Технические науки/5. Энергетика
Мингалиев
А.Р.
Филиал ОАО
«Сетевая компания» Приволжские электрические сети, г. Казань
МЕТОДИКА ВЫБОРА МЕСТ
УСТАНОВКИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УЧЁТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В РАЙОННЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ
СЕТЯХ 10-0,4 кВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕМЕЙСТВА ТИПОВЫХ КРИВЫХ СРОКА ОКУПАЕМОСТИ
Районные распределительные сети напряжением 10-0,4 кВ осуществляют электроснабжения
сельскохозяйственных районов, отличаются значительной протяженностью и
рассредоточением множества нагрузок, основными потребителями здесь являются
мелкомоторные потребители, сельскохозяйственные предприятия и население.
До последнего времени внедрение
автоматизированных систем учёта электроэнергии в районных распределительных
сетях 10-0,4 кВ считалось неэффективным. В качестве основных причин указывались
высокие затраты на установку и обслуживание данных систем, малое
электропотребление по отдельно взятым точкам учёта электроэнергии и,
соответственно незначительный эффект от внедрения и большие сроки окупаемости.
В некоторых работах [1,2] указывается на
эффективность внедрения автоматизированных систем учёта электроэнергии в
распределительных сетях 10-0,4 кВ сельскохозяйственных районов даже с небольшим
потреблением. При этом срок окупаемости составляет не более 8 месяцев при учете
критериев выбора мест установки в распределительных сетях 10-0,4 кВ. В качестве
эффекта указывается: снижение затрат на съем показаний приборов учёта и увеличение полезного отпуска электроэнергии
после внедрения системы.
В качестве внедряемых систем используются [1,2]:
1. Счётчики Меркурий 230 со встроенным
GSM-модемом и специализированное программное обеспечение. По сути, пассивная
система, передающая по запросу данные о расходе электроэнергии и информацию из
журналов событий прибора учёта. При том увеличение полезного отпуска
электроэнергии составляет в среднем 11,7% после внедрения системы.
2. Узел учёта электроэнергии с контроллером
и специализированное программное обеспечение. Активная система, передающая
данные как о расходе электроэнергии, так и параметрах режима работы
электрической сети, а также срабатывающая по факту возникновения какого-либо
события (пропадание напряжение, превышение разрешённой мощности и т.п.). При
том увеличение полезного отпуска электроэнергии составляет в среднем 12,5%
после внедрения системы.
Однако в работах [1,2] не приводятся конкретные
значения расхода электроэнергии по точке учёта или мощности, а также не
определены критерии, связанные со снижение затрат на съём показаний приборов
учёта электроэнергии.
В связи с вышеизложенным предлагается
разработать методику определения мест установки автоматизированных систем учёта
электроэнергии в районных распределительных сетях 10-0,4 кВ.
Предлагаемая методика предназначена для оценки
эффективности внедрения АИИС на одной точке учёта распределительной сети 10-0,4
кВ при новом технологическом присоединении либо при замене существующих
приборов учёта электроэнергии, и не рассматривает вариант комплексной
автоматизации учёта электрической энергии.
Показателем, определяющим эффективность
внедрения, является срок окупаемости.
В качестве основных критериев, влияющих на
эффективность (срок окупаемости) внедрения АИИС, предлагается также
использовать:
1.
Расход
по точке учёта либо расчётную (фактическую) мощность;
2.
Расстояние
от базы предприятия электрических сетей (района электрических сети) до точки
учёта, как критерий, влияющий на затраты по съёму показаний приборов учёта.
Т.е. имеем функцию зависимости срока окупаемости
от расхода электроэнергии или мощности по точке учёта и расстояния.
(1)
Если
представить более подробно данную функцию получим формулу:
,
(2)
где З(тип
АИИС) – затраты в зависимости от типа внедряемой АИИС; Исъем(r) – снижение издержек на
съём показаний приборов учёта, зависящее от расстояния до точки учёта; ∆W(WUP)
– увеличение полезного отпуска после внедрения АИИС.
Функция зависимости
срока окупаемости от расхода электроэнергии или мощности по точке учёта и
расстояния представляет собой пространственную фигуру в трёх координатах: срок
окупаемости, расстояние, мощность (расход электроэнергии). Примерный вид
функции изображён на рисунке 1.
Для принятия решения об эффективности внедрения АИИС в той
или иной точке учёта электроэнергии, уже существующей, или вновь подключаемой
можно непосредственно подставлять в формулу значения расстояния до точки учёта
и расход электроэнергии (мощность). Однако в таком случае каждый раз возникает
необходимость выполнения расчётов и проведения сравнительного анализа внедрения
различных автоматизированных систем. Либо использовать семейство кривых срока
окупаемости.
Предлагается воспользоваться следующей
методикой.
1. Построить семейство кривых срока
окупаемости в плоскости (r; P(W)). Для этого определить множество значений
расстояния до точки учёта и мощности (расхода электроэнергии) для нескольких
фиксированных значений срока окупаемости.
Множество значений расстояния и мощности
(расхода) для конкретного срока окупаемости лежит в области пространственной
функции. Однако анализ эффективности внедрения АИИС, тем более, различных
типов, в пространственном изображении, как на рисунке 1, затруднителен. Поэтому
предлагается построить проекции множества значений расстояния и мощности
(расхода) для конкретного срока окупаемости АИИС различных типов на одну
плоскость (r; P(W)). Данные проекции и будут представлять собой семейства
кривых срока окупаемости различных типов внедряемых АИИС.
2. Определить координаты точки учёта, в
которой планируется внедрение АИИС, в системе координат (r;P(W)), сравнить
положение координаты точки учёты относительно семейства кривых срока
окупаемости различных типов АИИС.
3. Принять решение о целесообразности
внедрения и эффективности внедрения того или иного типа АИИС в данной точке
учёта распределительной сети.
4. Ежегодно производить уточнение положение
семейства кривых срока окупаемости различных типов АИИС, с учётом:
- применения новых типов АИИС;
- изменения стоимость затрат на
внедрение, эксплуатацию и получаемого экономический эффект (значения
трудозатрат и транспортных расходов, тарифов на электроэнергии);
- уточнения расчёта затрат и получаемого эффекта
за счёт добавления или исключения, учитываемых в формуле (2) статей.
Для построения семейства кривых срока
окупаемости различных АИИС в плоскости (r; P(W)) необходимо рассчитать
постоянные коэффициенты в формуле (2).
Затраты на внедрение и обслуживание АИИС
складываются из следующих основных пунктов: стоимость, затраты на монтаж,
техническое обслуживание и связь. Снижение издержек на съём показаний приборов
учёта заключается в снижении затрат на транспортные расходы и затраты на оплату
труда и отчисления лиц, осуществляющих съём показаний приборов учёта
электроэнергии. Примем, что внедрение АИИС приводит к увеличению начислений по
полезному отпуску по сравнению с обычными счётчиками электроэнергии в среднем
на 10%.
Подставляя значения рассчитанных коэффициентов в
формулу (2) получим:
Для АИИС на базе счётчиков с GSM-модемами:
, или
(3)
Для АИИС на базе счётчиков с контроллером:
, или
(4)
Данные выражения преобразуем к следующему виду
для построения семейства кривых срока окупаемости в плоскости (r; P(W)):
, или
(5)
, или
(6)
Кривые построим для значений срока окупаемости 1
год, 2 года, 3 года, 4 года, 5 лет. Результаты построения приведены на
рисунках 2 и 3.
