Теория надежности

Выбор аварийного резерва мощности в электрической системе

Цель: определить оптимальную величину аварийного резерва мощности в электрической системе (ЭС)

Исходные данные

1. Единичная мощность агрегата в ЭС (Na) равна 100 МВт.
2. Количество агрегатов в системе (n), тип суточного графика нагрузки и коэффициент вынужденного простоя агрегата (Кв) указаны в табл. 4 и 5.
3. Величина удельного ущерба от недоотпуска электроэнергии в целом по ЭС составляет y0=6 руб/квт*ч.
4. Стоимость одного резервного агрегата в ЭС равна K0=200 млн.руб.
5. Заданный срок окупаемости Тн равен 8 лет, а общие отчисления на амортизацию, текущий ремонт и обслуживание резервных агрегатов составляют pa=0,075.

Таблица 3. Исходные данные

Номер варианта	n	Кв
1	40	0,040

Таблица 4. Суточные графики нагрузки

Тип 1	Нагрузка, МВТ	1500	2000	2500	3000	3500	4000
	Длительность, час	8	5	3	3	2	3

Построим суточный график нагрузки по продолжительности

 

Определим для каждой его ступени вероятность наступления соответствующей нагрузки.

 

Вероятность простоя m агрегатов из n1=n+r можно определить по формуле Пуассона:

                                                    

                                      (16)

где a- математическое ожидание числа агрегатов, находящихся в состоянии простоя      

Значениями вероятностей меньших 0,00001 можно пренебречь

Результаты вычисления сведем в табл. 5

n1-m	1 вариант		2 вариант		3 вариант
	r=0  a=1,6		r=2   a=1.68		r=4   a=1.76
	m	p(m)	m	p(m)	m	p(m)
39	1	0,323034	3	0.147286	5	0.024212
38	2	0,258428	4	0.061860	6	0.007102
37	3	0,137828	5	0.020785	7	0.001786
36	4	0,055131	6	0.005820	8	0.000393
35	5	0,017642	7	0.001397	9	0.000077
34	6	0,004705	8	0.000293	10	0.000014
33	7	0,001075	9	0.000054	11	0.000002
32	8	0,000215	10	0.000009
31	9	0,000038
30	10	0,000006

Вероятность возникновения дефицита:

Д=100    Р(1)==0.040774

Д=200    Р(2)==0.0323394

Д=300    Р(3)==0.017247

Д=400    Р(4)==0.006895

Д=500    Р(5)==0.002206

Д=600    Р(6)==0.000588

Д=700    Р(7)==0.000134

Д=800    Р(8)==0.000027

Д=900    Р(9)==0.000005

Математическое ожидание годового недоотпуска  электроэнергии:

                          

                             (17)

(млн.квт*ч)

Приведенные затраты для r резервных агрегатов электрической системы найдем по формуле:

                                      ,                                          (18)

где  – норма дисконта;

К=n1* К0;

 =175.664280*6=1053.985680 (млн. руб./год)

(млн.руб./год)

Результаты вычислений для r =0,1,2,… сведем в табл.6.

Таблица 6. Результаты вычислений

r	0	1	2	3	4	5
∆Аr, млн. кВт⋅ч/год	175.66428	95.149368	40.089264	15.122388	5.015976	1.491828
3Г, млн.руб/год	2653.985680	2210.896208	1920.535584	1810.734328	1790.095856	1808.950968

 

З5> З4 более чем на 5%, следовательно принимаем rопт=4

Тогда Э=З0-З4=2653.985680-1790.095856=863.889824 (млн.руб./год)

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

1. Надежность систем энергетики и их оборудования. Справочник в 4-х т. / Под ред. Ю. Н. Руденко - М.: Энергоатомиздат, 1994. - 480 с.
2. Надежность электроэнергетических систем. Справочник в 4-х т. / Под ред. М. Н. Розанова. - М.: Энергоатомиздат, 2000. - 568 с.
3. Дубицкий М. А. Надежность систем электроснабжения: Методическая разработка / М. А. Дубицкий- Иркутск: ИрГУПС, 1990. - 35 с.
4. Китушин В. Г. Надежность энергетических систем. Часть 1. Теоретические основы: Учебное пособие / В. Г. Китушин - Новосибирск: НГТУ, 2003. - 256с.
5. Секретарев Ю. А., Чекалина Т. В. Надежность электроснабжения: Контрольные задания и методические указания / Ю. А. Секретарев, Т. В.Чекалина - Новосибирск: изд-во НГТУ, 2005. - 24 с.
6. Филиппов Н. М. Оценка надежности электроснабжения потребителей: Учебное пособие / Н. М. Филиппов - Чита : ЧитГТУ, 1996. - 65 с.
7. Надежность технических систем: Справочник / Под ред. И.А.Ушакова - М.: Радио и связь, 1985. - 608 с.
8. Половко А. М., Гуров С. В. Основы теории надежности: Практикум / А. М. Половко, С. В.Гуров - СПб. БХВ-Петербург, 2006. - 560 с.
9. Гуров С. В., Половко А. М. Основы теории надежности: Учебное пособие / С. В.Гуров, А. М. Половко - СПб.:БХВ-Петербург, 2005. - 280 с.
10. Сапожников В. В., Сапожников Вл. В., Шаманов В. Н. Надежность систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учебное пособие/ Под ред. Вл. В. Сапожникова. - М.: Маршрут, 2003. - 263 с.
11. Ефимов А. В., Галкин А. Г. Надежность и диагностика систем электроснабжения железных дорог: Учебник / А. В. Ефимов, А. Г. Галкин - М.: УМК МПС России, 2000. - 512 с.
12. Сердинов С. М. Повышение надежности устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог / С. М. Сердинов - М.: Транспорт, 1985. - 301 c.
13. Эндрени Дж. Моделирование при расчетах надежности в электроэнергетических системах: Пер. с англ. / Под ред. Ю.Н.Руденко. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 336 с.
14. Стрельников Н. А. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие / Н. А. Стрельников - Новосибирск:НТГУ, 2005. - 4.2. - 96 с.
15. Анищенко В. А. Надежность систем электроснабжения: Учебное пособие / В. А. Анищенко - Мн.: УП «Технопринт», 2001. - 160 с.

 

					КП.517120.190901.65.000 -2014.ПЗ	Лист
Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата