Файл: I анализ современного состояния ветровой, энергетики и энергетических комплексов на ee основе.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.04.2024
Просмотров: 23
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
и i=1,2…nна расчетном периоде времени
Где .
Эти графики нагрузки должны быть покрыты за счет использования ВЭУ,ДЭУ, а также системы аккумуляторных батарей, которые предназначены для энергоснабжения потребителя в период запуска ДЭУ из «горячего» или «холодного» резервов, для которых задаются необходимые технико-экономические параметры и характеристики, соответствующее специальное информационное обеспечение.
Рисунок 2.1. Принципиальная схема ВДЭК
По ВЭУ: тип ВЭУ с (кВт), (м), , стоимость ВЭУ с учетом ее доставки, монтажа и эксплуатации за заданный срок жизни ВЭУ, среднечасовые скорости ветра, в т А(φ⁰,ψ⁰), рассчитанные с учетом шероховатости местности в т. А(φ⁰,ψ⁰), «розы» ветров с заданной шероховатостью по румбам «розы» ветров для высоты башни ВЭУ - (м).
Также необходимо учитывать эксплуатационные и энергетические характеристики вспомогательного оборудования, такого как инверторы, измеряющее оборудование, управляющая система и т.д.
Требуется найти число основных элементов рассматриваемого ЭК с целью обеспечения минимума приведенных затрат за рассматриваемый расчетный период времени , т.е.
(2.2)
при учете следующих условий и ограничений:
. (2.3)
. (2.4)
. (2.5)
. (2.6)
. (2.7)
. (2.8)
. (2.9)
При этом в (2.3) следует также учесть и принятое число основных расчетных элементов ВДЭК, а также капвложения и издержки в них, цикличность ремонтов и сроки их жизни.
При расчете поставленной задачи необходимо учитывать уравненения связи типа (2.3), ограничения типа неравенства (2.6, 2.7, 2.8), и нелинейные связи типа (2.5).
Исходные данные:
v(t) – скорость ветра (почасовые данные);
Pэл(t) – электрическая нагрузка потребителя (почасовые данные);
Pтеп(t) – тепловая нагрузка потребителя (почасовые либо среднесуточные данные);
Характеристики основного оборудования ЭК включают в себя следующие параметры:
NВЭУ(v) – мощностная характеристика ВЭУ;
mВЭУ, кг – масса ВЭУ;
UВЭУ, В– выходное напряжение ВЭУ;
ТВЭУ, лет – срок службы ВЭУ;
ЦВЭУ, руб. – стоимость ВЭУ.
Nуст.ДЭУ,кВт – установленная мощность ДЭУ;
bтоп, л/кВт·ч – удельный расход топлива (может задаваться как константа, либо как функция мощности bТОП(NДЭУ), где NДЭУ– производимая мощность ДЭУ в данный момент времени);
bмас, л/кВт·ч– удельный расход масла;
mДЭУ, кг – масса ДЭУ;
ЦДЭУ,руб – стоимость ДЭУ;
Трем.ДЭУ, ч – срок службы ДЭУ до капитального ремонта;
ТДЭУ, ч – срок службы ДЭУ;
САБ, Ач – емкость АБ;
UАБ,В – напряжение АБ;
mАБ, кг – масса АБ;
ТАБ, лет – срок службы АБ;
ЦАБ, руб. – стоимость АБ;
NТ (v) – мощностная характеристика трансформатора;
mТ, кг – масса трансформатора;
UвхТ, В– входное напряжение трансформатора;
UвТ, В– выходное напряжение трансформатора;
ТТ, лет – срок службы трансформатора
ЦТ, руб.
– стоимость трансформатора.
* - рассматриваются несколько вариантов стоимости топлива. Существующая практика эксплуатации ДЭУ на АРТП Сеть-Наволок дает стоимость в 300 руб/л.
** - зависит от стоимости топлива.
III. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ АРТП СЕТЬ-НАВОЛОК
3.1 Информация об объекте исследования
В качестве объекта исследований был выбран автономный потребитель – радиолокационная станция (РЛС), работающая в автономном режиме (далее – объект) которая расположена на побережье в малонаселенном районе Мурманской области. РЛС относится к ряду закрытых объектов, допускающих только присутствие обслуживающего персонала. Технологическая аппаратура объекта для приема и обработки сигналов расположена на башне, где предусмотрены заградительные огни и наружное освещение. В отношении надежности электроснабжения объект имеет первую категорию, в связи с этим основное требование объекта – надежное и бесперебойное снабжение энергией. В связи с требованиями по надежности на объекте предусматривается несколько источников энергии.
У объекта отсутствует автомобильное и железнодорожное сообщение с близлежащими населенными пунктами, а также отсутствует оборудованный морской порт, следовательно, единственным способом доставки грузов может служить воздушный транспорт (вертолет).
АП «Сеть-Наволок» имеет следующие характеристики: напряжение силовой сети равно 380 В, остальной сети — 220 В. Мощность гарантированного электроснабжения составляет 7 кВт, общая максимальная мощность потребителя энергии в обычных условиях 19,78 кВт, а С учетом электропотребления на жизнеобеспечение людей — 25,78 кВт. Принципиальная схема электрической сети показана на рис. 3.3.
Нагрузка имеет следующую структуру:
- технологическая аппаратура – постоянная в течении года;
- система климатического контроля – различается в зависимости от сезона (зима или лето), постоянна в течение суток;
- наружное освещение рассчитывается в зависимости от времени года для места расположения объекта.
Допущение: длительность зимнего сезона составляет 9 месяцев (с 01.08 по 30.04), соответственно длительность летнего сезона – 3 месяца.
Для дополнительных расчетов энергопотребления наружного освещения задаются :
- координаты потребителя – 68.5° с.ш., 38.0° в.д.
- режим освещения: длительность освещения составляет 20% от продолжительности темного времени суток.
Где .
Эти графики нагрузки должны быть покрыты за счет использования ВЭУ,ДЭУ, а также системы аккумуляторных батарей, которые предназначены для энергоснабжения потребителя в период запуска ДЭУ из «горячего» или «холодного» резервов, для которых задаются необходимые технико-экономические параметры и характеристики, соответствующее специальное информационное обеспечение.
Рисунок 2.1. Принципиальная схема ВДЭК
По ВЭУ: тип ВЭУ с (кВт), (м), , стоимость ВЭУ с учетом ее доставки, монтажа и эксплуатации за заданный срок жизни ВЭУ, среднечасовые скорости ветра, в т А(φ⁰,ψ⁰), рассчитанные с учетом шероховатости местности в т. А(φ⁰,ψ⁰), «розы» ветров с заданной шероховатостью по румбам «розы» ветров для высоты башни ВЭУ - (м).
Также необходимо учитывать эксплуатационные и энергетические характеристики вспомогательного оборудования, такого как инверторы, измеряющее оборудование, управляющая система и т.д.
Требуется найти число основных элементов рассматриваемого ЭК с целью обеспечения минимума приведенных затрат за рассматриваемый расчетный период времени , т.е.
(2.2)
при учете следующих условий и ограничений:
. (2.3)
. (2.4)
. (2.5)
. (2.6)
. (2.7)
. (2.8)
. (2.9)
При этом в (2.3) следует также учесть и принятое число основных расчетных элементов ВДЭК, а также капвложения и издержки в них, цикличность ремонтов и сроки их жизни.
При расчете поставленной задачи необходимо учитывать уравненения связи типа (2.3), ограничения типа неравенства (2.6, 2.7, 2.8), и нелинейные связи типа (2.5).
Исходные данные:
v(t) – скорость ветра (почасовые данные);
Pэл(t) – электрическая нагрузка потребителя (почасовые данные);
Pтеп(t) – тепловая нагрузка потребителя (почасовые либо среднесуточные данные);
Характеристики основного оборудования ЭК включают в себя следующие параметры:
-
ВЭУ
NВЭУ(v) – мощностная характеристика ВЭУ;
mВЭУ, кг – масса ВЭУ;
UВЭУ, В– выходное напряжение ВЭУ;
ТВЭУ, лет – срок службы ВЭУ;
ЦВЭУ, руб. – стоимость ВЭУ.
-
ДЭУ
Nуст.ДЭУ,кВт – установленная мощность ДЭУ;
bтоп, л/кВт·ч – удельный расход топлива (может задаваться как константа, либо как функция мощности bТОП(NДЭУ), где NДЭУ– производимая мощность ДЭУ в данный момент времени);
bмас, л/кВт·ч– удельный расход масла;
mДЭУ, кг – масса ДЭУ;
ЦДЭУ,руб – стоимость ДЭУ;
Трем.ДЭУ, ч – срок службы ДЭУ до капитального ремонта;
ТДЭУ, ч – срок службы ДЭУ;
-
Аккумуляторные батареи (АБ)
САБ, Ач – емкость АБ;
UАБ,В – напряжение АБ;
mАБ, кг – масса АБ;
ТАБ, лет – срок службы АБ;
ЦАБ, руб. – стоимость АБ;
-
Трансформатор
NТ (v) – мощностная характеристика трансформатора;
mТ, кг – масса трансформатора;
UвхТ, В– входное напряжение трансформатора;
UвТ, В– выходное напряжение трансформатора;
ТТ, лет – срок службы трансформатора
ЦТ, руб.
– стоимость трансформатора.
2.2 Допущения принимаемые в работе
В работе целесообразно принять следующие допущения:
-
- скорость ветра в течение часа принимается постоянной;
-
Потери тепловой энергии входят в состав тепловой нагрузки;
-
Потери электрической энергии в сети потребителя входят в состав электрической нагрузки;
-
Для удобства и автоматизации работы энергетическая характеристика ВЭУ определяется следующим образом: Скорость ветра при которой ветроагрегат начинает работать определяется исходя из средней пусковой скорости рассматриваемого класса ВЭУ.Скорость, при которой ветроагрегат выходит в номинальный режим определяется исходя из средней скорости выхода в номинальный режим ветроагрегатов данного класса На участке энергетической характеристики от до мощность изменяется по кубической зависимости.
-
Тепловая нагрузка покрывается за счет электрического обогревателя с КПД=95%;
-
В работе не учитывается стоимость земельного участка предназначенного для создания энергетического комплекса.
-
В качестве базового варианта принимается вариант энергообеспечения за счет ДЭУ(ДЭС).
-
Ряд параметров принимается в соответствии со значениями указанными в таблице 2.2
Таблица 2.2. Параметры используемого оборудования [28, 46].
- скорость ветра в течение часа принимается постоянной;
Потери тепловой энергии входят в состав тепловой нагрузки;
Потери электрической энергии в сети потребителя входят в состав электрической нагрузки;
Для удобства и автоматизации работы энергетическая характеристика ВЭУ определяется следующим образом: Скорость ветра при которой ветроагрегат начинает работать определяется исходя из средней пусковой скорости рассматриваемого класса ВЭУ.Скорость, при которой ветроагрегат выходит в номинальный режим определяется исходя из средней скорости выхода в номинальный режим ветроагрегатов данного класса На участке энергетической характеристики от до мощность изменяется по кубической зависимости.
Тепловая нагрузка покрывается за счет электрического обогревателя с КПД=95%;
В работе не учитывается стоимость земельного участка предназначенного для создания энергетического комплекса.
В качестве базового варианта принимается вариант энергообеспечения за счет ДЭУ(ДЭС).
Ряд параметров принимается в соответствии со значениями указанными в таблице 2.2
Параметр | Значение |
Стоимость ВЭУ | 50000 руб/кВт |
Стоимость монтажных работ (для ВЭУ) | 30% стоимости ВЭУ |
Срок службы ВЭУ | 20лет |
Ремонт | Осуществляется 1 раз в 10лет |
Стоимость ремонтных работ | 40% от стоимости ВЭУ |
Стоимость ДЭУ | 10000 руб/кВт |
Стоимость ремонта ДЭУ | 30% стоимости ДЭУ |
Расход топлива для ДЭУ | 0,25 л/кВт·ч |
Срок службы ДЭУ | 50000 ч |
Ремонт ДЭУ | Осуществляется после 30000 ч работы. |
Стоимость топлива | 300 руб/л* |
Стоимость масла | 300 руб/л |
Стоимость доставки | 250 руб/кг** |
* - рассматриваются несколько вариантов стоимости топлива. Существующая практика эксплуатации ДЭУ на АРТП Сеть-Наволок дает стоимость в 300 руб/л.
** - зависит от стоимости топлива.
III. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ АРТП СЕТЬ-НАВОЛОК
3.1 Информация об объекте исследования
В качестве объекта исследований был выбран автономный потребитель – радиолокационная станция (РЛС), работающая в автономном режиме (далее – объект) которая расположена на побережье в малонаселенном районе Мурманской области. РЛС относится к ряду закрытых объектов, допускающих только присутствие обслуживающего персонала. Технологическая аппаратура объекта для приема и обработки сигналов расположена на башне, где предусмотрены заградительные огни и наружное освещение. В отношении надежности электроснабжения объект имеет первую категорию, в связи с этим основное требование объекта – надежное и бесперебойное снабжение энергией. В связи с требованиями по надежности на объекте предусматривается несколько источников энергии.
У объекта отсутствует автомобильное и железнодорожное сообщение с близлежащими населенными пунктами, а также отсутствует оборудованный морской порт, следовательно, единственным способом доставки грузов может служить воздушный транспорт (вертолет).
АП «Сеть-Наволок» имеет следующие характеристики: напряжение силовой сети равно 380 В, остальной сети — 220 В. Мощность гарантированного электроснабжения составляет 7 кВт, общая максимальная мощность потребителя энергии в обычных условиях 19,78 кВт, а С учетом электропотребления на жизнеобеспечение людей — 25,78 кВт. Принципиальная схема электрической сети показана на рис. 3.3.
Нагрузка имеет следующую структуру:
- технологическая аппаратура – постоянная в течении года;
- система климатического контроля – различается в зависимости от сезона (зима или лето), постоянна в течение суток;
- наружное освещение рассчитывается в зависимости от времени года для места расположения объекта.
Допущение: длительность зимнего сезона составляет 9 месяцев (с 01.08 по 30.04), соответственно длительность летнего сезона – 3 месяца.
Для дополнительных расчетов энергопотребления наружного освещения задаются :
- координаты потребителя – 68.5° с.ш., 38.0° в.д.
- режим освещения: длительность освещения составляет 20% от продолжительности темного времени суток.