Реферат: Методика оценки технико-экономической эффективности применения устройств facts в енэс россии Москва

Приложение 1

к распоряжению ОАО «ФСК ЕЭС»

от 22.01.2009 № 22р


Методика оценки технико-экономической

эффективности применения устройств FACTS

в ЕНЭС России


Москва

2009


Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения стандарта организации - ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения».


^ Сведения о стандарте



1 РАЗРАБОТАН:




Открытое акционерное общество « Научно-технический центр электроэнергетики ОАО «НТЦ электроэнергетики»

Открытое акционерное общество «Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей» ОАО «Институт «Энергосетьпроект»


2 ВНЕСЕН:







^ ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

«ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЕТЕВАЯ КОМПАНИЯ

ЕДИНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ»








^ 3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ:

приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от _________№ ______













^ ВВЕДЕН: ВПЕРВЫЕ



Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения
ОАО «ФСК ЕЭС»

Содержание


1 Назначение и область применения методики технико-экономического обоснования применения устройств FACTS в ЕНЭС России







2 Нормативные ссылки







3 Термины и понятия







3.1 Общие характеристики устройств FACTS







3.2 Виды устройств FACTS







3.3 Классификация управляемых систем передачи переменного тока в электрических сетях







4 Технические характеристики устройств FACTS и рекомендации по их применению при проектировании и реконструкции объектов в ЕНЭС России.







5 Факторы технико-экономического эффекта в электроэнергетических системах устройств FACTS







5.1 Повышение управляемости режимов работы ЭЭС







5.2 Повышения пропускной способности линий электропередач







5.3 Повышение статической и динамической устойчивости ЭЭС







5.4 Повышение качества электроэнергии







5.5 Нормализации параметров режима работы ЭЭС







5.6 Системный эффект от применения устройств FACTS для электроэнергетической системы в целом







6 Методика расчёта технико-экономической эффективности применения устройств FACTS в электроэнергетических системах







7 Заключительные положения

Библиография







Приложение 1 Технико-экономическая оценка эффективности применения УШР

Приложение 2 Технико-экономическая оценка эффективности комплексного применения СТК и УУПК на межсистемных связях











^ Назначение и область применения методики оценки технико-экономической эффективности применения устройств FACTS в ЕНЭС России

Для современного уровня развития Единой национальной электрической сети (ЕНЭС) России характерны: большой охват территории, наличие многоконтурных сетей нескольких классов напряжения (110, 220, 330, 500, 750 кВ), объединенных сложными трансформаторными связями.

В рыночных условиях возрастают требования к максимальному использованию пропускной способности электрических сетей с целью повышения надежности функционирования ЕНЭС России, что может обеспечиваться с помощью управляемых (гибких) систем электропередач переменного тока (FACTS).

Методические подходы по обоснованию эффективности применения управляемых (гибких) систем электропередач переменного тока в условиях рыночных отношений учитывают особенности использования гибких систем электропередач, к которым могут быть отнесены:

- повышение пропускной способности электрических сетей ЕНЭС высшего напряжения;

- перераспределение перетоков мощности в основной сети в зависимости от спроса и его покрытия по узлам;

- повышение экономичности работы энергосистем за счёт снижения потерь электроэнергии в сетях;

- ограничение токов к.з., основанное на применении технологии FACTS;

- в определённых случаях устройства FACTS являются альтернативой сооружению дополнительных линий электропередач при выполнении заданных требований по надёжности, например требования по критерию п-1 .

Методика оценки технико-экономической эффективности применения устройств FACTS в ЕНЭС России (далее - методика) предназначена для принятия и обоснования решений о применении устройств FACTS в электрических сетях электроэнергетических систем (ЭЭС) и обоснования инвестиционных проектов.

Областью применения методики является проведение технико-экономической оценки эффективности применения устройств FACTS для нормализации напряжения, повышения пропускной способности и целенаправленной коррекции потокораспределения в системообразующих и распределительных сетях ЭЭС, ограничение токов к.з. при проектировании новых, расширении, модернизации и реконструкции действующих подстанций и электрических сетей.

Поскольку устройства FACTS могут выполнять все функции существующих регулируемых средств компенсации реактивной мощности (СКРМ), решение об их применении формируется с учётом принципов, которые используются для выбора СКРМ традиционного исполнения. Поэтому положения этой методики могут рассматриваться как развитие «Руководящих указаний по выбору средств компенсации реактивной мощности и регулируемых трансформаторов в электрических сетях
110-1150 кВ». (РАО «ЕЭС России», 1997 г.).

Настоящей методикой следует руководствоваться:

- при выполнении ТЭО на стадиях проектирования при реконструкции, расширении и новом строительстве подстанций и линий электропередач;

- при разработке проектов схем развития ЕНЭС России;

- при анализе эффективности режимов работы электрических сетей и энергосистем в условиях эксплуатации.

Настоящая методика рассчитана на работников проектных, научных и эксплуатирующих организаций.

^ 2 Нормативные ссылки.

ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения».
Настоящая методика разработана на основе «Методических рекомендаций по оценке эффективности и разработке инвестиционных проектов и бизнес-планов в электроэнергетике», утвержденные приказом
ОАО «РАО ЕЭС России» от 31.03.2008 № 155 с учетом заключения Главгосэкспертизы России от 26.05.1999 № 24-16-1/20-113. «Руководящих указаний по выбору средств компенсации реактивной мощности и регулируемых трансформаторов в электрических сетях
110-1150 кВ» (Энергосетьпроект, ВНИИЭ, ЦДУ «ЕЭС России»), утвержденных РАО «ЕЭС России» 04.04.1997.
«Методических рекомендаций по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования» (Официальное издание. НПКВЦ «Теринвест», 2000 г.).

«Методики расчёта экономического ущерба от нарушений в работе энергетического оборудования». (МТ-34-70-001-95. РАО «ЕЭС России». Москва. 1995 г.).

Кроме того, при её составлении учитывались следующие документы:

- «Методические указания по применению асинхронизированных турбогенераторов на реконструируемых, расширяемых и вновь строящихся тепловых электростанциях разных типов». (РАО «ЕЭС России». Москва,
1996 г.);

- Инструкция по расследованию и учёту технологических нарушений в работе энергосистем, электростанций, котельных, электрических и тепловых сетей. (Руководящий документ РД 153-34. 0-20.801-00. М. 2001 г).

- Руководящие указания по устойчивости энергосистем (Москва. 1994 РД 34.20.576-94).

3 Термины и определения

3.1 Общая характеристика устройств FACTS

Термин управляемые (гибкие) системы электропередачи переменного тока - Flexible Alternative Current Transmission System (FACTS) введен в обращение Институтом электроэнергетики EPRI (США).

FACTS является одной из наиболее перспективных электросетевых технологий, суть которой состоит в том, что электрическая сеть из пассивного устройства транспорта электроэнергии превращается в устройство, активно участвующее в управлении режимами работы электрических сетей.

Благодаря этому удается «в темпе процесса» управлять значением пропускной способности линии электропередачи, перераспределять между параллельными линиями электропередачи потоки активной мощности, оптимизируя их в установившихся режимах и перенаправлять их по сохранившимся после аварий линиям электропередачи, не опасаясь нарушения устойчивости, тем самым обеспечивая повышение надежности электроснабжения потребителей.

К устройствам FACTS первого поколения (FACTS-1) относят устройства, обеспечивающие регулирование напряжения (реактивной мощности) и обеспечивающие требуемую степень компенсации реактивной мощности в электрических сетях (статический компенсатор реактивной мощности (СТК), реактор с тиристорным управлением, стационарный последовательный конденсатор с тиристорным управлением, фазосдвигающий трансформатор и др.).

К новейшим FACTS второго поколения (FACTS-2) относят устройства, обеспечивающие регулирование режимных параметров на базе полностью управляемых приборов силовой электроники (IGBT транзисторы, IGCT - тиристоры и др.). FACTS-2 обладают новым качеством регулирования - векторным, когда регулируется не только величина, но и фаза вектора напряжения электрической сети (синхронный статический компенсатор (СТАТКОМ), синхронный статический продольный компенсатор реактивной мощности на базе преобразователя напряжения (ССПК), объединённый регулятор потоков мощности (ОРПМ), ВПТН, ФПУ, асинхронизированный синхронный компенсатор в том числе с маховиком (АСК), асинхронизированный синхронный электромеханический преобразователь частоты (АС ЭМПЧ), фазовращающий трансформатор(ВФТ).

^ 3.2 Виды устройств FACTS

Все устройства FACTS делятся на статические и электромашинные системы.

К статическим относятся:

управляемые шунтирующие реакторы (УШР), реализованные по принципу магнитного усилителя (УШРП) или трансформаторного типа (УШРТ или реактор-трансформатор) с тиристорным управлением;

реакторы, коммутируемые вакуумными выключателями (ВРГ);

статические тиристорные компенсаторы реактивной мощности (СТК), состоящие из одной или нескольких тиристорно-реакторной групп и набора фильто-компенсирующих цепей;

синхронные статические компенсаторы реактивной мощности типа СТАТКОМ на базе преобразователя напряжения с параллельным подключением к сети;

синхронные статические продольные компенсаторы реактивной мощности на базе преобразователя напряжения (ССПК);

объединенный регулятор перетока мощности на основе преобразователей напряжения параллельного и последовательного включения, объединённых по цепям постоянного тока (ОРПМ);

управляемые тиристорами устройства продольной емкостной компенсации (УУПК);

управляемые фазоповоротные устройства (ФПУ) на базе фазосдвигающих трансформаторов с тиристорным управлением или РПН;

вставки постоянного тока на базе преобразователей напряжения (ВПТН);

токоограничивающие устройства на основе технологии FACTS (для ограничения токов короткого замыкания).

Группу электромашинных систем образуют:

асинхронизированные синхронные компенсаторы (АСК);

асинхронизированные электромашинные преобразователи частоты (АС ЭМПЧ) на основе двух асинхронизированных машин (АСМ) на одном валу либо на основе асинхронизированной (АСМ) и синхронной машин (СМ) на одном валу;

фазовращающийся трансформатор-вращающаяся машина с питанием статора и ротора от сетей с различной частотой с дополнительным двигателем на валу (ВФТ).

^ 3.3. Классификация управляемых систем передачи переменного тока в электрических сетях.

Наименование

Обозначение

Статический тиристорный компенсатор

СТК

Синхронный статический компенсатор реактивной мощности на базе преобразователя напряжения

СТАТКОМ

Управляемый шунтирующий реактор с подмагничиванием

УШР

Реакторные группы, коммутируемые выключателями

ВРГ

Асинхронизированный синхронный компенсатор в том числе с маховиком

АСК

Неуправляемое устройство продольной компенсации

УПК

Управляемое устройство продольно компенсации

УУПК

Фазовращающийся трансформатор - вращающаяся машина с питанием статора и ротора от сетей с различной частотой с дополнительным двигателем на валу

ВФТ

Синхронный статический продольный компенсатор реактивной мощности на базе преобразователя напряжения

ССПК

Объединенный (параллельно-последовательный) регулятор потоков мощности

ОРПМ

Фазосдвигающий трансформатор, управляемый тиристорами

ФПУ

Асинхронизированный синхронный электромеханический преобразователь частоты


АС ЭМПЧ

Вставка постоянного тока на полностью управляемых приборах силовой электроники

ВПТН

Токоограничивающие устройства (Ограничители токов короткого замыкания)

ТОУ



^ 4. Технические характеристики устройств FACTS и рекомендации по их применению при проектировании и реконструкции объектов в ЕНЭС России

№ п/п

Название

Характеристика устройства

Область применения

1

2

3

4

1

Реакторные группы, коммутируемые выключателями (ВРГ)

Ступенчато-регулируемые реакторы, подключаемые к третичной обмотке автотрансформаторов (трансформаторов) посредством вакуумных элегазовых выключателей с числом коммутаций 5000 - 10000, временем включения/отключения выключателя Δt = 0,02 - 0,12с, задержки в системе измерения и регулирования 0,01- 0,02с.

Применяются для компенсации зарядной мощности линий электропередачи и в узлах нагрузки для поддержания напряжения в допускаемых пределах в установившихся ржимах. ВРГ предназначены для плавного регулирования напряжения (реактивной мощности) при мощностях, протекающих по линиям электропередачи, не превышающих натуральную. Предпочтительная область применения - распределительные сети.

2

Управляемый шунтирующий реактор с подмагничиванием постоянным током (УШР)

Состав устройства и принцип действия: выполняется на основе трансформатора с масляным охлаждением, в составе УШР на общем сердечнике сетевая обмотка реактора, компенсирующая обмотка, обмотка управления, и вне бака с УШР тиристорное выпрямительное устройство и фильтр. Быстродействие УШР определяется степенью форсировки и расфорсировки подмагничивания постоянным током и мощности выпрямительного устройства.

УШР предназначены для плавного регулирования напряжения (реактивной мощности) при мощностях, протекающих по линиям электропередачи не превышающих натуральную. УШР могут устанавливаться как на линиях электропередачи (линейные УШР), так и на шинах подстанции. Предпочтительная область применения - распределительные сети.

3

Статические тиристорные компенсаторы (СТК)


Состав устройства и принцип действия: индуктивный реактор с воздушным охлаждением и тиристорный вентиль с масляным или водяным охлаждением, образующие тиристорно-реакторную группу (ТРГ) с плавным регулированием угла зажигания тиристоров; параллельно с ТРГ подключена конденсаторная батарея (КБ) и фильтро-компенсирующие цепи (ФКУ), подключается к сети ВН через третичную обмотку НН автотрансформатора или через блочный повышающий трансформатор НН/ВН. Минимальная величина постоянной времени регулирования реактивной мощности составляет τрΣ = 0,01 - 0,02с.. Диапазон регулирования реактивной мощности обеспечивается выбором мощности ТРГ, КБ, ФКУ.

Для повышения устойчивости и пределов передаваемой по линиям электропередачи мощности. Обеспечивают регулирование напряжения (реактивной мощности) при мощностях в линиях электропередачи как ниже, так и выше натуральной. Предпочтительная область применения: распределительные и магистральные сети, межсистемные связи для целей глубокого регулирования реактивной мощности и обеспечения устойчивости.

Не эффективны в слабых сетях.


4

Статический компенсатор реактивной мощности на базе преобразователя напряжения (СТАТКОМ)


Состав и принцип действия: преобразователь напряжения выполняется, как правило, на силовых транзисторах, обеспечивающий генерацию и потребление реактивной мощности в диапазоне ±100% установленной мощности устройства, подключение к сети ВН через третичную обмотку НН автотрансформатора или через отдельный повышающий трансформатор НН/ВН. Является базовым статическим устройством FACTS-второго поколения, позволяющих реализовывать быстродействующее векторное регулирование в энергосистемах.

Применяются для динамической стабилизации напряжения, увеличения пропускной способности электропередачи, уменьшение колебаний напряжения, повышение устойчивости при электромеханических переходных процессах, улучшение демпфирования энергосистемы. Применяется в любых электрических сетях, особенно эффективен в слабых сетях.

5

Асинхронизированные компенсаторы (АСК)


Являются комплексами, состоящими из асинхронизированных электрических машин переменного тока и статических преобразователей частоты обеспечивают возможность осуществления векторного регулирования напряжения в энергосистемах Асинхронизированные компенсаторы (АСК) обладают высокой перегрузочной способностью (двукратная перегрузка по току в течение 300сек., диапазон регулирования мощности ±100%. Является базовым электромашинным устройством FACTS-второго поколения, позволяющих реализовывать векторное регулирование в энергосистемах. Возможно применение с маховиками на валу.

Применяются для динамической стабилизации напряжения, увеличения пропускной способности электропередачи, уменьшение колебаний напряжения, повышение устойчивости при электромеханических переходных процессах, улучшение демпфирования энергосистемы. Применяется в любых электрических сетях, особенно эффективен в слабых сетях. АСК с маховиком на валу эффективен при питании резко-переменных нагрузок, для демпфирования низкочастотных электромеханических колебаний.


6

Неуправляемое устройство продольной компенсации (УПК)

УПК функционируют посредством добавления емкостного напряжения для компенсации падения напряжения в линии на индуктивности, т.е. уменьшают реактивное сопротивление линии электропередач, генерируемая конденсатором, пропорциональна квадрату тока. Следовательно, последовательный конденсатор обладает саморегулирующим действием. При увеличении нагрузки системы реактивная мощность, генерируемая последовательным конденсатором, также увеличивается.

Применяется для повышения пропускной способности линии электропередач и динамической устойчивости благодаря установке последовательного конденсатора

7

Управляемое устройство продольной компенсация (УУПК)

Конфигурации УУПК включают в себя управляемые реакторы, соединенные параллельно с секциями батареи конденсаторов. Такая комбинация позволяет достичь плавное управление емкостным сопротивлением собственной (основной) частоты в пределах широкого диапазона.

Регулирует сопротивление ЛЭП, увеличивает пропускную способность, обеспечивает перераспределение мощностей по параллельным линиям электропередачи, демпфирует низкочастотные колебания мощности.


8

Фазоповоротное устройство (ФПУ)

Устройства, переключаемые посредством выключателей или тиристорных ключей отпайки трансформаторов, обеспечивающие регулирование фазы напряжения.

Применяется для оптимизации потоков мощности по параллельным ЛЭП, повышения пропускной способности.

9

Вставка постоянного тока на основе СТАТКОМов (ВПТН)

Вставка на базе двух СТАТКОМ, объединенных общим звеном постоянного тока и включаемых в рассечку линий электропередачи, связывающих две электрические системы. Обеспечивают регулирование как активной, так и реактивной мощности в широких пределах.


ВПТН применяется для несинхронного объединения любых энергосистем, где требуется регулирование реактивной мощности в широком диапазоне, в том числе и по межсистемным связям, относящих к категории «слабых». Обеспечивается надежное электроснабжение потребителей, уменьшаются объемы отключения потребителей ПА, появляется возможность оперативного обмена аварийным резервом мощности между ОЭС обеспечивается возможность работы в автономном режиме. Вставка на базе двух СТАТКОМ, объединенных общим звеном постоянного тока может связываться также линией постоянного тока (воздушной или кабельной).

10

Электромашинные преобразователи частоты (АС ЭМПЧ)

Две асинхронизированные машины с жестко связанными валами, работающие при различных частотах энергосистемы являются электромеханическим аналогом вставки постоянного тока, состоящей из двух СТАТКОМ. Обладает высокой перегрузочной способностью.

В отличие от ВПТН обе части энергосистемы электрически не связаны.

Область применения АС ЭМПЧ такая же, что и ВПТН. Особенно эффективен АС ЭМПЧ при питании нагрузок чувствительных к посадкам напряжения и потребителей с импульсной нагрузкой.

11

Объединенный регулятор потоков активной и реактивной мощности (ОРПМ)



Объединенный регулятор потоков активной и реактивной мощности, образуемый посредством параллельно - последовательного включения в рассечку линий электропередачи преобразователей типа СТАТКОМ либо АСЭМПЧ, в котором одна из асинхронизированных машин включается в сеть параллельно, другая последовательно. Регулируются: величина напряжения, фазовый угол и величина сопротивления линии.

ОРПМ применяется для комплексного регулирования активной и реактивной мощности и импеданса линии электропередачи. Предпочтительные области применения :межсистемные связи с особо сложными случаями обеспечения устойчивости ЭЭС.

12

Вращающийся трансформатор

(ВФТ)

Вращающийся трансформатор -вращающаяся машина с питанием статора и ротора от сетей с различной частотой с дополнительным двигателем на валу

ВФТ применяется для несинхронного объединения энергосистем, где имеются устройства регулирования реактивной мощности, в том числе и по межсистемным связям, относящих к категории «слабых».

13

Токоограничивающие устройства (Ограничители тока короткого замыкания) ( ТОУ)


Токоограничители на основе технологии FACTS

Схема последовательной компенсации, управляемой тиристорами, которая ограничивает ток аварии, в этой схеме конденсатор включён последовательно, управляемый тиристором реактор включён параллельно, который, в течение нормальной работы отключен и емкость обеспечивает требуемую компенсацию сопротивления линии.

ТОУ применяются для:

сохранения существующего на станциях и подстанциях коммутационного оборудования при введении новых мощностей или подключении новых линий;

упрощения коммутационного оборудования на вновь строящихся объектах;

повышения надежности питания промышленных предприятий за счет поддержания напряжения при глубоком ограничении токов КЗ;

повышения динамической устойчивости энергосистем за счет уменьшения эквивалентного индуктивного сопротивления и (или) введения активного;

снижение электродинамических и тепловых воздействий на оборудование за счет ограничения ударного и установившегося значения тока КЗ.

5 Факторы технико-экономического эффекта в электроэнергетических системах применения устройств FACTS

^ 5.1 Повышение управляемости режимов работы ЭЭС

Включение в состав ЭЭС устройств FACTS способствует повышению управляемости режимов работы ЭЭС, увеличению степени компенсации зарядной мощности электрической сети и переводу потоков активной мощности в линии с большим классом напряжения. Появляется возможность аккумулирования электроэнергии непосредственно в электрической сети с возвратом её в ЭЭС.

Благодаря этому создаются технические возможности для более полного использования пропускной способности существующих электрических сетей, вплоть до предела по нагреву проводов линий электропередачи, повышается статическая и динамическая устойчивость синхронной работы генераторов и нагрузки и улучшается качество электроэнергии. Расширяются возможности оперативной и автоматической нормализации и оптимизации параметров режимов работы ЭЭС.

^ 5.2 Повышение пропускной способности линий электропередач

Более полное использование пропускной способности существующих электрических сетей, в частности отдельных межсистемных и межгосударственных связей, может обеспечить:

передачу дополнительной электроэнергии из избыточных энергосистем с более низкими тарифами в дефицитные с вытеснением там менее экономичных источников энергии;

увеличение выдачи активной мощности электростанций, за счёт повышения максимально-допустимых перетоков мощности.

Это может позволить рассмотреть вопрос о переносе сроков ввода генерирующих мощностей и строительства новых высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП) с целью увеличения пропускной способности электрических сетей, а в отдельных случаях, возможно, и отказе от этих мероприятий. При этом генерирующая компания может получить дополнительную выручку на электростанциях от продажи электроэнергии, а сетевая компания - экономию затрат на строительство и эксплуатацию новых ЛЭП, а также дополнительную выручку за предоставляемые транспортные услуги по передаче электроэнергии в дефицитные районы.

В принимающей дефицитной энергосистеме или энергоузле выгода может быть получена за счет вытеснения замыкающих генерирующих мощностей с большими удельными расходами топлива и (или) использующих дорогое топливо, что приводит к снижению тарифов у потребителей.

^ 5.3 Повышение статической и динамической устойчивости ЭЭС

Повышение устойчивости синхронной работы генераторов и нагрузки снижает вероятность нарушения нормальной работы ЭЭС и соответственно способствует уменьшению частоты срабатывания противоаварийной автоматики (ПА), предотвращающей эти нарушения. Кроме того, появляется возможность снизить дозировки управляющих воздействий ПА, уменьшив тем самым объем отключений нагрузки и генераторов. Результатом этого является:

снижение потребности в аварийном резерве в ЭЭС;

уменьшение ущербов на электростанциях от недовыработки электроэнергии;

уменьшение компенсационных выплат потребителям за перерывы электроснабжения;

экономия топлива на повторные пуски энергоблоков электростанций, отключенных ПА.

^ 5.4 Повышение качества электроэнергии

Работа устройств FACTS обеспечивает частичное или полное исключение негативного влияния, вызываемого превышением нормативных значений таких показателей качества электроэнергии, как установившееся отклонение и размах изменения напряжения, несимметрия и степень искажения синусоидальности напряжения, длительность провалов напряжения. Он проявляется как у потребителя, так и в энергосистеме: на электростанциях и в электрических сетях.

^ У потребителей производственного профиля повышение качества электроэнергии позволяет снизить брак продукции, увеличить производительность технологического оборудования и уменьшить случаи его отключения из-за снижения напряжения и перегрузки из-за повышения напряжения сверх допустимых значений. Кроме того, снижается вероятность нарушения нормальной работы систем управления и технологической автоматики, а также скорость износа технологического оборудования.

Результатом этого могут быть: увеличение валового объема продукции, снижение ее себестоимости и экономия затрат на реновацию, текущие и аварийно-восстановительные ремонты технологического оборудования, а также снижение объема претензий к поставщику электроэнергии по компенсациям за невыполнение договорных обязательств по качеству электроэнергии.

^ У потребителей непроизводственной сферы повышение качества электроэнергии может сопровождаться уменьшением претензий по компенсациям экологического и материального ущерба.

^ Для электростанций повышение качества электроэнергии может способствовать: снижению ограничений рабочей мощности электростанций из-за уменьшения производительности вспомогательного оборудования при снижении напряжения; улучшению условий эксплуатации основного и вспомогательного оборудования, обусловленному симметрией, стабильностью и нормативным гармоническим составом напряжения. Это в свою очередь может способствовать уменьшению топливной составляющей в себестоимости произведенной продукции; снижению темпов износа оборудования с соответствующим продлением сроков его эксплуатации и увеличением межремонтных периодов. Можно ожидать повышения надежности работы оборудования и снижения потока его отказов, а также уменьшения вероятности несанкционированной работы релейной защиты и нарушений функционирования всех видов автоматики. В конечном счете, все это может привести к сокращению времени простоев оборудования электростанций в планово-предупредительных (ППР) и восстановительных (ВР) ремонтах с соответствующим увеличением числа часов использования его установленной мощности и увеличением объема товарной продукции.

В пределах электростанции суммарный экономический эффект от повышения качества электроэнергии может выражаться в снижении себестоимости товарной электроэнергии, затрат на реновацию, ППР, ВР и топливо для повторных пусков несанкционированно отключенного генерирующего оборудования. Можно ожидать рост выручки от продажи дополнительной электроэнергии.

^ В электрических сетях технический эффект от повышения качества электроэнергии может выражаться: в снижении потерь мощности в электросетевом оборудовании и в уменьшении расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций. Кроме этого можно ожидать снижения вероятности перегрузки и перевозбуждения автотрансформаторов связи электрических сетей разных классов напряжения, которые могут возникать при значительных отклонениях параметров режима от нормативных значений.

Также можно ожидать снижение темпов износа изоляции автотрансформаторов с соответствующим продлением срока их службы и межремонтных периодов, а также снижение вероятности нарушения работы релейных защит и сбоев в действии локальной и системной автоматики из-за асимметрии, нестабильности и искажения формы напряжения и токов.

Экономический эффект в электрических сетях от повышения качества электроэнергии может выражаться в снижении затрат на оплату электроэнергии для собственных нужд подстанций, реновацию, ППР и ВР.

^ 5.5 Нормализация параметров режимов работы ЭЭС

Нормализация параметров режимов работы ЭЭС обеспечивает стабилизацию напряжения на сетевом оборудовании и оборудовании подстанций, облегчение режимов работы турбогенераторов по реактивной мощности, разгрузку от реактивной мощности линий электропередач и сетевых трансформаторов и может иметь своими последствиями:

снижение темпов износа оборудования;

снижение ^ 7 Заключительные положения
Применение устройств FACTS в электроэнергетике позволит повысить управляемость режимов и устойчивость ЭЭС. Благодаря этому становится возможным уменьшение частоты срабатывания и дозировок управляющих воздействий противоаварийной автоматики, обеспечивается повышение качества электроэнергии и надежности электроснабжения потребителей. Создаются возможности для более полного использования пропускной способности существующих электрических сетей. Расширяются возможности оперативной и автоматической нормализации и оптимизации режимов ЭЭС. В определённых случаях устройства FACTS являются альтернативой сооружению дополнительных линий электропередач при выполнении заданных требований по надёжности, например требования по критерию п-1 .

Опыт внедрения и использования устройств FACTS в электроэнергетике России еще недостаточен.

Технико-экономический эффект от применения устройства FACTS носит общесистемный характер и проявляется одновременно у потребителей электроэнергии, в генерирующих и сетевых компаниях. При его количественной оценке в электроэнергетике России в настоящее время могут быть учтены только те факторы, которые связаны с повышением пропускной способности электрических сетей ЕНЭС высшего напряжения; с повышением статической и динамической устойчивости ЭЭС; перераспределением перетоков мощности в основной сети в зависимости от спроса и его покрытия по узлам; повышением экономичности работы энергосистем за счёт снижения потерь электроэнергии в сетях; с ограничением токов к.з.; с альтернативой сооружению электросетевых и генерирующих объектов.

В этих случаях в качестве источников окупаемости затрат на установку и эксплуатацию устройств FACTS рассматриваются:

вытеснение наименее экономичных генерирующих источников за счет повышения пропускной способности межсистемных связей и использования более экономичных станций,

снижение затрат на аварийный резерв, компенсационные выплаты за недоотпуск электроэнергии,

экономия затрат на сетевое строительство,

реновацию и все виды ремонтов оборудования.


Библиография


1. «Руководящие указания по выбору средств компенсации реактивной мощности и регулируемых трансформаторов в электрических сетях 110-1150 кВ» (Энергосетьпроект, ВНИИЭ, ЦДУ «ЕЭС России»), утверждено РАО «ЕЭС России» 4.04.1997 г.

2. «Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования» (Официальное издание. НПКВЦ «Теринвест», 2000 г).

3. «Методика расчёта экономического ущерба от нарушений в работе энергетического оборудования». (МТ-34-70-001-95. РАО «ЕЭС России». Москва. 1995 г).

4. «Методические указания по применению асинхронизированных турбогенераторов на реконструируемых, расширяемых и вновь строящихся тепловых электростанциях разных типов». (РАО «ЕЭС России». Москва,
1996 г).

5. Инструкция по расследованию и учёту технологических нарушений в работе энергосистем, электростанций, котельных, электрических и тепловых сетей. (Руководящий документ РД 153-34. 0-20.801-00. М.2001 г).

6. Руководящие указания по устойчивости энергосистем (Москва. 1994 РД 34.20.576-94).
7. «Методические рекомендации по оценке эффективности и разработке инвестиционных проектов и бизнес-планов в электроэнергетике (с типовыми примерами)», утвержденные Приказом ОАО «РАО ЕЭС России» от 31.03.2008 № 155 с учетом заключения Главгосэкспертизы России от 26.05.1999 № 24-16-1/20-113 .
8. ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения».

Приложение 1


Методика оценки технико-экономической эффективности применения устройств FACTS в ЕНЭС России


Технико-экономическая оценка эффективности применения УШР

^ Исходные данные. По электропередаче 500 кВ ПС0 - ПС1 - ПС2, протяженностью 700 км, прогнозируется электроснабжение потребителей дефицитной ОЭС1 от электростанций ОЭС2. Переток мощности по этой электропередаче в характерных режимах составляет 10 - 50% от натуральной мощности ВЛ 500 кВ. По условию включения линий, а также с целью компенсации их зарядной мощности на ПС1 необходима установка двух линейных шунтирующих реакт