Алгоритм формирования графиков электрических нагрузок предприятия с применением аккумуляторных батарей в качестве потребителей-регуляторов мощности

• Автор: Брагин, Антон Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГРАФИКОВ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА
УДЕЛЬНЫЙ РАСХОД ОРГАНИЧЕСКОГО ТОПЛИВА
1Л Анализ графиков нагрузки различных отраслей промышленности..
1.2 Генерация электроэнергии из органического топлива
1.3 Научно-технические задачи разработки методов регулирования
потребления электроэнергии
1.5 Выводы по главе
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ И ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ СУТОЧНОГО ГРАФИКА ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ НА ПОТЕРИ В СЕТЯХ И УДЕЛЬНЫЙ РАСХОД ОРГАНИЧЕСКОГО ТОПЛИВА
2.1 Моделирование уровня потребления топлива в зависимости от числа часов использования мощности
2.2 Моделирование процессов регулирования потребления электроэнергии и расчет изменения потерь в электросетях
2.3 Накопители электроэнергии позволяющие регулировать режимы потребления
2.4 Выводы по главе
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ СУТОЧНОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОГРАНИЧЕНИЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ
3.1 Анализ процесса перераспределения энергии в зависимости от ограничений и тарифов энергосистемы
3.2 Формирование алгоритма перераспределения суточного потребления энергии в зависимости от целевой функции и ограничений энергосистемы
3.3 Выбор места расположения накопителя электроэнергии
3.4 Выбор оптимального места подключения и параметров НЭ
3.5 Выводы по главе
ГЛАВА 4 РЕГУЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ МНОГОУРОВНЕВОГО ИНВЕРТОРА ДЛЯ РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
4.1 Структура многоуровневого инвертора с блоком аккумуляторных батарей
4.2 Экономическое обоснование метода регулирования электропотребления предприятия с применением АКБ на примере обогатительной фабрики БПКРУ-4 ОАО “Уралкалий”
4.3 Расчет инвестиций
4.4 Расчет эффективности инвестиционного проекта
4.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования:
Вопросы энергоэффективного производства, передачи и потребления электрической энергии взаимосвязаны между собой и оказывают взаимное влияние. Большую долю в выработке электроэнергии составляет, энергия полученная из органического топлива: газа, угля, нефтепродуктов и т.д. Процессы сжигания органического топлива и потребления электрической энергии не являются безразрывно связанными, их разделение во времени ограничивается лишь возможностями накопления энергии и её сохранения.
Одним из основных интегральных показателей энергоэффективности использования поступающей на предприятие энергии является график электрической нагрузки.
Неравномерный суточный график потребления электроэнергии снижает энергоэффективность производства, передачи и потребления электроэнергии. На каждом из этих этапов требуется установка дорогостоящего оборудования с завышенными характеристиками, которое работает на своих номинальных значениях лишь незначительный промежуток времени.
Дополнительной проблемой является увеличение потерь электроэнергии в сетях в связи с неравномерностью графика нагрузки. Это значительно влияет на срок службы электрических сетей, в особенности кабельных линий.
Регулированием графиков нагрузки электротехнических комплексов занимался ряд известных ученых: Г.С. Хронусов, В.В. Михайлов, Б.П. Лебедев, Б.Н. Абрамович, A.B. Проховник, Ю.Н. Астахов и др.
Однако способы регулирования графиков нагрузки были направлены, прежде всего, на регулирование самой нагрузки предприятия без учета возможного применения накопителей энергии.
В настоящее время интенсивное развитие получили устройства по накоплению энергии, среди которых следует, прежде всего, выделить аккумуляторные батареи и конденсаторы большой емкости. Появилась возможность использовать их в условиях различной тарифной политики

^„=1-^ = 1-- = 0,58. (2.2.10)
Иными словами произойдет сокращение потерь на нагрев проводников на

На практике равномерные графики нагрузки встречаются крайне редко, обычно применяют графики нагрузки с интервалом осреднения (Тоср- время осреднения). В таком случае Кнп примет вид:
К„п= 1-^---------. (2.2.11)

1УаТос

Для вычисления всех потерь на нагрев, связанных с неравномерностью графика, свяжем КНпм и коэффициент формы (Кф), для этого рассмотрим подробнее нижеследующие выражения.
Среднеквадратичная нагрузка за некоторый интервал времени определяется выражением:
Рэг = ^|[Р©]2*. (2.2.12)
Аналогичные выражения могут быть получены для полной мощности и тока. Среднеквадратичная нагрузка характеризует эффект нагрева проводника током, поэтому ее часто называют эффективной нагрузкой (отсюда индекс «э» в символе среднеквадратичной нагрузки). Из выражения 2.2.12 нетрудно заключить, что при неравномерном графике среднеквадратичная нагрузка Рэт лежит всегда выше средней Рст , причем это превышение возрастает с увеличением неравномерности графика, т. е. при его пиковом характере[4].
Определение среднеквадратичной (эффективной) нагрузки при заданном ступенчатом графике сводится к расчету по формуле: