Обоснование рациональных параметров систем электроснабжения промышленных предприятий Народной Республики Бангладеш

Актуальность работы: На протяжении последних тридцати лет (1972;2002 гг.) суммарная установленная мощность всех электростанций Народной Республики Бангладеш возросла почти в 8 раз и к 2003 г. достигла 4680 МВт. Однако этот показатель для Бангладеш, где высокая плотность населения, явно недостаточен по сравнению с потребностями страны. В последние годы потребление электроэнергии в народном хозяйстве увеличилось, особенно вследствие электрификации сельской местности и ускоренного роста промышленности. Строительство новых электростанций по сравнению с динамикой роста нагрузки значительно отстает, в результате создается дефицит электроэнергии. В настоящее время производимая электроэнергия обеспечивает всего лишь 16% потребности населения страны. На долю промышленности приходится более 50% всей потребляемой в стране электроэнергии.

Следует отметить, что увеличение производства электроэнергии не сопровождалось соответствующей модернизацией существующих систем электроснабжения Бангладеш. Кроме того, энергосистема страны испытывает серьезные управленческие трудности, которые ведут к высоким потерям электроэнергии, достигающим 40%, значительным простоям потребителей электроэнергии из-за многократных отключений, которые за последние 10 лет составляли 1500−2800 часов в год. В результате недоиспользуются производственные мощности предприятий, что приводит к нарушению нормальной работы системы, которое сопровождается отрицательными последствиями, большими материальными и финансовыми потерями.

Таким образом, основной причиной народнохозяйственного ущерба являются ограничения из-за длительного дефицита электроэнергии в энергосистеме или отдельных ее узлах вследствие отставания развития энергосистемы от роста электропотребления. Причинами появления нерациональных систем электроснабжения в промышленности являются их постоянный рост и реконструкции при локальном решении задач электроснабжения всякий раз, когда наступает необходимость реконструкции этих систем. Главной проблемой в энергосистеме Бангладеш является создание рациональных систем электроснабжения с учетом перспективы развития промышленных предприятий.

Для принятия решения о дальнейшем развитии электроэнергетической системы Бангладеш необходимо увеличивать производство электроэнергии, при этом иметь обоснованные расчеты и комплекс решении и рекомендации по выбору оптимального варианта системы электроснабжения для улучшения ее технико-экономических показателей. При решении оптимизационных задач систем промышленного электроснабжения необходимо применять современные методы технико-экономических расчетов, которые должны учитывать сопутствующие эффекты, как-то, надежность системы электроснабжения и обеспечение качества электроэнергии, т. к. они являются основополагающими свойствами этих систем. Главной задачей по повышению уровня надежности электроснабжения является максимальное уменьшение показателей низкой надежности, а именно, количества и времени перерывов отключений потребителей в году. Управление качеством электроэнергии, направленное на уменьшение ее потерь в системах электроснабжения, а также на повышение производительности механизмов и качества выпускаемой продукции, обеспечивает повышение эффективности народного хозяйства.

Наряду с разработкой новых и совершенствованием существующих элементов систем электроснабжения особое внимание следует уделять вопросам рационального построения схем электроснабжения, строгого экономического обоснования принимаемых технических решений. При этом основное внимание должно уделяться разработке научно-обоснованных методов оптимизации параметров систем электроснабжения, выявлению основных технико-экономических факторов и установлению их зависимостей на основе широкого применения математических моделей, обеспечивающих рациональное сочетание параметров систем электроснабжения промышленных предприятий Бангладеш, что является актуальной научной задачей, которая чрезвычайно важна для развития промышленности и экономики страны в целом.

Целью работы является установление аналитических зависимостей между электротехническими параметрами отдельных элементов систем электроснабжения от их стоимостных показателей и на этой основе разработка технико-экономической модели, позволяющей обосновать рациональные параметры систем электроснабжения промышленных предприятий Бангладеш.

Идея работы заключается в совершенствовании схем электроснабжения промышленных предприятий за счет использования многопараметрической модели, обеспечивающей рациональное сочетание параметров систем электроснабжения с соответствующей экономической эффективностью.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:

1. Аналитические выражения, определяющие зависимости между электротехническими параметрами отдельных элементов систем электроснабжения от их стоимостных показателей.

2. Математические модели, позволяющие определить область рациональных соотношений затрат по отдельным элементам систем электроснабжения при изменении воздействующих факторов и установить характер экономической устойчивости приведенных затрат в системе электроснабжения предприятия при отклонениях ее параметров от расчетных оптимальных значений.

3. Многокритериальная модель оптимизации для разработки рациональных схем электроснабжения промышленных предприятий Бангладеш.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечиваются представительным объемом теоретических и экспериментальных исследований, применением математического аппарата теории подобия и теории размерностей, а также хорошей сходимостью результатов математического моделирования с результатами экспериментальных исследований (погрешность не более 10%).

Научное значение работы состоит в установлении аналитических выражений, определяющих зависимости между электротехническими параметрами систем электроснабжения и их стоимостными показателямив разработке математических моделей, позволяющих определить область рациональных соотношений затрат по отдельным элементам системы при изменении ее параметров, а также в установлении характера экономической устойчивости приведенных затрат от расчетных оптимальных значений.

Практическое значение работы состоит в обосновании нормативных материалов по рациональным параметрам систем электроснабжения, в разработке рациональных схем и рекомендаций по выбору оптимального варианта систем электроснабжения промышленных предприятий Бангладеш.

Реализация результатов работы. Методология и результаты исследований диссертации рекомендованы использовать в вузах Бангладеш при подготовке специалистов по электроснабжению и на курсах повышения квалификации работников топливно-энергетического хозяйства Бангладеш.

Апробация. Основные положения и результаты работы докладывались и были одобрены на научных семинарах кафедры «Электрификация горных предприятий» МГГУ и на научно-практических семинарах, проводимых в рамках «Недели горняка» .

Публикации: По теме диссертации опубликованы три печатные работы.

Объем и структура работы: Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, включает 50 рисунков, 19 таблиц, список литературы из 75 наименований и 1 приложение.

Основные выводы, научные и практические результаты, полученные в работе, заключаются в следующем:

1. Определены основные требования и тенденции развития СЭС промышленных предприятий Бангладеш: рост электрических нагрузок предприятий, применение высокопроизводительного технологического оборудования с большой установленной электрической мощностью, глубокий ввод высокого напряжения к центрам электрических нагрузок предприятий для повышения надежности и экономичности V электроснабжения.

2. Выполнен технико-экономический анализ элементов СЭС промышленных предприятий, позволяющий определить зависимости стоимостных показателей отдельных элементов СЭС от их электротехнических факторов.

3. Получены аналитические выражения приведенных затрат СЭС по отдельным ее элементам, позволяющие разработать математические модели СЭС промышленных предприятий, охватывающие системы внешнего и внутреннего электроснабжения.

4. Определены основные факторы, влияющие на технико-экономические решения для выбора оптимальных параметров системы электроснабжения: полная расчетная мощность, количество главных стационарных и передвижных подстанций, уровень напряжения внешнего и внутреннего электроснабжения, протяженность и сечение проводов внешнего электроснабжения.

5. Определена область экономически целесообразных соотношений затрат по отдельным элементам СЭС предприятия при различных граничных значениях основных влияющих факторов.

6. Выявлена зависимость экономической устойчивости приведенных затрат СЭС предприятия при отклонениях ее параметров от расчетных оптимальных значений.

7. Разработаны технико-экономические модели многокритериальной оптимизации, позволяющие определить рациональное сочетание параметров и показателей систем электроснабжения промышленных предприятий с учетом коэффициента роста нагрузок предприятия.

8. Разработаны варианты развития СЭС отдельных районов округа Куштиа Бангладеш с возможностью применения промежуточного напряжения 33−66 кВ, что позволит обеспечить экономическую эффективность электроснабжения предприятий с мощными токоприемниками.

1. Арзамасцев Д. А. и др. Модели оптимизации развития энергосистем. / Д. А. Арзамасцев, А. В. Липес, А. Л. Мызин / Под ред. Д. А. Арзамасцева-М.: Высш. шк. 1987. -272с.

2. Асамбаева Т. А. Исследование и разработка методов построения оптимальной системы подземного электроснабжения угольных шахт. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., МГИ, 1976.

3. Безденежных А. Г., Гусев В. Н. Автоматизация проектирования электроснабжения объектов небольшой мощности «Вопросы электроснабжения и электропривода в горной промышленности». Калинин: 1981, с.115−118.

4. Белогуров О. А. Исследование надежности и разработка метода технико-экономического расчета распределительных электрических сетей напряжением 6 (10) кВ мощных угольных карьеров. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., МГИ, 1974.-20с.

5. Белых Б. П., Заславец Б. И. Распределительные электрические сети рудных карьеров. — М.: Недра, 1978. -239с.

6. Беляев Л. С. Гамм А. 3. и др. методы исследования и управления системами энергетики. — Новосибирск: Наука, 1987.

7. Бешелев С. Д., Гурвич Ф. Г Математико-статистические методы экспертных оценок. — М.: Статистика, 1980. -263с.

8. Брахман Т. Р. Многокритериальное^ и выбор альтернативы в технике. — М.: Радио и связь, 1984. -288с.

9. Будзко И. А., Левин М. С., Лещинская Т. Б., Петров В. Н. многокритериальная модель выбора вариантов развития системы электроснабжения. — Моделирование электроэнергетических систем: Тез. докл. IX Всесоюзная конференция. Рига: 1987, с.225−226.

10. Веников В. А., Веников Г. В. Теория подобия и моделированияМ.: Высш. шк., 1984. — 439с.

11. Веников В. А., Шнель Р. В., Оруджев Ф. Д. Автоматизация проектирования в электроэнергетике. — М.: МЭИ, 1985. -239с.

12. Гладилин Л. В. Основы электроснабжения горных предприятий. -М.: «Недра», 1980. -327с.

13. Гладилин Л. В., Волгин М. Е. Применение критериального анализа при оптимизации систем электроснабжения мощных угольных карьеров. Изв. ВУЗов, Горный журнал, 1980, № 6, с.99−104.

14. Дорошев Ю. С. Исследование режимов работы экскаваторных гибких кабелей в системах внутрикарьерного электроснабжения. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 1980,-19с.

15. Жуковин В. Е. Многокритериальные задачи принятия решений. Техническая кибернетика. 1986, № 2.

16. Зуль Н. М., Лыжко В. М. Учет неопределенности при оптимизации структуры средств повышения надежности электрических сетей. / Моделирование электроэнергетических систем: Тез. докл. IX Всесоюзная научная конференция. Рига: 1987.

17. И. А. Будзко, Т. Б. Лещинская, В. И. Сукманов. Электроснабжение сельского хозяйства.-М.: Колос, 2000.

18. Немане Эндриас. Основные напрявления развития системы электроснабжения Эфиопии. Диссертация на соискание ученной степени кандидата технических наук, 1992.

19. Каменева В. В. Исследование определения зоны рассеяния центра электрических нагрузок, зон погрешностей и выбор рациональных напряжений для систем электроснабжения промышленных предприятий. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., МЭИ, 1976, -22 с.

20. Карасев Д. Д. Исследование возможности применения методов теории подобия для анализа технико-экономических задач электроэнергетики. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., МЭИ, 1966. -20 с.

21. Карпов В. М. Методика выбора рациональных напряжений в системах электроснабжения промышленных предприятий на основе теории планирования эксперимента. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., МЭИ, 1976.

22. Киреева Э. А. Исследование, выбор и оптимизация основных параметров систем электроснабжения промышленных предприятий. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., МЭИ, 1971.-20с.

23. Киреева Э. А., Карпов В. М. Выбор рациональных напряжений в системах внутризаводского электроснабжения с применением методов планирования эксперимента, труды МЭИ. «Оптимизация внутризаводского электроснабжения». 1976, вып. 282. с.62−67.

24. Крупович В. И. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования./ Под ред. Круповича В. И. и др. — М.: 1981.

25. Кудрин Б. И. Проблемы расчета электрических проектирование и эксплуатация систем электроснабжения промышленных предприятий. -М.: МДНТ, 1984.

26. Кузьмичев А. Г. Оптимизация основных параметров систем внутреннего электроснабжения мощных угольных разрезов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 1982. -23с.

27. Левин М. С., Лещинская Т. Б., Славин А. Р, / Под ред. И. А. Будзко / Программный комплекс сетевого имитационного моделирования и анализа (ПРОКСИМА). — М.: ВИПКэнерго, 1989.

28. Левин М. С., Лещинская Т. Б. / Под ред. И. А. Будзко / Методы теории решений в задачах оптимизации электроснабжения. — М.: ВИПКэнерго, 1989.

29. Левин М. С., Лещинская Т. Б. Методы теории и принятия решений в задачах оптимизации СЭСР. — М.: СНТ МИИСП, 1987.

30. Лещинская Т. Б. Методы многокритериальной оптимизации систем электроснабжения сельских районов в условиях неопределенности исходной информации. / научное издание. — М.: Агроконсалт, 1998. -148с.

31. Лещинская Т. Б., Залмай Кабири. Выбор варианта развития системы электроснабжения северной зоны Республики Афганистан по многокритериальной модели в условиях неопределенности электрических нагрузок. М.: СНТП МИИСП, 1990.

32. Лещинская Т. Б., Мондал П. К. Выбор технико-экономических параметров систем электроснабжения сельских районов Бангладеш.// Этектрика., 2001, № 5, с. 16−21. -М.: Наука и технологии.

33. Методические указания к технико-экономическим обоснованием схем и параметров электрических сетей 110 кВ и выше. Том 1. Методические указания. — М.: ин-т «Энергосетьпроект», 1987.

34. Мондал Провас Кумар. Основные направления развития систем электроснабжения сельского хозяйства Республики Бангладеш.

35. Моххамдад Саифул Карим Чоудхури. Стратегия промышленного развития Бангладеш.-М.: РУДН, 1997.

36. Набиев В. Н. Разработка методов оптимизации местоположения и числа передвижных трансформаторных подстанций на территории горнодобывающих предприятий с открытым способом разработки. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 1974. -16с.

37. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: — М.: Энергоатомиздат, 1989.

38. Овчаренко А. С. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Поектирование и расчет / А. С. Овчаренко, М. Л. Рабинович, В. И. Мозырский, Д. И. Розинский. — Киев: 1985.

39. Плащанский Л. А. Основы моделирования и проектирования систем электроснабжения горных предприятий.- М.: МГГУ, 1997. -199с.

40. Правила устройства электроустановок: Шестое издание. Дополнение с исправлениями.-М. ЗАО «Энергосервис «, 2002. -608.

41. Правила технической эксплуатацииэлектроустановвок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей./ Сост.: Ю. В. Копытов, М. В. Беккер, В. В. Стан и др.- 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1989.-432с.

42. Прогнозирование развития сложных систем. Астахов Ю. Н. и др./ Под ред. В. А. Веникова. — М.: МЭИ, 1985.

43. Саженков В. А. Исследование оптимальных решений при выборе сечений линий в системах электроснабжения промышленных предприятий. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., МЭИ, 1978.

44. Самойлович И. С., Ситник И. В. Линия электропередачи карьеров. -М.: Недра, 1987.

45. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю. Г. Барибина и др. — М.: Эгергоатомиздат, 1990. -576с. (Электроустановки промышленных предприятий.).

46. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / В. В. Ершевич, А. Н. Зейлигер, Г. А. Илларионов и др./ Под ред. С. С. Рокотяна и И. М. Шапиро. — 3-е изд., перераб. И доп. — М.: Энергоатомиздат, 1985.

47. УДК 621.315.(075.8). Зуев Э. Н. Выбор основных параметров электрических сетей при проектировании / Ред. С. С. Рокотян. — М.: МЭИ, 1988.

48. Федоров А. А. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. В 2-х томах. Том 1, Электроснабжение. — М.: Энергоатомиздат, 1986.

49. Федоров А. А. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. В 2-х томах. Том 2, Электрооборудование. -М.: Энергоатомиздат, 1986.

50. Федоров А. А., Каменева В. В. Основы электроснабжения промышленных предприятий.'-М.: Энергоатомиздат, 1984. -472 с.

51. Федосеев А. А. Критериальный анализ при неполной исходной информации. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., МЭИ, 1973. -18с.

52. Чоудхури М. А. Исследование перспектив развития электроэнергии Народной Республике Бангладеш. Диссертации на соискание ученной степень канд. техн. наук. М., МЭИ, 1992.

53. Чоудхури Т. А. Оптимизация конфигурации и режима основных сетей электроэнергетической системы Народной Республике Бангладеш. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., МЭИ, 1984.

54. Шайдуров А. С., Щуцкий В. И. Оптимизация сечений электрических сетей горных предприятий по условию минимизации проведенных затрат. Изв." ВУЗов Горный журнал, 1983, № 4, с. 104 109.

55. Шил Санкар Чандра. Оптимизация развития электростанций в Народной Республике Бангладеш с учетом динамика роста электрических нагрузок. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., МЭИ, 1992.

56. Щуцкий В. И., Артюк И. В. Математические модели в расчетах на ЭВМ: -М.: МГИ, 1992, -109с.

57. Щуцкий В. И., Кузнецов Н. М. Рациональное электропотребление на горнодобивающих и горнообогатительных предприятиях. -Апатиты, 1997,-211с.

58. Щуцкий В. И., Кузнецов Н. М. Математическая модель электропотребления на обогатительной фабрике // Изв. вузов. Горный журнал, 1991 г., № 2, с 104−106.

59. Щуцкий В. И., Кузнецов Н. М. Управление электропотреблением на горнообогатительных предприятиях путем изменения технологических факотров // Горный информационный-аналитический бюлетин, № - 10, октябр, 2001 г., с 206−209. Москва, МГГУ.

60. Щуцкий В. И., Плащанскии JI. А., Асамбаева Т. А. Применение методов теории подобия для построения технико-экономической модели участковой электрической сети. Изв. ВУЗов Горный журнал, 1978, № 1, с.131−138.

61. Электрические системы и сети / Н. В. Буслова, В. Н. Винославский, Г. М. Денисенко, В. С. Перхач / Под ред. Г. И. Денисенко. Киев: Высш. шк., 1986.

62. Электротехнический справочник: В 4-х т. Т. 1: Общие вопросы. Электротехнические материалы. / Под общ. ред. В. Г. Гарасимова и др. -8-е изд., испр. и доп. — М.: Изд-во МЭИ, 1995. — 440с.

63. Электротехнический справочник: В 4-х т. Т. 2: Электротехнические изделия и устройства/Под общ. ред. профессоров МЭИ В. Г. Гарасимова и др. (гл. ред. И. Н. Орлов) -8-е изд., испр. и доп. — М.: Издательство МЭИ, 2001. — 518с.

64. Электротехнический справочник. В 3-х томах. Т.З. кн.1, Производство и распределение электрической энергии/ Под ред. И. Н. Орлова и др. изд. 7-е. — М.: Энергоатомиздат, 1988.

65. Annual report Bangladesh Power Development Board. Dhaka, 19 982 002.

66. Bangladesh An Introduction. Enamul Haq. Ministry of Information Government of the People’s Republic of Bangladesh. June 1997.

67. Bangladesh Power Development Board information & data related to Power System. Mir Raziuddin Haroon., Director, system planning Bangladesh Power Devlopment Board. July 1999.

68. Graphosman’s New Atlas. Amanat Ullah Khan & Mosharraf Hossain, Dhaka, 1998.

69. http/ www. bangladeshgovt. org, 2000;2003.

70. http/www. pdb-bd. org, 2001 -2003.

71. Rahamatulla B.D., «Potential small hydropower in Bangladesh», Dhaka, 1999.

72. Rahaman B.S. «Bio-gas Technology: A lucrative and viable energy», The Daily Star, Dhaka. 2001.

73. Statistical Pocketbook, Bangladesh 97 by Bangladesh Bureau of Statistics, Statistic Division, Ministry of Planning, Government of the People’s Republic of Bangladesh. Dhaka, 1997.

74. The Fifth Five Year Plan (1996;01) by Ministry of Planning, Government of the People’s Republic of Bangladesh. Dhaka.

75. The Independent Bangladesh., Yearbook. Dhaka, 1999.