Управление электропотреблением. 
Теория систем и системный анализ для электроэнергетиков

Число способов, которыми может быть осуществлено снижение нагрузки при различных глубине и длительности дефицита, достаточно велико. Поэтому на предварительном этапе отбираются конкурентоспособные варианты, анализ которых обеспечит нахождение близкого к оптимальному. При этом руководствуются следующими критериями.

1. Отклонение отключаемой нагрузки AN/ от задаваемой ДЛ^ должно быть минимальным:

где.

8 — допустимое рассогласование;

/ (ДЛГ*) — множество вариантов снижения нагрузки.

2. Сохранение планового или договорного выпуска продукции, оцениваемое вероятностью его недовыпуска,.

где ДBj — недовыпуск продукции в /-м варианте снижения нагрузки;

- длительность снижения нагрузки;

Т_Ыор ~ нормируемая длительность снижения нагрузки; е — допустимая вероятность недовыпуска.

3. Дополнительный расход энергоресурсов не должен превышать допустимого. Он выражается относительным перерасходом по отношению к сэкономленной энергии:

где.

bW_lo6ii, Д^ - абсолютные и относительные значения обесцененных энергоресурсов; Д W'_ldtm — допустимое превышение их расхода по отношению к сэкономленной энергии.

4. Средний ущерб при реализации режимов управления электропотреблением должен быть минимальным:

где.

У; - оценка среднего ущерба при /-м варианте снижения нагрузки.

Возможны следующие виды разгрузки потребителей: а) ограничения при недостатке мощности в системе; б) отключения с питающих центров или приемных подстанций потребителей; в) АЧР.

Поэтому принятие решений по управлению электропотреблением сводится к решению следующих задач:

• 1. Определение минимального набора узлов нагрузки, сохранение питания которых обеспечивает работу производства с пониженной производительностью (или изменением номенклатуры) на период введения регулировочных мероприятий. Суммарная нагрузка этих узлов — броня функционирования.
• 2. Определение экономической эффективности управления электропотреблением. Для этого требуется нахождение предельно возможного отклонения от минимума возможного ущерба, т. е. тахтт (У)при самой неблагоприятной стратегии подбора отключаемых узлов.
• 3. Определение иерархических уровней СЭС, управлением на которых целесообразно проводить отключения и ограничения с разной заблаговременностью предупреждения. При большой заблаговременности и малой глубине ограничений имеется возможность снизить потери за счет создания запасов сырья и полуфабрикатов, и отобрать отключаемые электроприемники непосредственно на технологических установках.
• 4. Исследование изменения величины ущерба у ПП при разных длительностях режимов ограниченного электропотребления. Постановка этой задачи вызвана тем, что внутренние резервы ПП ограничены и их исчерпание может привести к резкому возрастанию ущерба.

Подход к решению этих задач определяется следующим алгоритмом:

• 1) расчленение предприятия на блоки (элементарные участки) по технологическому принципу;
• 2) составление структурной схемы технологических связей с указанием промежуточных накопителей сырья и полуфабрикатов;
• 3) анализ последствий срывов технологических процессов при нарушениях их электроснабжения;
• 4) расчет среднего ущерба установок, участков, производств, цехов;
• 5) расчет среднего ущерба от функционального расстройства производственного процесса по данным схемы технологических связей;
• 6) составление схемы связей узлов нагрузки с технологическими установками, производствами;
• 7) вычисление средних ущербов от погашений узлов нагрузки, питающей и распределительной высоковольтной сети предприятия по данным четвертого, пятого и шестого этапов;
• 8) ранжирование узлов нагрузки по величине отключаемой мощности и ущербу от погашений;
• 9) составление оптимального набора узлов, погашаемых, при введении регулировочных мероприятий (ограничениях, отключениях, АЧР);
• 10) построение зависимости У_т4п * /(1VJ.

Выполнение 1−7-го этапов этого алгоритма, аналогично его использованию в задачах оценки последствий нарушений электроснабжения объектов производственных систем. Выполнение 8—10-го этапов связано с формированием графиков разгрузки. Здесь при анализе схемы электроснабжения из рассмотрения исключаются присоединения, подключенные к источникам питания через разъединители. Ранжирование узлов нагрузки осуществляется путем вычисления относительного ущерба на 1 кВт отключаемой мощности при разных длительностях нарушения нормального режима электроснабжения на основании данных о среднегодовой электрической нагрузке отдельных участков производства с использованием результатов расчета ущерба по ним:

где У* (*•*)" Уотк" (*"?) «относительный и абсолютный ущербы от нарушений электро;

снабжения заданной длительности для выделенных участков технологической схемы; toep ~ расчетная или заданная длительность изменения нормального режима;

N ~ среднегодовая нагрузка, кВт.

При составлении оптимального набора погашаемых при введении разгрузочных мероприятий узлов нагрузки в первую очередь отключаются вспомогательные объекты, а также электроприемники, отключение которых не приводит к дополнительному перерасходу энергоресурсов, ущербу. Далее размещаются объекты основной технологии в порядке увеличения значений относительного ущерба, вычисленных по (11.13). При одинаковых значениях У_откл они располагаются в порядке увеличения относительного перерасхода энергоресурсов. Общезаводские энергетические объекты, обеспечивающие работу или безаварийный останов технологических потоков, могут быть включены в график разгрузки при условии, что осуществляется отключение всех объектов производства, связанных с общезаводскими. Графическая иллюстрация реализации ранжированного списка отключаемых присоединений представлена на рис. 11.9.

Рис. 11.9. Зависимость ущерба от глубины ограничения нагрузки:

!- У Ж = f (N"); 2- у"," = /(JV"); j — У = /(*J.

При отключении у ПП мощности N_omKA величина ДУ[ отображает экономию затрат по сравнению со средним значением функции ущерба У при осуществлении рационального подбора потребителей. Сумма ДУ|+ ДУ2 — показывает возможные потери при максимально нерациональном управлении электропотреблением. ДN — возможное увеличение отключаемой мощности при рациональном подборе потребителей. jV_min — мощность, отключение которой при рациональном управлении электропотреблением практически не сопровождается экономическими потерями. N_npe# - мощность, превышение которой при нерациональном подборе отключаемых потребителей приводит к полному погашению ПП.