивной мощности; проведен обзор компенсирующего оборудования; выявлены основные направления, тенденции развития, технологии; приведена возможность разработки математических моделей для расчета эффективности применения конденсаторных установок.

Тесная взаимосвязь состояния энергетики и агропромышленного комплекса как за рубежом, так и в нашей стране достаточно известна.

Агропромышленный комплекс России, производящий 20-30% национального продукта, является одним из крупнейших потребителей топливно-энергетических  ресурсов.  Объем  потребления сельскохозяйственными товаропроизводителями энергетических ресурсов, например, в 2006 году составил 70 миллион тонн условного топлива.

В настоящее время энергоёмкость продукции сельского хозяйства в России в два-пять раз выше, чем в передовых странах мира. Даже при опережающем росте цен на сельскохозяйственную продукцию доля энергозатрат в ее себестоимости с 1995 по 2005 годы возросла с 4-8 % до 10-30 %.

Энергосбережение сегодня определено как одно из приоритетных направлений развития науки и техники в сфере производства сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов.

Схемы электроснабжения предприятий агропромышленного комплекса отличаются от типовых схем в районах рассредоточенной сельскохозяйственной нагрузки и приближаются к соответствующим схемам для промышленных предприятий.

Выбор и размещение устройств компенсации реактивной мощности в электрических сетях производятся исходя из необходимости обеспечения требуемой пропускной способности сети, примеры которых представлены на рис.1.

Компенсация реактивной мощности в сетях АПК является задачей необходимой и экономически оправданной. Уменьшение реактивной нагрузки:

- позволит потребителю прирастить свои производственные мощности без увеличения потребления из сети;

- или к этим же ВЛ (ПС) можно будет дополнительно присоединить новых потребителей.

Генераторы электростанций не могут обеспечить всей потребности в реактивной мощности. Поэтому в распределительных сетях широко применяются компенсирующие устройства: конденсаторные батареи, синхронные компенсаторы, синхронные двигатели.

Рисунок 1 – Выбор и размещение устройств компенсации реактивной мощности

Повышение экономичности электроснабжения сельского хозяйства – большая комплексная задача. По существу, с ней тесно связаны задачи повышения качества электроэнергии и надежности электроснабжения.

Наиболее эффективное из мероприятий по энергосбережению – компенсация реактивной мощности.

Перед установкой какого-либо энергосберегающего оборудования должна быть произведена оценка эффективности его установки.

Существует большое количество методик оценки эффективности использования конденсаторных установок, данные методы основаны на сравнительной характеристике стоимостей устанавливаемого оборудования, суммарным удельным годовым затратам на генерацию реактивной мощности установками. Применяемые методики оценки не всегда соответствуют поставленным задачам, являются затратными по времени.

Профессором В.Н. Карповым разработан метод оценки энергосбережения, где в качестве основ­ного понятия, определяющего содержание метода, предложена энергоёмкость в несколько более широком толковании, чем это принято. Это понятие оказалось более продуктивным, чем про­стое понятие количества энергии.

Использование понятия энергоёмкости может служить основой для нового метода оценки энергосберегающих мероприятий с использованием конденсаторных установок в распределительных сетях АПК.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»