УЩЕРБЫ ОТ ПЕРЕРЫВОВ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

План лекции

1. Понятие ущерба от отказа

2. Определение ущербов от перерывов электроснабжения

3. Задачи надежности в условиях эксплуатации субъектов энергетики

Краткое содержание лекции

Ущерб от отказа или нарушения электроснабжения – это комплексныйпоказатель надежности электроснабжения потребителей, т.е. экономическаякатегория. Он характеризует свойство потребительской стоимостиэлектроэнергии, поставляемой с определенной надежностью. Его применяютпри подсчете штрафов, пени и неустоек, связанных с нарушением договорныхобязательств, вызванных перерывами электроснабжения потребителей. Привыборе стратегий оперативного и технического обслуживания учет факторанадежности осуществляется на основе количественной оценки ущерба.С точки зрения ущерба от отказов ущерб целесообразно рассматриватькак наличие достаточного времени для принятия мер от негативныхпоследствий от перерыва электроснабжения. Например, своевременно извещаяпотребителя об изменении режима электроснабжения можно сослаться на«Инструкцию о порядке составления и применения графиков ограничения и

отключения электроэнергии при дефиците мощности и энергии в ЭЭС».

Минимально предельное время предупреждения даже при срочных введенияхограничений определено и составляет один час. Это ущербы, связанные спреднамеренными прекращениями функционирования ЭЭС.

Ущерб включает в себя:

− потери ресурсов при отказах;

− затраты на снижение потерь ресурсов при отказах;

− затраты на компенсацию негативных последствий отказов;

− затраты на снижение вероятности отказов;

− затраты на изменение критериев отказов (изменение минимальноговремени перерыва при отказе).

Потери ресурсов при отказах – нерационально использованная (безполучения продукции) или уничтоженная часть средств труда, рабочеговремени, готовой продукции – брак продукции, порча и уничтожениепредметов труда, простой рабочей силы и средств труда, выпуск продукциипониженного качества и т.д.Затраты на снижение потерь ресурсов при отказах – создание резервовпроизводственной мощности с целью компенсации возможных недовыпусковпродукции при перерывах электроснабжения и недоотпуске электроэнергии, мероприятия по защите окружающей среды, рассчитанные на снижениевредных последствий для окружающей среды при внезапном остановеагрегатов и технологических установок потребителей.Затраты на компенсацию негативных последствий отказов ЭЭС – затратына восстановление и наладку нарушенного технологического процесса или

окружающей среды.Затраты на повышение надежности ЭЭС или снижение вероятности

отказов – это резервный переход на другое оборудование. Все отмеченные составляющие ущерба можно определить оценочно спомощью удельных ущербов: ущерб в расчете на 1 кВт·ч недоотпущенной электроэнергии у₁ ; на 1 кВт отключенной мощности у₂, на 1 ч перерываэлектроснабжения у₃.

Уточним взаимосвязь между объемом невыпущенной продукции и объёмом недоотпущенной потребителю электроэнергии. Величинанедовырабатываемой предприятием продукции зависит не только от объеманедополученной им электроэнергии, но и глубины ограничения, т.е. отсоотношения между отключенной мощностью предприятия ΔР и егомаксимальной нагрузкой в часы максимума нагрузки энергосистемы Рmах.

При команде на осуществление разгрузки предприятие в первую очередьотключает второстепенные электроприемники, а по мере возрастания степенитребуемой разгрузки в число отключенных попадают все более важныеэлектроприемники и на каком-то этапе прекращается технологический процесс.Такой процесс описывается коэффициентом эластичности.Коэффициент эластичности недовыпуска продукции по недоотпускуэлектроэнергии равен:

где Пn – плановый выпуск продукции;

W – объем годового электропотребления при плановом выпускепродукции.

Отсюда объем недовыпущенной продукции определяется как:

_{фактическое значение коэффициента эластичности приданной степени ограничения нагрузки предприятия.При определении ε ′ целесообразно использовать технологическуюброню потребителя, которая отражается в графиках ограничения потребителей.При разгрузке потребителя от 0 до технологической брони Ртехн. бр.:}

При этом полный ущерб потребителя от перерыва электроснабжения инедоотпуска электроэнергии для случая

определяется как:

где у₁ - удельный ущерб в расчете на 1 кВт·чнедоотпущенной электроэнергии,или, если известны ограниченная мощность (ΔР) и длительность ограничения(ТВ), но не определен недоотпуск электроэнергии

Рассмотрим составляющую ущерба, связанную с фактором внезапности

отключения потребителей.

Ущерб, связанный с фактором внезапности определяется следующим образом:

Здесь энергия, безвозвратно теряемая для народного хозяйства приотключении потребителя на время t, равна:

Энергия, потраченная на изготовление бракованнойпродукции, т.к. часть продукции будет не изготовлена:

W_В - электроэнергия, которую необходимо затратить послевосстановления электроснабжения до доведения технологического цикла отначала до того состояния, при котором произошло отключение;

Kисп - коэффициент, упорядочивающий степень возможногоиспользования бракованной продукции;

α_c- доля сырья в стоимости выпускаемой продукции;

у _w - удельный ущерб от недоотпуска (дефицита) электроэнергии;

W_ав - электроэнергия, недоданная во время ограничения;

y_p - удельный ущерб по мощности;

Wрез - предельная энергия, которую можно недодать потребителю завремя ограничения, не нарушая график выдачи им продукции смежнымпредприятиям.

По полученным выражениям можно оценить ущерб, связанный сфактором внезапности при известных моментах наступления аварии посленачала цикла – для анализа при фактических авариях.Если же решается задача ограничения, то можно заранее предположить ееравновероятное наступление в течение всего цикла.

В практических расчетах можно пользоваться удельными величинамиущерба.

В данном случае удобно отнести величину всего ущерба к мощноститехнологической брони или к максимальной мощности рассматриваемогопотребителя.

В первом случае

Во втором

Удельный (в расчете на 1 кВт·чнедоотпущенной электроэнергии) ущербпотребителя при ограничении или отключении электроэнергии спредупреждением определяется по формулам:

Удельный (в расчете на 1 кВт·чнедоотпущенной электроэнергии и 1 кВтотключенной мощности) ущерб потребителя при внезапном ограничении илиотключении электроэнергии определяется по формулам:

Ущерб потребителей из-за плановых ограничений

Аналогично ущерб потребителей из-за диспетчерских ограничений

Условие целесообразности введения ограничений, т.е. критерий принятиярешения на основе расчетной оценки надежности электрической сети:

где W_Σ - суммарная частота отказов элементов, приводящих к системнойаварии;

Р_ВН - мощность потребителей, отключенных при системной аварии;

τ_пр - средняя продолжительность простоя (доли года) отключенныхпотребителей;

у_о(вн) - средний удельный ущерб при внезапном отключении потребителей[руб/кВт·ч];

P_огр - мощность потребителей, отключенных при ограничении;

у_о(огр) - средний удельный ущерб ограничиваемых потребителей.