Многокритериальная оптимизация параметров системы электроснабжения периферийных районов крупных городов с применением глубоких вводов высокого напряжения

• Автор: Акчурина, Светлана Алимжановна
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КРУПНЕЙШИХ ГОРОДОВ И ИХ РАЗВИТИЕ

1.1. Динамика роста городов и электропотребления

1.2. Характеристика систем электроснабжения городов и особенности их проектирования

1.3. Современное состояние системы электроснабжения г. Москвы

1.4. Современные и перспективные решения для надежного и эффективного электроснабжения крупных городов и мегаполисов

Выводы по главе

Глава 2. ГЛУБОКИЙ ВВОД ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

2.1. Схемы глубоких вводов высокого напряжения

2.2. Реализация современных подстанций глубокого ввода в г. Москва

2.3. Определение рациональных параметров глубоких вводов как одного из элементов систем электроснабжения городов
2.4. Оптимальные параметры элементов глубоких вводов и их реализация
Выводы по главе 2
Глава 3. ТОПОЛОГИЧЕСКАЯ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПЕРИФЕРИЙНОГО РАЙОНА ГОРОДА С ПРИМЕНЕНИЕМ ГЛУБОКОГО ВВОДА
3.1. Топологические модели
3.2. Математическая модель линий среднего напряжения
3.3. Формирование технико-экономической модели
3.4. Исследование целесообразности сооружения глубоких вводов для электроснабжения периферийного района крупного города
Выводы по главе
Глава 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И АНАЛИЗ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГЛУБОКИХ ВВОДОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРИФЕРИЙНЫХ РАЙОНОВ КРУПНЫХ ГОРОДОВ
4.1. Оптимизация параметров глубоких вводов по критерию минимума дисконтированных затрат
4.2. Оптимизация параметров глубоких вводов по критериям минимума дисконтированных затрат и минимума суммарной длины распределительных линий среднего напряжения
4.3. Анализ устойчивости и чувствительности технико-экономической модели дисконтированных затрат
4.4. Оценка экономической целесообразности сооружения подземных подстанций
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Приложение А

ВВЕДЕНИЕ.
Доля городского населения во всем мире за последние десятилетия постоянно увеличивается. С 2007 года более половины населения Земли проживает в городах. По прогнозам к 2030 году уже 60 % населения Земли станет городским, а к 2050 - 70 % [18]. Города - центры развития человечества, и урбанизация обеспечивает возможности для научного, технического и культурного прогресса и благосостояния людей. 20 % общемирового ВВП формируется десятью самыми экономически развитыми городами. Москва - один из них.
Урбанизация создает огромную нагрузку на городскую инфраструктуру и окружающую среду. Сегодня города потребляют около 60 % питьевой воды, 75 % энергии и дают 80 % мировых выбросов парниковых газов. Городская инфраструктура достигает пределов в росте, поэтому повышение ее эффективности является основной задачей для устойчивого развития городов, а также поддержания экономического и экологического баланса в мире. Комплексное улучшение всех элементов инфраструктуры позволит поддержать качество жизни в городах, обеспечить их экономическую конкурентноспособность и в то же время защитить окружающую среду и природные ресурсы. Для населения это будет означать снижение бытовых затрат и повышение качества коммунальных услуг.
Одним из самых важных аспектов развития инфраструктуры является эффективное и экологически безопасное электроснабжение. Рост числа городов и численности городского населения сопровождается развитием электрификации коммунально-бытового хозяйства, административных зданий и всех сфер производственной деятельности людей в городах. Такое развитие городов, городского хозяйства и производства на их территории обусловливают значительные приросты потребления электроэнергии. В среднем потребление электроэнергии в мире увеличивается на 2,7 % каждый год.

Развитие электропотребления в городах характеризуется ростом электрических нагрузок всех его объектов. В таких условиях обеспечение развития комплексов потребителей требует строительства новых источников питания электроэнергией. При очевидной невозможности сооружения электростанций в черте города, а также строительства множества линий электропередачи 10-20 кВ от внешних источников питания к потребителям возрастает роль источников питания в виде глубоких вводов высокого напряжения. Сооружение глубоких вводов высокого напряжения является принципиально необходимым и перспективным направлением развития систем электроснабжения крупных городов, входящих в состав региональных объединенных электроэнергетических систем.
В предыдущих исследованиях [10-17, 30, 32, 38, 53-54, 59, 61 и др.] в основном рассматривались глубокие вводы в «центральные районы» города, характеризующиеся значительным удалением от внешних источников питания. Однако в настоящее время территория крупных городов активно расширяется, сооружаются новые современные жилые и промышленные районы, зоны деловой активности (бизнес районы), нагрузки которых достигают достаточно больших значений. В связи с этим, в последнее время в крупных городах актуально сооружение глубоких вводов и в новых «периферийных районах», граничащих с внешними источниками питания города.
Таким образом, необходимо провести исследование по определению экономической целесообразности сооружения глубоких вводов в новых периферийных районах крупных городов, а таюке определить и проанализировать параметры систем электроснабжения крупных городов, выполняемых с применением глубоких вводов высокого напряжения с учетом современных тенденций развития городов.
Основной целью данной работы является определение рациональных параметров системы электроснабжения периферийных районов современных

Рис. 1.11. Внешний вид, план парка со схемой подстанции в городе Анахейме (США, Калифорния).
- подстанция Haymarket 330/110 кВ в Сиднее, являющаяся частью торгового комплекса. Эта узловая в городской системе электроснабжения ПГВ построена на ограниченной территории на нескольких этажах, большинство из которых расположены под землей [3];
- крупнейшая одна из первых в мире подземная подстанция 500 кВ Shin Toyosu в центре Токио. Подстанция расположена на пятиэтажах, только одним из которых над землей.На ней установлены два трансформатора мощностью по 1500 MBA и 10 элегазовых выключателей на напряжение 500 и 275 кВ [4];
- подстанция Breitfeld (рис. 1.12), расположенная на двух подземных этажах под спортивной ареной St.Gallen, Швейцария. Мощность подстанции 50 MBA.
Рис. 1.12. Внешний вид оборудования подстанции AFG Arena St.Gallen, Швейцария.