Расчёт ущерба от недоотпуска электроэнергии потребителю
Количественная характеристика снижения эффективности функционирования промышленного производства и системы электроснабжения в целом. Обусловленного нарушением функциональных взаимосвязей электроэнергетической системы с другими подсистемами, выраженная в стоимостной форме, называется ущербом от ненадёжности энергетической системы. Ущерб экономике от недоотпуска электроэнергии потребителю можно представить в виде двух составляющих: основной, обусловленной недовыпуском продукции, простоем рабочей силы, оборудования; дополнительной, обусловленной внезапностью отключения, когда возможна поломка оборудования, порча сырья, ухудшение качества готовой продукции, неэкономичный режим работы энергосистемы.
Методика определения ущерба, основанная на анализе соотношений потребной энергии и стоимости произведённой продукции предприятиями, оценивает границы первой составляющей, т.е. прямого ущерба. Вторая составляющая, т.е. дополнительный ущерб или ущерб от внезапности перерыва электроснабжения, связана с созданием резервов отдельных частей оборудования, материалов, сырья, инструментов, рабочей силы, которые необходимы для компенсации последствий внезапного перерыва и возможного расстройства технологического процесса.
Суммарный ущерб (математическое ожидание) от перерывов электроснабжения узлов нагрузки с различными видами потребителей вычисляется по формуле:
|
|
|
где: 
удельный ущерб; 
математическое ожидание недоотпуска электроэнергии i − му потребителю; 
удельный ущерб от внезапности, зависящий от продолжительности отключения 
; 
относительное значение отключаемой мощности; 
показатель степени, определяемый характером производства j −го потребителя; m и n − соответственно числа потребителей, у которых на значения ущерба не влияет и влияет фактор внезапности перерыва электроснабжения.
ЧАСТЬ 2
ТЕМА 1. Моделирование в научно-технических исследованиях
«Это учение допускает бесконечное
теоретическое усовершенствование.
С возрастающей сложностью
возникает впечатление растущей
точности и правильности. А по мере
разрешения трудностей создается
впечатление лучшего понимания».
(Джон К. Гэлбрейт)
Развитие методов моделирования сложных систем
Моделирование означает осуществление каким-либо способом отображения или воспроизведения действительности для изучения имеющихся в ней объективных закономерностей. Моделирование предполагает исследование каких-либо явлений и процессов в различных объектах путем построения и изучения их моделей. На идее моделирования по существу базируется любой метод научного исследования.
|
|
|
Учение о моделировании начало создаваться более пятьсот лет тому назад. Уже в середине XV века обоснованием методов моделирования занимается Леонардо да Винчи. «Говорят, - пишет он, - что маленькие модели ни в одном своем действии не соответствуют эффекту больших. Здесь я намерен показать, что это заключение ложно…». Так, например, он устанавливает соотношения между площадью, силой и количеством дерева, удаляемого буравами разных размеров. Одновременно он пользуется аналогиями: «Напиши о плавании под водой и получишь летание птицы по воздуху», но при этом обращает внимание на необходимость проверки: «движется ли конец крыла птицы так же, как и рука пловца». Важен был для него и ныне актуальный вопрос о соотношении опыта и теории, о необходимости проверки и обобщении результатов опыта и его роли в познании. «Опыт – посредник между искусной природой и родом человеческим – учит нас тому, что совершает среди смертных природа, понуждаемая необходимостью, и что она не может совершать иначе, как тому учит разум…».
Вопросы, связанные с созданием различных конструкций и их моделированием часто возникают в XVI-XVII веках. Галилей в своем сочинении «Разговоры о двух новых науках» пишет, что учению о подобии стали уделять много внимания, когда в Венеции стали сооружать галеры, имевшие большие, чем раньше, размеры. Подпорки, выбранные исходя из геометрического подобия, оказались непрочными, и размеры их пришлось корректировать на основе физических соотношений. «Прочность подобных тел не сохраняет того же отношения, которое существует между величиной тел», - констатировал Галилей.
|
|
|
Одним из первых теоретически обоснованно применил статическое подобие при разработке арочного моста через Неву пролетом 300 м известный русский изобретатель И.П. Кулибин. Свои исследования он проводил на деревянных моделях в 1/10 натуральной величины, весом свыше 5 тонн в 1775-1776 годах в Петербурге. В них впервые было учтено, что изменение линейных размеров в k раз меняет собственный вес в k3 раз. И.П. Кулибин установил, что модели 1/k натуральной величины имеют напряжения от собственного веса в k раз меньше, чем напряжения в оригинале. Действующая на мост полезная нагрузка должна быть в k2 раз меньше. Предложенный И.П. Кулибиным метод моделирования собственного веса конструкции соответствует современному способу, «догрузки» моделей в центрифугах.
|
|
|
Совершенствовавшиеся методы моделирования не сразу получили признание. Поучительным примером недооценки роли моделирования может служить гибель броненосца «Кэптен», построенного в 1870 г. В то время английские ученые-кораблестроители Фруд и Рид создали теорию моделирования кораблей. Эта теория потом была существенно развита А.Н. Крыловым. Исследования модели показали, что броненосец должен опрокинуться даже при небольшом волнении, но специалисты Адмиралтейства не сочли эти исследования серьезным доказательством. Броненосец «Кэптен» при выходе в море перевернулся и 523 моряка погибли.
В дальнейшем учение о подобии и моделировании стало распространяться как на величины и процессы одной физической природы, так на величины и процессы, различающиеся по своей природе, но имеющие определенную аналогию или хотя бы какое-то математическое соответствие. В частности, развитию электромоделирования способствовала работа С.А. Гершгорина (1926 г.), предложившего применять электрические сетки для решения большего класса задач гидродинамики, теплопередачи, теории упругости, электрических, магнитных полей и т.д. Исследования проводились П.С. Ждановым, И.А. Груздевым и др. в отношении методологии математического и аналогового моделирования электроэнергетических систем (ЭЭС). В результате этих работ появляются расчетные столы при различном представлении на них элементов электрических систем. Так, генераторы представляют или в виде источника э.д.с., величина и фаза которых изменяются оператором, или в виде автоматических расчетных моделей. Затем были созданы новые типы расчетных столов, на которых моделируемая система с ее генераторами и двигателями, линиями электропередачи и т.д. представляется на структурной аналоговой модели.
Современные электродинамические модели были созданы в ряде ведущих научно-исследовательских организациях страны и в том числе в Сибирском энергетическом институте СО РАН СССР.
К 60-70-м годам XX века, когда вычислительные машины усовершенствовались и стали обладать большим быстродействием и памятью, математическое моделирование превратилось в мощный инструмент принятия решений как при проектировании, так и при эксплуатации ЭЭС. Широкое распространение эти модели получили и в учебном процессе в высших и средних специальных учебных заведениях.
Все модели нашли свое практическое применение. На физических моделях исследовались все крупные гидроэнергетические объекты (плотины, каналы, гидротурбины для таких станций, как Волжская ГЭС, Братская ГЭС, Красноярская ГЭС и др.). При этом физические модели представляли собой в уменьшенном масштабе эти грандиозные сооружения.
На электродинамических моделях проводились разнообразные работы. Во-первых, это исследования, направленные на уточнение характеристик систем в целом, например, изучение их частотных характеристик, влияния состава нагрузки, поведения регуляторов при тех или иных изменениях в нагрузках или схемах систем; во-вторых, это проверка теоретических положений, допущений и приближений, принимаемых в различных аналитических методах расчета. В качестве примера можно привести исследование регуляторов сильного действия, теоретическая разработка которых, практическая наладка и регулировка были проведены на электродинамической модели Московского энергетического института, благодаря чему не потребовалось большего количества дорогостоящих опытов непосредственно на мощной Волжской ГЭС им. В.И. Ленина, где были впоследствии установлены эти регуляторы. Другим примером может служить исследование релейной защиты для электропередачи от той же ГЭС в Москву.
Электродинамические модели успешно используются и в учебных целях. На модели широко проводится демонстрация различных переходных процессов и аварийных режимов, выполняются учебные работы по ликвидации аварийных режимов, воспроизводимых на модели, и таким образом осуществляется обучение студентов.
И все-таки существенно большее распространение получили математические модели. Эти модели будут далее подробно рассматриваться. Причем из всего многообразия математических моделей будут рассматриваться в основном модели исследования надежности электроснабжения потребителей, т.к. основной функцией ЭЭС является бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией требуемого качества.
Существенному развитию методов и моделей способствовала работа научного семинара «Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики» под руководством Ю.Н. Руденко. Организованный в 1973 г. при Научном совете АН СССР по комплексным проблемам энергетики семинар объединил специалистов в области надежности различных систем энергетики, позволил разработать межотраслевую терминологию в области надежности [1], способствовал формированию общих точек зрения по рассматриваемым вопросам. Многолетний опыт работы семинара, анализ уровня решений проблемы исследования и обеспечения надежности способствовал подготовке справочника по общим моделям анализа и синтеза надежности систем энергетики (авторы Ю.Н. Руденко и И.А. Ушаков) [2]. Справочник обеспечил широкому кругу специалистов возможность практического использования существующих методов и математических моделей при решении задач обеспечения надежности энергоснабжения потребителей.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 543; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!