Разработка методов оценки энергосбережения с применением конденсаторных установок для распределительных сетей АПК

На правах рукописи

КОРЕПАНОВА ОЛЬГА ЮРЬЕВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

С ПРИМЕНЕНИЕМ КОНДЕНСАТОРНЫХ УСТАНОВОК

ДЛЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ АПК

Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА

2009

Работа выполнена на кафедре «Технологии и оборудование пищевых и перерабатывающих производств» в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА)

Научный руководитель:	доктор технических наук, профессор
Официальные оппоненты:	доктор технических наук, профессор
	кандидат технических наук, профессор
Ведущая организация –	Государственное учреждение «зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока им. » (НИИСХ Северо-Востока им. )

Защита состоится «_28_» _мая_____ 2009 г. в _13-00_ часов на заседании диссертационного совета КМ220.030.02 в ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА» -225.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Ижевской государственной сельскохозяйственной академии».

Автореферат разослан «_27_» __апреля___ 2009 г.

ГСХА, с авторефератом на сайте www. *****

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность темы. Уменьшение потерь активной электроэнергии, обусловленных перетоками реактивных мощностей, является реальной эксплуатационной технологией энергосбережения в электрических сетях.

Компенсация реактивной мощности (КРМ) сельскохозяйственных потребителей с каждым годом становится все более актуальной в связи с вводом животноводческих
и птицеводческих комплексов, увеличением числа электромеханизированных ферм, предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции и др.

В электрических сетях сельскохозяйственного назначения (ЭССХ) 30% потерь электроэнергии обусловлено передачей реактивной мощности. В абсолютном исчислении это составляет около 6 млрд. кВтч. Однако до сих пор вопросам компенсации реактивной мощности в ЭССХ уделяется явно недостаточно внимания.

Стимулирование потребителей к поддержанию оптимального для энергосистемы коэффициента реактивной мощности было введено еще в 30-х годах прошлого века, во времена интенсивной индустриализации. Была разработана гибкая система скидок и надбавок к тарифу за электроэнергию. Основной целью снижения величины реактивной мощности тогда было стремление к минимизации расходов на строительство электрических сетей.

Система скидок и надбавок с течением времени претерпевала свои изменения, равно как и менялись нормы на оптимальный коэффициент реактивной мощности. Последняя редакция «Правил применения скидок и надбавок к тарифам на электрическую энергию за потребление и генерацию реактивной энергии» была утверждена в декабре 1997 года.

После отмены приказом Минэнерго России от 01.01.2001 №2 «Правил пользования электрической и тепловой энергией» потребители утратили стимул участвовать в поддержании коэффициента реактивной мощности и компенсировать реактивную мощность на шинах нагрузок, вследствие чего возникли следующие проблемы:

- снижение уровней напряжения на шинах электроустановок потребителя;

- уменьшение пропускной способности линий электропередач из-за загрузки реактивной мощностью;

- существенное возрастание потерь электрической энергии;

- снижение надёжности схем питания потребителей.

Приказом Минпромэнерго России от 01.01.01г. №49 был утвержден Порядок расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии.

Значения соотношения потребления активной и реактивной мощностей () определяются в виде предельных значений коэффициента реактивной мощности, потребляемой в часы больших суточных нагрузок электрической сети, соблюдение которых обеспечивается покупателями электрической энергии (мощности) – потребителями услуг по передаче электрической энергии посредством соблюдения режимов потребления электрической энергии (мощности) либо использования устройств компенсации реактивной мощности.

Значения коэффициентов реактивной мощности определяются отдельно для каждой точки присоединения к электрической сети в отношении всех потребителей.

Таблица 1 – Предельные значения коэффициента реактивной мощности

Положение точки присоединения потребителя к электрической сети	tg j
напряжением 110 кВ (154 кВ)	0,5
напряжением 35 кВ (60 кВ)	0,4
напряжением кВ	0,4
напряжением 0,4 кВ	0,35

Действующие нормативно-технические документы по компенсации реактивной мощности не распространяются на сельскохозяйственных потребителей. Это привело к тому, что в настоящее время конденсаторные установки в ЭССХ практически отсутствуют. В результате на ряде подстанций в часы максимума нагрузки коэффициент мощности достигает 0,84…0,90, а в ночные часы увеличивается до 1,3…1,5.

Цель работы. Состоит в исследовании и разработке методов оценки энергосберегающих мероприятий с применением конденсаторных установок для распределительных сетей АПК. Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие основные задачи:

- разработать методы оценки энергосберегающих мероприятий с применением конденсаторных установок для распределительных сетей АПК;

- усовершенствовать модель распределительной сети в программном комплексе для расчета установившихся режимов;

- разработать модель расчета энергоёмкости процесса передачи электрической энергии по распределительной сети АПК на основе метода конечных отношений;

- определить эффективность методов оценки разработанных мероприятий по энергосбережению.

Объект исследований – энергосберегающие мероприятия с применением конденсаторных установок для распределительных сетей АПК.

Предмет исследований – методы оценки энергосберегающих мероприятий с применением конденсаторных установок для распределительных сетей АПК.

Научную новизну работы составляют:

- использование функции расчета энергоёмкости распределительной сети АПК в программном комплексе Rastr для оптимизации режима потребления реактивной мощности с целью снижения технических потерь электрической энергии;

- модели расчета энергоёмкости процесса передачи электрической энергии в распределительных сетях АПК и оптимизированные структуры этих сетей;

- зависимость между изменением пропускной способности и суммарной энергоёмкостью распределительной сети АПК.

Практическая значимость работы определяется следующими результатами:

- разработаны методы оптимизации процесса режима потребления реактивной мощности для распределительной сети АПК;

- получены зависимости, отражающие влияние конденсаторных установок на качество электрической энергии для распределительной сети конкретного предприятия АПК.

Реализация результатов исследования. Результаты исследований внедрены и использованы при проведении энергосберегающих мероприятий с применением конденсаторных установок в распределительной сети (Удмуртская республика).

Усовершенствованный программный комплекс Rastr может использоваться проектными организациями при разработке мероприятий по энергосбережению.

На защиту выносятся следующие положения:

- результаты усовершенствования модели распределительной сети в программном комплексе Rastr;

- модели расчета энергоёмкости процесса передачи электрической энергии по распределительной сети АПК для оценки энергосберегающих мероприятий с использованием конденсаторных установок;

- технико-экономические показатели эффективности методов оценки разработанных мероприятий по энергосбережению.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях: «Актуальные проблемы механизации сельского хозяйства», Ижевск, 2005 год; «Научное обеспечение реализации национальных проектов в сельском хозяйстве», Ижевск, 2006; «Инновационное развитие АПК. Итоги и перспективы», Ижевск, 2007; «Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования», Санкт-Петербург, г. Пушкин, 2008.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей, в том числе – 1 в центральном издании.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка используемых источников и приложений. Работа изложена на 121 страницах основного текста, содержит 33 рисунка, 20 таблиц и список использованных источников из 111 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, рассмотрены состояние вопроса, цели и задачи исследований, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен обзор положения в области энергосбережения и компенсации реактивной мощности; рассмотрены законодательные и нормативные акты, существующие в настоящее время в России по данному вопросу; даны основные понятия и определения в области компенсации реактивной мощности; проведен обзор компенсирующего оборудования; выявлены основные направления, тенденции развития, технологии; приведена возможность разработки математических моделей для расчета эффективности применения конденсаторных установок.

Тесная взаимосвязь состояния энергетики и агропромышленного комплекса как за рубежом, так и в нашей стране достаточно известна.

Агропромышленный комплекс России, производящий 20-30% национального продукта, является одним из крупнейших потребителей топливно-энергетических  ресурсов.  Объем  потребления сельскохозяйственными товаропроизводителями энергетических ресурсов, например, в 2006 году составил 70 миллион тонн условного топлива.

В настоящее время энергоёмкость продукции сельского хозяйства в России в два-пять раз выше, чем в передовых странах мира. Даже при опережающем росте цен на сельскохозяйственную продукцию доля энергозатрат в ее себестоимости с 1995 по 2005 годы возросла с 4-8 % до 10-30 %.

Энергосбережение сегодня определено как одно из приоритетных направлений развития науки и техники в сфере производства сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов.

Схемы электроснабжения предприятий агропромышленного комплекса отличаются от типовых схем в районах рассредоточенной сельскохозяйственной нагрузки и приближаются к соответствующим схемам для промышленных предприятий.

Выбор и размещение устройств компенсации реактивной мощности в электрических сетях производятся исходя из необходимости обеспечения требуемой пропускной способности сети, примеры которых представлены на рис.1.

Компенсация реактивной мощности в сетях АПК является задачей необходимой и экономически оправданной. Уменьшение реактивной нагрузки:

- позволит потребителю прирастить свои производственные мощности без увеличения потребления из сети;

- или к этим же ВЛ (ПС) можно будет дополнительно присоединить новых потребителей.

Генераторы электростанций не могут обеспечить всей потребности в реактивной мощности. Поэтому в распределительных сетях широко применяются компенсирующие устройства: конденсаторные батареи, синхронные компенсаторы, синхронные двигатели.

Рисунок 1 – Выбор и размещение устройств компенсации реактивной мощности

Повышение экономичности электроснабжения сельского хозяйства – большая комплексная задача. По существу, с ней тесно связаны задачи повышения качества электроэнергии и надежности электроснабжения.

Наиболее эффективное из мероприятий по энергосбережению – компенсация реактивной мощности.

Перед установкой какого-либо энергосберегающего оборудования должна быть произведена оценка эффективности его установки.

Существует большое количество методик оценки эффективности использования конденсаторных установок, данные методы основаны на сравнительной характеристике стоимостей устанавливаемого оборудования, суммарным удельным годовым затратам на генерацию реактивной мощности установками. Применяемые методики оценки не всегда соответствуют поставленным задачам, являются затратными по времени.

Профессором разработан метод оценки энергосбережения, где в качестве основ­ного понятия, определяющего содержание метода, предложена энергоёмкость в несколько более широком толковании, чем это принято. Это понятие оказалось более продуктивным, чем про­стое понятие количества энергии.

Использование понятия энергоёмкости может служить основой для нового метода оценки энергосберегающих мероприятий с использованием конденсаторных установок в распределительных сетях АПК.

При решении вопросов размещения конденсаторных установок в распределительной сети необходимо проведение расчетов режимных параметров. В настоящее время для таких расчетов используются программные комплексы. Введение в программные комплексы новых методов оценки энергосбережения позволит оптимизировать режим потребления реактивной мощности.

Рассмотрены основные показатели качества электрической энергии согласно ГОСТ «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения», имеющие непосредственную связь с энергосберегающими мероприятиями с применением конденсаторных установок.

Проведенный аналитический обзор позволил установить:

- необходимость применения новых методов оценки эффективности применения конденсаторных установок в распределительных сетях АПК;

- необходимость усовершенствования программных комплексов для оптимизации распределения реактивной мощности;

- задачи диссертационной работы.

Во второй главе представлена разработка нового подхода для оценки эффективности энергосберегающих мероприятий с применением конденсаторных установок для распределительных сетей АПК.

Автор методики оценки энергосбережения применил понятие энергоёмкости продукции qэ, численное значение которой определяется как отношение потребленной энергии к объему выпуска продукции.

Рассмотрим в качестве продукции электрическую энергию, таким образом, значение энергоёмкости передачи электрической энергии по распределительной сети АПК принимает следующий вид:

, (1)

где Рвхi – активная мощность на входе элемента (КЛ(ВЛ), трансформатор), Вт; Рвыхi – активная мощность на выходе элемента (КЛ(ВЛ), трансформатор), Вт.

Для двух последовательных элементов общая энергоёмкость составит:

. (2)

Для параллельного соединения из двух элементов общая энергоёмкость составит:

. (3)

Энергоёмкость сложной электрической сети рассчитывается на основании ее схемы.

Например, на рис.2 приведена схема для определения модели расчета энергоёмкости процесса передачи электрической энергии.

Рисунок 2 – Схема для определения модели расчета энергоёмкости процесса передачи электрической энергии

Энергоёмкость представлена ниже:

; (4)

; (5)

; (6)

. (7)

При последовательном соединении мощность от одного элемента к другому передается без потерь, выход элемента без потерь ведет на вход другого: , расчетная модель для сложной схемы упрощается и принимает следующий вид:

. (8)

Предлагаемый метод оценки энергосберегающих мероприятий с применением конденсаторных установок на основе понятия энергоёмкости передачи электрической энергии по распределительной сети АПК можно использовать для усовершенствования программного комплекса.

В настоящее время существует несколько программных комплексов для расчета режимов электрических сетей, рассмотрим некоторые из них, а именно Rastr, КОСМОС.

КОСМОС – расчет установившихся режимов на базе снятых телеметрических измерений, оптимизация режима по реактивной мощности.

Rastr – для расчета установившихся режимов, не связан с телемеханикой, оптимизация режима по реактивной мощности.

Из рассмотренных программных комплексов задачам оптимизации энергосберегающих мероприятий с применением конденсаторных установок в распределительных сетях АПК наиболее подходит программный комплекс Rastr.

Введение функции расчета энергоёмкости передачи электрической энергии в программном комплексе позволяет расширить возможности оптимизации режима потребления реактивной мощности, окно ПК Rastr с вводом функции приведено на рис.3.

Рисунок 3 – Ввод функции расчета энергоёмкости процесса передачи электрической энергии по распределительной сети АПК

Таким образом, применение понятия энергоёмкости передачи электрической энергии можно использовать как основу метода оценки энергосберегающих мероприятий с применением конденсаторных установок в распределительных сетях АПК.

Использование функции расчета энергоёмкости передачи электрической энергии по распределительной сети АПК в программном комплексе Rastr позволяет расширить возможности оптимизации режима по реактивной мощности.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований:

- разработанного метода оценки энергосберегающих мероприятий в распределительной сети АПК (на примере );

- усовершенствованного ПК Rastr c использованием функции расчета энергоёмкости передачи электрической энергии по распределительной сети АПК.

Система электроснабжения включает: ПС Успенка 110/10 кВ, распределительную сеть 10 кВ, от которой питается 26 понизительных трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ. Потребителями электроэнергии, помимо подразделений свинокомплекса (сельскохозяйственных потребителей), является и население.

Исследования проведены для трех вариантов размещения конденсаторных установок:

- на шинах 0,4 кВ ТП 601 10/0,4кВ; ТП 602 10/0,4кВ; ТП 636 10/0,4кВ;

- на шинах 10 кВ ТП 601 10/0,4кВ; ТП 602 10/0,4кВ; ТП 636 10/0,4кВ;

- на шинах 10 кВ ПС Успенка 110/10 кВ.

Исходные данные по режимным параметрам сети измерялись с помощью анализатора качества электрической энергии AR5 Circutor.

Режим потребления реактивной мощности в распределительной сети АПК рассчитывался в ПК Rastr без введения функции расчета энергоёмкости передачи электрической энергии. Результаты расчета приведены в таблицах.

Таблица 2 – Результаты расчета режима по 1 варианту размещения КУ

	до установки КРМ	после установки КРМ	разница
P, кВт	Q, квар	P, кВт	Q, квар	P, кВт	Q, квар
Генерация	4 291	3 655	4 269	2 773	22	882
Нагрузка	4 185	3 259	4 185	3 259	0	0
Потери	106	396	84	-486	22	882

Таблица 3 – Результаты расчета режима по 2 варианту размещения КУ

	до установки КРМ	после установки КРМ	разница
P, кВт	Q, квар	P, кВт	Q, квар	P, кВт	Q, квар
Генерация	4 291	3 655	4 270	2 773	22	882
Нагрузка	4 185	3 259	4 185	3 259	0	0
Потери	106	396	85	-486	21	882

Таблица 4 – Результаты расчета режима по 3 варианту размещения КУ

	до установки КРМ	после установки КРМ	разница
P, кВт	Q, квар	P, кВт	Q, квар	P, кВт	Q, квар
Генерация	4 291	3 655	4 291	2 808	0	847
Нагрузка	4 185	3 259	4 185	3 259	0	0
Потери	106	396	106	-451	0	847

Для распределительной сети определены модели расчета энергоёмкости процесса передачи электрической энергии по фидерам, согласно методике изложенной во 2 главе.

Фидер 2:

. (9)

Фидер 7 (12):

(10)

Фидер 8 (13):

. (11)

Фидер 9 (14):

. (12)

Фидер 17:

. (13)

Изменение энергоёмкости передачи электрической энергии по распределительной сети АПК возможно как при использовании конденсаторных установок, так и при изменении конфигурации сети. Были рассмотрены различные варианты конфигурации сети, изменение мест и мощности включаемых конденсаторных установок:

- при размещении КУ на шинах 0,4 кВ ТП квар), квар), квар) и изменении конфигурации сети;

- при размещении КУ на шинах 10 кВ ТП квар), квар), квар);

- при размещении КУ на шинах 10 кВ ТП квар), квар), квар);

- при размещении КУ на шинах 0,4 кВ ТП квар), квар), квар) и изменении конфигурации сети;

- при размещении КУ на шинах 0,4 кВ ТП квар), квар), квар) и изменении конфигурации сети;

- при размещении КУ на шинах 10 кВ ТП квар), квар), квар) и изменении конфигурации сети;

- при размещении КУ на шинах 0,4 кВ ТП квар), квар), квар) и изменении конфигурации сети;

- при размещении КУ на шинах 0,4 кВ ТП квар), квар);

- при размещении КУ на шинах 0,4 кВ ТП квар), квар);

- при размещении КУ на шинах 10 кВ ТП квар), квар).

Для одного из вышеперечисленных вариантов, схема которого приведена на рис.4, с помощью усовершенствованного программного комплекса с использованием функции расчета энергоёмкости определены режимные показатели распределительной сети, включая изменение пропускной способности и суммарной энергоёмкости, результаты приведены в таблице 5.

Рисунок 4–Схема сети при размещении КУ на шинах 0,4 кВ ТП квар), квар), квар) и изменении конфигурации сети

Таблица 5 – Результаты расчета с помощью усовершенствованного ПК Rastr

	до	после	изменение пр. се-ти	энергоёмкость
P, кВт	Q, квар	S, кВА	P, кВт	Q, квар	S, кВА	∆П, %	q
1	2	3	4	5	6	7	8	9
	1. .Модель сети при установке КРМ на шинах 0,4 кВ ТП квар), квар), квар) и изменении конфигурации сети
Генерация	4 291	3 655	5 636	4 273	2 825	5 122	9,123	1,0210
Нагрузка	4 185	3 259		4 185	3 259

Для нахождения зависимости между изменением пропускной способности и суммарной энергоёмкостью сети для каждого из 10 вариантов определены значения суммарных энергоемкостей по программе Rastr с введенной функцией расчета энергоёмкости.

Изменение пропускной способности распределительной сети определено по следующей формуле:

, (14)

где ∆П – изменение пропускной способности сети, %; Sдо – полная мощность, поступающая в распределительную сеть до применения конденсаторных установок, кВА; Sпосле – полная мощность, поступающая в распределительную сеть после применения конденсаторных установок, кВА.

По результатам расчета 10 вариантов схем получена следующая зависимость:

Рисунок 5 – Зависимость между изменением пропускной способности и суммарной энергоёмкостью распределительной сети АПК

По горизонтальной оси точками отмечены значения суммарных энергоемкостей передачи электрической энергии для исследуемых 10 вариантов конфигурации сети, изменение мест и мощности включаемых конденсаторных установок.

Полученные отдельные точки достаточно хорошо описываются степенной функцией, аппроксимируемой по методу наименьших квадратов.

, (15)

где ∆П – изменение пропускной способности сети, %; q – суммарная энергоёмкость сети; c, b – константы.

Полученная зависимость характеризует различные варианты конфигурации сети и изменения емкости, количества и мест подключения конденсаторных установок.

Наибольшее влияние на изменение указанных параметров оказывает емкость и количество конденсаторных установок.

При увеличении пропускной способности сети на с 4 до 12% энергоёмкость уменьшается на 0,6%.

Для конкретной распределительной сети применены:

- разработанный метод оценки энергосберегающих мероприятий с применением конденсаторных установок для распределительной сети АПК;

- усовершенствование программного комплекса Rastr с функцией расчета энергоёмкости;

- определена зависимость изменения пропускной способности от суммарной энергоёмкости передачи электрической энергии при изменении режимных и конструктивных параметров.

В четвертой главе представлены экономическая эффективность и технико-экономические характеристики разработанных мероприятий.

В результате анализа схемы и применения конденсаторных установок получены следующие результаты:

- уменьшение потерь электрической энергии, увеличение напряжения, tgφ при этом снизился со значения 0,6…0,75 до 0,35…0,4, что соответствует оптимальным значениям коэффициента реактивной мощности для сети напряжением 10 кВ;

- увеличению пропускной способности линий электропередач; пропускная способность распределительной сети 10 кВ увеличилась на 24 кВт или 0,7%;

- улучшению технико-экономической эффективности систем электроснабжения потребителей; эффективность компенсации реактивной мощности в распределительных сетях сельскохозяйственного назначения составляет около 260 кВтч снижения потерь электроэнергии в год на 1 квар установленной мощности компенсирующих устройств.

Оценена эффективность мер по энергосбережению по методу конечных отношений. В соответствии с этой методикой вводится понятие энергоёмкости. В общем случае она определяется как отношение потребленной энергии к объему выпускаемой продукции. В рассматриваемом примере продукцией является электроэнергия, отпускаемая потребителю из сети 10 кВ.

Таблица 6 – Значение энергоёмкости

	До установки КРМ	После установки КРМ
Энергоёмкость	1,027	1,018

Рассмотрим возможности выхода на энергоёмкость через рыночные параметры производства. Определим стоимостное содержание единицы энергии на входе предприятия и стоимостное содержание единицы продукции на выходе. Названные величины являются обратными по отношению к тарифу на энергию СТ (руб.) и к цене продукции Ц (руб.). Примем в качестве тарифа на электроэнергию – тариф отпуска электроэнергии в рассматриваемую сеть – 0,85 руб., а цена продукции – тариф отпуска электроэнергии потребителю – 1,15 руб. Запишем формулу для расчета энергоёмкости через рыночные параметры производства:

. (16)

Полученная таким образом величина Ц/СТ имеет размерность энергоёмкости. Обозначим максимально допустимую для производства в рыночных условиях энергоёмкость - qnmax. Отсюда получаем общее условие окупаемости энергозатрат в виде неравенства для реальной энергоёмкости qn :

, (17)

где К – доля энергии в цене продукции.

По расчетам получается 1,027>1,018, что свидетельствует об окупаемости предложенных мероприятий.

При постоянной рыночной энергоёмкости уровень доходности энергопотребления будет расти со снижением производственной энергоёмкости.

Для планирования развития производства необходимо сравнить стоимость увеличения производственной мощности:

, (18)

где Мпбаз – базовая производственная мощность, Вт; Мп – производственная мощность, Вт; q – относительная энергоёмкость.

Дополнительная стоимость реализованной продукции определится выражением

; (19)

,

где Ц – цена продукции, руб.; t – время.

Затраты на установку КРМ составляют 276,20 тыс. руб. Из расчетов можно сделать вывод, что в течение года 207,53 тыс. руб. будут включены в затраты на энергосберегающие мероприятия и таким образом в течение 1,3 года мероприятия по энергосбережению окупятся полностью.

Таким образом, подтверждена возможность построения на основе понятия энергоёмкости методов расчета основных параметров, определяющих техническую и экономическую целесообразности мер по энергосбережению в распределительных сетях с сельскохозяйственной нагрузкой.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Предложен новый подход к оценке энергосберегающих мероприятий с применением конденсаторных установок для распределительных сетей АПК на основе энергоёмкости передачи электрической энергии.

2. Разработаны модели расчета энергоёмкости передачи электрической энергии по распределительным сетям АПК, позволяющие оптимизировать структуру этих сетей.

3. Усовершенствован программный комплекс Rastr путем введения функции энергоёмкости, позволяющий расширить возможности оптимизации распределительной сети АПК по реактивной мощности.

4. Разработанная модель расчёта энергоёмкости и усовершенствованный программный комплекс Rastr позволяют для любой распределительной сети АПК получить зависимости между изменением пропускной способности сети и ее суммарной энергоёмкостью.

Для распределительной сети конкретного предприятия () при увеличении пропускной способности сети с 4 до 12% энергоёмкость уменьшается на 0,6%.

5. Производственная проверка разработанного метода оценки и усовершенствованного программного комплекса Rastr в распределительной сети показала:

- потери электрической энергии уменьшились, увеличилось напряжение, tgφ изменился со значения 0,6…0,75 до 0,35…0,4, что соответствует предельным значениям коэффициента реактивной мощности для сети напряжением 10 кВ;

- пропускная способность распределительной сети 10 кВ увеличилась на 24 кВт или 0,7%;

- затраты на энергосберегающие мероприятия в течение 1,33 года окупятся полностью.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

КУ – конденсаторная установка;

КРМ – компенсация реактивной мощности;

ЭССХ – электрические сети сельскохозяйственного назначения;

ВЛ – воздушная линия;

ПС – подстанция;

ЭЭС – электроэнергетическая система;

БСК – батарея статистических конденсаторов;

ШКБ – шунтирующая конденсаторная батарея;

ТП – трансформаторная подстанция;

КТП – комплектная трансформаторная подстанция;

ПК – программный комплекс;

tg φ – коэффициент реактивной мощности;

r – активное сопротивление, Ом;

х – индуктивное сопротивление, Ом;

b – ёмкостная проводимость, См;

P – активная мощность, Вт;

Q – реактивная мощность, вар;

q – энергоёмкость.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ

ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

Издания, указанные в перечне ВАК

1 Корепанова реактивной мощности как средство энергосбережения в сетях с сельскохозяйственной нагрузкой / , , // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – №12. – 2008. – С. 43 – 44.

Другие издания:

1 Шумилова объемных фигур на базе траектории эволюции свойства физического объекта / , , // Научное обеспечение реализации национальных проектов в сельском хозяйстве: всероссийская научно-практическая конференция. Том III. – Ижевск, – 2006. – С.

2 Корепанова комплекс Rastr для расчета установившихся режимов / , // Научный потенциал – аграрному производству: материалы всероссийской научно-практической конференции, посвященной 450-летию вхождения Удмуртии в состав России. том IV. – Ижевск, – 2008. – С.

3 Корепанова реактивной мощности как средство энергосбережения / , , // Научный потенциал – аграрному производству: материалы всероссийской научно-практической конференции, посвященной 450-летию вхождения Удмуртии в состав России. том IV. – Ижевск – 2008. – С.

4 способы анализа и расчета энергосберегающих технологий переработки сельскохозяйственных продуктов / , , // Научный потенциал – современному АПК: Всероссийская научно-практическая конференция. Том III. – Ижевск, – 2009. – С.

5 способы анализа энергосберегающих технологий переработки сельскохозяйственных продуктов / , , // Научный потенциал – современному АПК: Всероссийская научно-практическая конференция. Том III. – Ижевск, – 2009. – С.

Заказ № 000. подписано в печать 21.04.2009 г.

Формат 60х84/16. Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз.

ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА.

1