- Организация решения задач на различных временных и иерархических уровнях
Необходимость системного подхода к задаче расчета, анализа и снижения потерь энергии в сетях объясняется не только взаимной связью ее с другими задачами повышения эффективности работы сетей, но и тем, что она решается на различных временных и иерархических уровнях, в различных подразделениях энергосистем. Процесс принятия оптимального решения на любом из уровней управления должен основываться на данных нижнего уровня и использовать их решения в качестве исходной информации.
В качестве временных уровней, на которых решаются задачи с учетом потерь энергии, можно выделить:
а) перспективное планирование развития системы на 5— 10 лет вперед;
б) среднесрочное планирование (месяц, год);
в) краткосрочное планирование (сутки, несколько ближайших суток);
г) оперативное управление;
д) ретроспективный анализ.
На уровне перспективного планирования развития системы (долгосрочного планирований) решаются основные задачи формирования энергосистемы, рационального использования энергоресурсов, периодичности вводов и размещения генерирующего оборудования и развития сети.
Информацией для задач, решаемых на этом уровне, служат сведения о перспективных нагрузках потребителей, необходимые для их покрытия потоки топлива и энергии, а также данные о предполагаемых объемах выпуска оборудования. Одним из результатов исследования экономичности работы системы является проектный уровень потерь энергии и ожидаемой стоимости передачи электроэнергии. На этом временном уровне в работе принимают участие службы перспективного развития энергосистем и проектные организации, создающие схему развития энергосистем.
Среднесрочное планирование (месяц, год) выполняется для определения необходимой выработки электроэнергии и расчета основных технико-экономических показателей работы системы на плановый период, определения потребности в топливе и гидроресурсах и расчета графика капитальных ремонтов основного оборудования системы. В результате планирования режима работы энергосистема совместно с планирующими органами
Минэнерго составляет годовые, квартальные или месячные балансы энергии. Энергосистема также составляет прогноз потерь, который после внесения планирующими органами коррективов, учитывающих режим работы объединенной энергосистемы или ряда энергосистем, подчиненных территориальному главку, становится для нее плановым заданием. На том же временном уровне составляется план мероприятий по снижению потерь энергии.
При планировании режима работы энергосистемы приходится решать задачи, связанные с определением максимумов нагрузки отдельных связей, выполнять расчеты оптимальных режимов работы сети для ожидаемых схем энергосистемы и различного состава генерирующего оборудования, составлять инструкции по ведению режима системы. Этот класс задач решается с учетам потерь мощности во всех элементах сети.
Краткосрочное планирование (ближайшие сутки, иногда несколько суток). На этом этапе в основном разрабатывается оперативная схема сети, выбирается оптимальный состав включенных агрегатов, решаются вопросы о выводе в ремонт оборудования и размещения резерва между электростанциями в системе. Все эти вопросы решаются при условии минимизации потерь мощности в электрической сети энергосистемы. Основными документами, разрабатываемыми в результате решения перечисленных задач, является график нагрузки энергосистемы, графики покрытия нагрузки отдельными электростанциями системы и графики вывода оборудования в ремонт. В последние годы на этом временном уровне стали решать задачи по выбору законов регулирования основных параметров энергосистемы.
При оперативном управлении (ведение режима в течение суток) решаются задачи выполнения запланированного режима и оптимальной корректировки режима при его отклонении от планового, а также корректировки уставок режимной автоматики, определяющей потокораспределение в сети. Большинство задач, решаемых на этом уровне, относится к распределению дополнительной нагрузки между генерирующими источниками системы с учетам потерь мощности в сети.
Ретроспективный анализ выполняется для расчета технологических потерь при известных нагрузках элементов сети с целью определения «очагов» потерь, коммерческих потерь, а также тенденции в изменяемости потерь энергии в различных элементах сети. Результаты ретроспективного анализа используются в проектной практике как основание для пересмотра схемы развития системы, а эксплуатационным персоналом — для разработки мероприятий по снижению потерь энергии.
Решение перечисленных задач на различных временных уровнях отличается условиями формирования модели сети, особенностями используемой информации и, следовательно, методами определения и учета потерь мощности и энергии.
Основными иерархическими уровнями управления являются предприятия электрических сетей и электростанции, предприятия энергонадзора, районное энергетическое управление, главное эксплуатационное управление и Минэнерго СССР [4].
Для правильной организации работы в сетях необходимо распределить функции по обору информации и анализу режимов сети между всеми административно-хозяйственными уровнями. К примеру, рассмотрим распределение обязанностей между подразделениями в энергосистеме. В работе по расчетам, анализу и учету потерь электроэнергии должны участвовать предприятия (электрические станции, предприятия электрических сетей) и службы энергосистемы (ЦДС, служба электрических сетей, служба АСУ и плановый отдел).
Персонал электрических станций должен сводить балансы электроэнергии по своей станции, совместно с предприятиями энергонадзора устранять причины появления недопустимого небаланса и составлять структуру отпуска электроэнергии, в сеть по уровням напряжения. По требованию ЦДС энергосистемы на станциях должны проводиться необходимые измерения нагрузок всех присоединений, а также сниматься показания приборов учета.
Персонал электрических станций обязан рассчитывать, контролировать технологический расход в основном оборудовании станции (трансформаторах связи, трансформаторах тока и напряжения, реакторах и синхронных генераторах, работающих в режиме синхронного компенсатора), разрабатывать и внедрять мероприятия по его уменьшению.
Электрические станции передают данные о потерях энергии в ЦДС, о структуре отпуска и баланса энергии на станции — в энергонадзор.
Предприятия электрических сетей выполняют расчеты потерь энергии, анализируют структуру этих потерь и разрабатывают мероприятия для плана энергосистемы по снижению потерь энергии в сетях, находящихся в оперативном управлении персонала ПЭС. Персонал ПЭС совместно с энергонадзором должен создать систему технического и коммерческого учета энергии, дающую возможность составить балансы энергии как
в целом по предприятию, так и по отдельным районам и подстанциям. Для возможности выполнения расчетов потерь энергии и мощности персонал предприятия проводит необходимые измерения нагрузок и потоков энергии в режимные дни и представляет информацию в ЦДС системы и на предприятие энергонадзора.
Энергонадзор составляет структуру полезного отпуска электроэнергии по всем Уровням напряжений на основании балансов энергии по отдельным подстанциям, занимается устранением небалансов, безучетного потребления и составляет план мероприятий по снижению коммерческих потерь. В целях увеличения достоверности информации энергонадзор ежемесячно должен представлять ЦДС данные по отпуску электроэнергии с каждой подстанции.
Производственные службы энергосистемы, организуя работу предприятий энергосистемы, разрабатывают инструкции по измерению нагрузок в режимные дни, на основании этих измерений рассчитывают потери энергии в основных электрических сетях системы, составляют структуру потерь энергии, выполняют совместно с энергонадзором анализ расчетов и ищут причины отклонений величин отчетных потерь от расчетных и плановых. Диспетчерская служба совместно со службой сетей и плановым отделом составляет план по снижению потерь энергии на год. Служба АСУ или информационно-вычислительный центр выполняют по программам производственных служб необходимые расчеты для обоснования этого плана.
Плановый отдел на основании рассчитанного прогноза потерь утверждает плановое задание по показателям потери энергии и в дальнейшем контролирует его выполнение как в целом по энергосистеме, так и по отдельным предприятиям.
Как видно из этого распределения функций, большое значение имеет комплексный подход к вопросам выбора задач, периодичности их решения и рациональных расчетных методов различными подразделениями системы.
