Стартовая >> Архив >> Генерация >> Расчетная обеспеченность работы гидроэлектростанции

Оценка удельного ущерба потребителей - исходные данные и показатели - Расчетная обеспеченность работы гидроэлектростанции

Оглавление
Расчетная обеспеченность работы гидроэлектростанции
Введение
Принципы энергоэкономических расчетов - введение
Принципы энергоэкономических расчетов
Дефициты электроэнергии в гидроэнергетической системе
Существующие методы водохозяйственных расчетов
Авторский метод водохозяйственных расчетов
Характер изменения дефицитов стока в маловодные годы
Расходная часть энергобаланса
Оценка регулируемости режима энергопотребления
Ущербы при недовыработке электроэнергии
Оценка ущерба при недовыработке электроэнергии
Оценка удельного ущерба промышленных потребителей
Оценка удельного ущерба потребителей - исходные данные и показатели
Энергоэкономика производственных потребителей
Энергоэкономика черной металлургии
Энергоэкономика производства ферросплавов
Энергоэкономика электросталелитейного производства
Энергоэкономика производства графитизированных электродов
Энергоэкономика цветной металлургии
Энергоэкономика производства алюминия
Энергоэкономика производства магния
Энергоэкономика химической промышленности
Энергоэкономика предприятий по добыче и обогащению полезных ископаемых
Энергоэкономика машиностроения
Энергоэкономика легкой и пищевой промышленности
Энергоэкономика железных дорог и коммунального хозяйства
Обеспеченная располагаемая мощность гидроэлектростанции
Аналитический метод построения перспективного графика нагрузки энергосистемы
Методы установления оптимального значения обеспеченности работы
Метод установления оптимального значения обеспеченности работы Д. С. Щавелева
Метод установления оптимального значения обеспеченности работы
Методика определения расчетной обеспеченности работы
Обеспеченность работы ГЭС и ГЭЭС
Понятие обеспеченности
Расчетные соотношения для определения обеспеченности работы ГЭС
Удельные экономические показатели электростанций
Изменения значений расчетной обеспеченности в зависимости от определяющих факторов

Выше нами были рассмотрены, каждый в отдельности, ущербы второго рода электроэнергетического хозяйства и промышленных потребителей. Ущербы народного хозяйства в целом, которые будут при снижении стока или расхода используемого водотока, состоят из суммы ущербов этих Двух групп народнохозяйственного комплекса и могут быть определены равенством:

Подставляя сюда значение Уэ из равенства (43) и произведя некоторые простые преобразования, получим:
(47)

или
(47).
Из этого уравнения, являющегося расчетным для определения народнохозяйственных ущербов второго рода у промышленных потребителей и энергосистемы в целом, следует, что:
а)     величина удельного ущерба находится в обратной зависимости от ηэв, т. е. чем больше энерговооруженность производственных рабочих, тем меньше удельный ущерб, и наоборот;
б)      значение У находится в прямой зависимости от капиталовооруженности рабочей силы как по производственной базе, так и по энергетической базе, т. е. при прочих равных условиях повышенным значениям ηкп и ηкэ соответствует большее значение У;
в)      величина народнохозяйственного ущерба у потребителей находится также в прямой зависимости от размера накладных расходов, издержек производства, идущих на расширенное воспроизводство и развитие всего социалистического общества, и от часовой тарифной ставки рабочих.
Таким образом, можно сделать общий вывод, что если рассматриваемое предприятие имеет относительно малую энерговооруженность и большую капиталовооруженность, то оно будет иметь, при прочих равных условиях, высокий удельный ущерб и, наоборот, при большой энерговооруженности и малой капиталовооруженности — низкий удельный ущерб. Кроме того, повышенный уровень накладных расходов и издержек на расширенное воспроизводство и развитие всего общества также увеличивает удельный ущерб. Все эти моменты вполне отражают реальную природу образования ущерба второго рода у промышленных потребителей и энергосистемы при снижении производительности ГЭС в маловодные годы (или периоды).
По предложенному выше равенству был произведен соответствующий расчет величин удельных народнохозяйственных ущербов промышленных потребителей и энергопроизводственной системы в целом для различных отраслей народного хозяйства. Результаты этих расчетов сведены в таблицу 4.
В целях достижения некоторой общности и сравнимости полученных результатов расчета для различных промышленных потребителей электроэнергии приняты следующие, общие для всех отраслей положения и исходные данные:

  1. в качестве энергетической базы принимается энергосистема, состоящая преимущественно из гидростанций;
  2. для ГЭС энергосистемы принимаются:

а)  удельные капиталовложения в 1 кВт установленной мощности R= 4000 руб.;
б)  соотношение ежегодных эксплуатационных расходов и капиталовложений rэ = 0,04;
в)  норма общественных издержек на расширенное воспроизводство и развитие всего социалистического общества (в долях капитальных затрат) εэ = 0,06;
г)  норма амортизационных отчислений аэ = 0,03;

  1. в качестве исходных материалов для определения производственно-энергоэкономичеcких показателей для предприятий принимаются данные по структуре себестоимости их продукции;
  2. в качестве единицы измерения производительности для всех видов промышленных предприятий принимается 1000 руб. стоимости продукции.
  3. для всех предприятий количество потребной производственной рабочей силы приводится к количеству первого разряда металлистов и исчисляется в человеко-часах, причем заработная плата человеко-часа первого разряда принимается вм= 1,30 руб.
  4. Принимается для всех предприятий δа = 0,6; δз = 0,5 и

п = ε/α= 2,0.

Исходными данными для получения показателей, приведенных в таблице 4 (так же как и в таблице 3), послужили: структура себестоимости продукции, энерговооруженность и капиталовооруженность промышленных предприятий. Эти данные в связи с совершенствованием технологического режима, ростом энерговооруженности и благосостояния рабочих, занятых на производстве, естественно, будут претерпевать некоторые изменения. Это, разумеется, скажется на величине удельного народнохозяйственного ущерба, а также на значении коэффициента регулируемости режима энергопотребления.

Производственно-энергоэкономические показатели ряда промышленных предприятий
Производственно-энергоэкономические показатели  промышленных предприятий

 

Производственно-энергоэкономические показатели  промышленных предприятий  2

Производственно-энергоэкономические показатели  промышленных предприятий 3

Производственно-энергоэкономические показатели  промышленных предприятий 4

Производственно-энергоэкономические показатели  промышленных предприятий 5

Производственно-энергоэкономические показатели  промышленных предприятий 6

Поэтому приведенные в таблицах 3 и 4 показатели отражают определенный уровень совершенства технологического процесса, энерговооруженности и заработной платы рабочих. Они получены на основе данных по состоянию на 1949—1951 гг.
При этом следует иметь в виду, что усовершенствование технологии промышленного производства и рост энерговооруженности в целом приводят к уменьшению значения народнохозяйственного ущерба, а рост зарплаты — к его увеличению.
Проверка значений У и γрки по вышеуказанным исходный данным за 1952 — 1955 гг. показывает, что они очень мало меняются (отклонения находятся в пределах точности энергоэкономических расчетов).
Анализ полученных результатов показывает, что величина удельного ущерба колеблется в очень больших размерах — от нескольких копеек до нескольких десятков рублей. Причем большие величины ущерба в целом характерны для тех предприятий, у которых меньше энерговооруженность, больше капиталовооруженность и затраты живого труда на единицу продукции.
Из факторов, от которых зависит величина удельного ущерба от недовыработки электроэнергии, относительно наиболее объективными являются энерговооруженность и капиталовооруженность рабочей силы, которые, следовательно, в известной мере и могут служить обобщающими производственно-энергоэкономическими показателями для всех промышленных потребителей электроэнергии. Анализ характера зависимости изменения величины удельного ущерба от этих факторов и ее установление представляют большой практический и теоретический интерес. Эта зависимость, в частности, позволит несколько упростить определение величины удельного ущерба и построение его характеристики для всей энергосистемы в зависимости от глубины дефицита.
Рассматривая основное расчетное уравнение (45) и (47) в разрезе зависимости удельного ущерба от энерговооруженности, прежде всего можно заметить, что здесь имеет место в целом обратная: зависимость, т. е. с увеличением ηэв уменьшается удельный ущерб, и наоборот. В общем виде эта зависимость может быть представлена уравнением видаили

Для уточнения вида кривой зависимости и определения параметров выражающего ее уравнения были нанесены на координатную сетку фактические величины энерговооруженности и удельного ущерба (определенные по указанной выше формуле) около 80 промышленных предприятий различных отраслей промышленности.
Как видно из рисунка 16, точки эти ложатся довольно плотно по определенной кривой типа обратной пропорциональности. Кривая имеет явную тенденцию асимптотически приближаться к координатным осям, причем несколько ближе располагается к оси ординат.

Соответствующий анализ общего характера расположения точек и кривой, образуемой ими, позволил получить чрезвычайно простое уравнение последней следующего вида:
(48)
Кривая, представляемая этой формулой на рисунке 16, проведена сплошной линией, и, как видно, она в целом довольно хорошо отражает общую закономерность. Подавляющее большинство фактических точек располагается вблизи этой кривой. Коэффициент корреляции между У и ηэв составляет 0,97.
Зависимость удельного ущерба   от энерговооруженности труда
Рис. 16. Зависимость удельного ущерба у от энерговооруженности труда ηэв

Таким образом, уравнение (48) позволяет чрезвычайно просто определить ориентировочную величину удельного ущерба любого промышленного потребителя, для этого необходимо знать только энерговооруженность труда производственных рабочих данного предприятия.
Кроме того, аналитическая зависимость удельного ущерба от уровня энерговооруженности производственных рабочих (48) позволяет в значительной мере учесть в перспективных расчетах указанное выше влияние усовершенствования технологического режима, общего технического прогресса и роста заработной платы на величину ущерба.
Для практического определения расчетной обеспеченности работы ГЭС и гидроэлектроэнергетической системы в целом необходимо знать значение народнохозяйственного ущерба производственно- энергетической системы в целом.

Одним из важных вопросов этой проблемы является установление очередности использования отдельных элементов системы, могущих участвовать в энергобалансе в периоды дефицита энергии, или мощности. В этом вопросе следует учитывать следующие соображения.
а) Не должны вводиться в регулирование энергобаланса системы объекты, имеющие особое государственное значение, у которых сокращение энергоснабжения может повлечь за собой нарушения в управлении государством на местах, а также те объекты, которые предназначены для усиления безопасности и укрепления обороноспособности нашей страны и т. д.
б) Не должны подвергаться отключениям такие потребители, у которых это может вызвать угрозу для здоровья и жизни людей,, как-то: больницы, родильные дома, детские учреждения, места больших скоплений людей и т. п.
в) При установлении очередности отключений должны учитываться условия технологической регулируемости производств. По возможности, следует не допускать нарушения технологических процессов, разрывов технологической цепи при отсутствии промежуточных запасов полупродуктов, порчи сырья « материалов и, в особенности, повреждения основного оборудования. Потребители электроэнергии, у которых могут возникать подобные последствия, должны участвовать в регулировании энергобаланса системы лишь в исключительных случаях, при заблаговременном оперативном планировании такого участия.
г) Наконец, для прочих потребителей электроэнергии очередность участия в регулировании энергобаланса системы должна определяться при прочих равных условиях по значениям удельных ущербов на единицу (киловатт-час) недовыработанной на ГЭС энергии, в порядке возрастания этой величины. Этот же принцип применим и для ТЭС, участвующей в покрытии дефицита.

При компенсации недовыработки энергии на ГЭС выработкой ТЭС удельные ущербы необходимо оценивать по стоимости производства дополнительной энергии на последней.
При недодаче же энергии потребителям следует учитывать сумму удельных ущербов, возникающих как в энергосистеме, так и у потребителей электроэнергии. Поэтому в большинстве случаев первоочередными элементами системы, участвующими в зарегулировании ее энергобаланса, должны быть ТЭС. В отдельных случаях, однако, может быть целесообразным регулирование энергобаланса в первую очередь за счет особо электроемких потребителей.
Для составления характеристики суммарных ущербов для ГЭЭС в целом, кроме очередности, необходима еще оценка допустимой глубины участия отдельных элементов в зарегулировании ее энергобаланса в периоды дефицита. Расчет состоит в определении глубины участия каждого элемента системы (ТЭС или потребителей (по мощности ∆N (для незарегулированных ГЭЭС) или по годовому потреблению энергии ∆Э (для зарегулированных ГЭЭС).

При оценке участия промышленных предприятий в регулировании энергобаланса системы необходимо исходить из следующих соображений:

  1. Не должны нарушаться общегосударственные интересы (наличие резервов в государстве, укрепление обороноспособности, управление страной и др.).
  2. По возможности не следует допускать нарушения работы смежных, кооперирующихся предприятий (наличие местных резервов полупродуктов, возможности завоза их из других источников).
  3. Не должны иметь места полное нарушение технологического процесса и остановка (разладка) всего производства.
  4.  


Рис. 17. Принципиальный график дифференциальной характеристики ущербов в системе.

Рис. 18. Принципиальный график интегральной (а) и осредненной (б) характеристик ущербов в системе.

Общая характеристика суммарных ущербов ГЭЭС в целом может быть представлена в трех нижеследующих формах:
а) Основной исходной характеристикой является дифференциальная ее форма (рис. 17). Здесь по оси абсцисс вправо откладываются удельные ущербы (в руб./кВтч) каждого отдельного элемента системы, участвующего в зарегулировании ее энергобалансов. По оси ординат (вниз) откладываются друг за другом значения ∆Ni или ∆Эi (или соответственно  Ni и Эi) в порядке очередности, указанной выше.
б) На основе этой первой формы характеристики ущербов может быть составлена интегральная ее ферма (рис. 18а). Последняя дает значения суммарных ущербов для каждой глубины дефицита. Для этой характеристики по оси ординат откладывается та же сумма значений ∆Ni или ∆Эi в нарастающем порядке, как и в предыдущей форме, а по оси абсцисс вправо величины

или

в) Наконец, на основе второй формы характеристики ущербов по ГЭЭС в целом может быть составлена третья — осредненная, которая дает средние значения удельных ущербов для каждой глубины дефицита (рис. 186). Ось ординат здесь остается прежней, а по оси абсцисс вправо откладываются величины


или

(49')
(49)
В составе электроэнергетической системы могут быть разнообразные потребители с различным удельным весом энергопотребления в общем их объеме по системе. Каждое производственное предприятие характеризуется свойственным только ему средним размером удельного ущерба на 1 кВтч недоотпущенной электроэнергии. При уменьшении выработки энергосистемы, при прочих равных условиях, разумеется, должны иметь ограничения в энергоснабжении те потребители, которые характеризуются относительно меньшими размерами удельных ущербов. Следовательно, нетрудно прийти к выводу, что наиболее энергоемкие потребители подвергаются ограничению в первую очередь, т. е. по мере увеличения объема дефицита, вернее его глубины, последовательно ограничиваются или вообще отключаются (до некоторого гарантийного минимума) те потребители, которые имеют относительно большую энерговооруженность.
Количество потребителей, на которых распространяется дефицит, и степень охвата каждого из них таковым, разумеется, зависят, как общее положение, с одной стороны, от объема и глубины дефицита, а с другой — от размера расходуемой электроэнергии отдельными потребителями, расположенными в порядке убывания их энерговооруженности. Здесь существенное значение имеет степень зарегулированности гидравлической энергии. Дело в том, что при зарегулированном режиме стока в период дефицита представляется возможным регулировать отключение или ограничение тех или иных потребителей по расходуемому ими количеству электроэнергии и сделать при необходимости соответствующую передвижку во времени. Эти возможности при незарегулированном режиме водотока отсутствуют, а ограничение или отключение потребителей при этом в зависимости от глубины дефицита происходит по мощности в данный момент времени, независимо от годового объема потребляемой ими энергии. В связи с этим средневзвешенная величина удельного ущерба по системе в целом, при одном и том же объеме дефицита, в указанных случаях будет «меть различное значение. Следовательно, это обстоятельство должно быть учтено при соответствующих расчетах по установлению величины уср для энергосистемы.
Установление общего размера ущерба народного хозяйства в результате изменчивости гидрологического режима водотока по энергосистеме в целом и характера его изменения в зависимости от объема и глубины дефицита является очень важным вопросом для определения оптимальных параметров гидроэлектрических станций, в частности расчетной обеспеченности ее работы.
Нами ниже дается один из вероятных приемов оценки удельного значения этого ущерба с учетом глубины дефицита, который, нам думается, даст достаточную для практических целей достоверность результатов расчета.
В этом вопросе основная трудность состоит в установлении объема дефицита при различной его глубине, что объясняется главным образом отсутствием между ними определенной функциональной зависимости.
Как показывает соответствующий анализ, эта связь может быть довольно просто установлена путем замены функции реальной кривой распределения вероятностей в зоне дефицита известной функцией, приближенно представляющей аналитическую зависимость. Рассмотрение фактических кривых этой зависимости показывает, что они по своему характеру ближе всего напоминают кривую, выражаемую уравнением убывающей экспоненциальной зависимости.



 
« Расчет минимального взрывоопасного содержания кислорода в аэровзвесях пыли топлива   Режим системы охлаждения генераторов на теплофикационных энергоблоках 250 МВт »
электрические сети