Экономика энергетической отрасли

Энергетика является одной из отраслей промышленности и объединяет:

1. Добычу природных ресурсов (твердое топливо, уголь, нефть, газ)

2. Процесс переработки этих ресурсов - это обогащение, очистка, брикетирование, производство мазута

3. Доставка ресурсов (траспортировка)

- ж/д - твердое топливо

- мазут - цистерны

- газ - газопровод

4. Генерирование (станции, которые перерабатывают ресурсы в соответствующий продукт):

тепловые станции, где идет процесс происзодства тепловой энергии -> механическую энергию -> электрическую энергию. Результатом данной переработки является тепло, горячая вода и электрическая энергия.

Гидростанции: мех.энергия -> эл/э

Результат: эл/э

Атомные станции (ТЭЦ): 235

Как тепловые станции (уран - исходный материал)

Нетрадиционные источники:

Солнечная энергия -> тепло; эл/э

Приливные станции.Результат: эл/э

5. Передача энергетической продукции потребителю.

ЛЭП (воздушные и кабельные) для передачи эл/э.

Трубопроводы для передачи тепла

6. Потребители продукции.

Все эти элементы составляют топливно-энергетический комплекс.

Особенности энергетической отрасли по отношению к другим отраслям:

1. Отсутствие складирования энергетической продукции (сколько производили, столько и потребили)

Э - электроэнергия [кВт*ч; МВт*ч]

N - мощность [кВт; МВт]

P - нагрузка [кВт; МВт]

Q - тепловая часовая нагрузка [ГДж/час]

Эпроизв = Эпотр + ΔЭ

ΔЭ – потери

Qпроизв = Qпотр + ΔQ

2. Большие требования к надежности электроснабжения.

Н - показатель надежности.

Э - требуемое количество энергии

Энд - недополучкнная электроэнергия потребителями в результате некоторых аварийных ситуаций.

При проектировании энергообъединений Н должен быть не ниже 99,6%.

Для этого существуют резервы (для достижения такого значения), которые включают:

- аварийный резерв - дополнительные апараты на станциях, которые могут заменять вышедшие в аварии агрегаты.

- ремонтный резерв устанавливается в энергообъединениях с плотными производственными нагрузками и испаряется в случаях нехватки свободных мощностей.

- нагрузочный резерв устанавливается на маневренных агрегатах (гидроагрегаты и гидроаккумулирующая) для поддержания качество энергетической продукции.

Качество эл/э определяется 3 показателями:

1. Частота (f=50 Гц)

2. Уровень напряжения (отклонение 5%)

3. Синусоидальность кривой напряжения.

Существует резервирование в эл. сетях, которые позволяют снижать недоотпуск.

3. Создание энергообъединений.

Энергопредприятия работают не изолировано, а параллельно.

Все энергосистемы связаны между собой и создается единая энергосистема.

ЛЭП: - магистральные U=330;500;750;1250В

Чем выше напряжение, тем нижу потери. При таких U потери 2-4%

Потери на нагрев проводов:

- распределительные U=150;220В

Потери на нагрев проводов и корона. Используются внутри энергообъединения (потери 6-7%)

- местные (потери до 30%)

На каждой станции существует повышающая подстанции. Находиться на балансе станций.

- *распределительные (промежуточные) подстанции.

На подстанциях так же есть потери на элементах (реакторы, компенсаторы)

У потребителей так же есть понижающая подстанция, которая находиться на балансе предприятия.

Наличие объединений позволяет увеличивать надежность, уменьшать затраты на создание резервов, позволяет оптимально загружать агрегаты (в большей степени более экономичные, тем самым экономиться топливо в энергообъединении).

4. Взаимозаменяемость.

Существует регион, которому требуется Эл/э и тепло. Что бы обеспечить , строим станции. Первое – теплоэлектроцентраль ТЭЦ.

Агрегаты типа Т – теплофикационный агрегат с 1 отбором пара отопительных параметров.

Nед – единичная мощность агрегата [МВт]

р₀ - давление пара перед турбиной

t⁰ - температура пара перед турбиной

Т – 50 – 90/535⁰

Т – 50 – 130/565⁰

Т – 100 – 13-/565⁰

Т – 180 –

Т – 250 –

Турбина двухотборная.

1 – отбор пара на отопит. параметры

2 – отбор пара на производ. параметры

ПТ – 50 – 90/535⁰

Nед атм

ПТ – 80 – 130

Пт – 180

n – количество турбин

Дчас - отбор пара отопит.параметров

Дчас = …т/час

Дчас = …т/час - отбор пара производ.параметров

Режимные показатели.

Т – 2 режимных показателя

ПТ – 3 режимных показателя

Т:

h - число часов испарения max отбора пара отопительных параметров.

h - число часов испарения установлено мощности.

ПТ:

h - число часов испарения max отбора пара производственных параметров.

Кi, % - капитальные вложения по годам строительства.

Рост потребности потребителя в эл/э:

1. Комбинированная схема электро- и теплоснабжения.

2. Раздельная схема электро- и теплоснабжения

Конденсационная станция – это тепловая станция без отборов пара, производит эл/э.

КЭС(эл/э)+котельные(т.э)

Если агрегаты типа Т, то строим районную котельную (пар отопит.параметров)

Если ПТ, то +промышл.котельная(пар производ.параметров)

3.ГЭС (эл/э)+котельная

4.АТЭЦ (эл/э)+тэ

5.АЭС (эл/э)+котельная

Для опт.надо расчет эк.показателей:

- удельные капитальные вложения

- удельные расхода топлива

- себестоимость единицы эл/э тепла

- финансовые показатели:

*прибыль

*реинтабельность

*потери эффективности инвестиций

*простая норма прибыли

*срок окупаемости

- дисконтирование

*затраты

*чистый дисконтированный доход (ЧДД)

*внутренняя норма доходности

В результате анализа экономических ифинансовых показателей выбирается оптимальный вариант.

Лекция 2

Планирование потребности эл/э и тепла на предстоящий период.

Используется балансовый метод планирования, предусматривающий наличие приходной и расходной части сбалансированной между собой.

Расходная часть отражает потребности в том или ином ресурсе, приходная источники покрытия.

Виды балансов:

1. Материальные балансы - составляются в натуральном выражении. Примеры: баланс по топлеву, баланс по эл/э, баланс по т/э.

2. Общеэкономические балансы - составляются в натуральном и денежном выражении.

Примеры: баланс рабочей силы, баланс доходов и расходов населения, 3. Бухгалтерский баланс - составляется в денежном выражении.

Рассмотрим подробно "Электроэнергетический баланс".

Этот баланс отражает потребности в эл/э и источники покрытия.

Составлять этот баланс мы начинаем с расходной части:

∑Эiпром + ∑Эjтрансп + ∑Эс/х + ∑Экб + ∑Эпередача + ΔЭпотери в ЛЭП + ∑Эс.н.(1)

Эiпром – потребности эл/э для работы пормышленных предприятий

Эjтранс – на транспорт (городской, ржд и т.д.)

Эс/х – промышленные цели с/х

Экб – комунально-бытовые цели города и села

Эпередача – передача эл/э в другие системы

Эпотери в ЛЭП – потери эл/э в ЛЭП при передаче по ним эл/э

Эс.н. – собственные нужды станции (на работу агрегатов)

∑Эвыр.ст. + ∑Эпокуп (2)

Эвыр.ст. – выраб. энергия станции

Эпокуп – покупная эл/э от других систем

(1)=(2)

Если в энергообъединении существует избыток эл/э, то его мы будем продавать в другие системы.

Станции частично используют передаваемую энергию.

(1) - расходная часть баланса.

(2) - приходная часть баланса.

Все что мы вырабатываем, мы потребляем.

Методика расчета расходной части электробаланса.

1.Эiпром = Viед(т,руб,шт и т.д.) * Эпромi , [кВт*ч]

Э – норма удельного электропотребления, [кВт*ч/ед]

Нормы удельного электропотребления ежегодно корректируется с учетом изменения технологий производства на данном предприятии с учетом мер по энергосбережению.

2.Эjтрансп = А * Эjтрансп.

А – грузооборот – количество тонн груза, перевоз. транспортом в обоих направлениях в течении года.

Э – сколько кВт в час идет на тонну груза

3.С/х

Нужно знать, будет ли выращивать скот или заниматься полеводствам

Норма дается на каждого поголовье скота и на каждый гектар поливных земель.

4.К/б потребитель.

Что бы определить потребность электроэнергии города или села, нужно знать число жителей, этажность домов, инфраструктуру.

Чем крупнее город, тем выше норма на каждого проживающего в этом городе.

5. Потери в ЛЭП

Когде передаем энергию по линиям электропередач, теряем часть энергии на нагрев проводов и на корону. Уровень потерь энергии зависит от уровня напряжения. Чем выше напряжение, тем ниже потери.

В целом по стране теряем около 9%.

6. Собственные нужды.

Часть энергии станции тратят на работу агрегатов собственных нужд. Величина расхода электроэнергии на собственные нужды зависит от вида используемого топлива и типа станции. Самые большие потребности на ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) - около 12-13% (это система топливоприготовления, топливоподачу и на работу насосов, которые качают тепловую энергию)

На газомазутном топливе станции тратят 8-9%.

Конденсационные системы тв.т 5-6%, газ. 2-4%

гэс 1%

аэс 5-6%.

Баланс по эл/э дополняются балансом по мощности. Все мощности измеряются в МВт.

1. Nед - единичная мощность (паспортные данные турбины; указывается изготовителем и полученна при оеделенных условиях эксплуатации: при определенном давлении и температурой пара перед турбиной, температура наружного воздуха, температура охлаждающей воды, определенный вид топлива с определженным качеством)

2. Nуст - сумма единичных мощностей турбоагрегатов.

Nуст = ∑Nед

nт – количество турбин на станции

3. Если условия эксплуатации отличаются от тех условий при который были приведены единичные мощности, станция выходит на располагаемую мощность.

Nрасп < Nуст

4. Nраб - рабочая мощность - мощность, с которой работает станция в данный момент.

5. Nдуб - дублирующая мощность - устанавливается на ГЭС, используется в период паводка и тем самым экономит топливо на тепловых электростанциях.

Сумарная располагаемая мощность плюс покупная мощность составляет приходную часть.

∑Nрасп + Nпокуп = P maxсист + ΔNпот.лэп + ∑Nс.н. + Nрезерв

(∑Nрасп + Nпокуп) – приходная часть

Рmaxсист - максимальная нагрузка в энергосистеме

ΔNпот.лэп – потери мощности в ЛЭП

∑Nс.н. – расход мощности на работу агрегатов собственных нужд станции

Nрезерв – резерв мощности в энергосистеме, которая используется диспетчером в качестве аварийного или нагрузочного резерва.