Энергосистемы в целом. Электростанции всех типов и подстанции. Электрификация и сети

Рассмотрены основы теории, принципы построения и функционирования систем передачи и распределения электрической энергии, варианты расчета параметров рабочих режимов электрических сетей инженерными и численными методами. Приведены характеристики многорежимности и методы расчета потерь электроэнергии. Показаны принципы построения, оптимизации проектных решений, анализа эксплуатационных режимов и управления ими. Приведены упрощенная методика расчета режима системы электроснабжения городского района и алгоритм решения энергетических задач с подробными пояснениями.

Для контроля изоляции кабельных линий и самонесущих изолированных проводов, имеющих схожую конструкцию с кабелями, промышленностью выпускаются устройства, реагирующие на токи нулевой последовательности, возникающие в электрической сети при замыкании одной фазы на землю или снижении уровня фазной изоляции относительно земли. На правильную работу данных устройств могут воздействовать несколько факторов, которые при неблагоприятных условиях приведут к ложному срабатыванию устройства контроля изоляции кабельной линии (несимметричная нагрузка, нелинейная нагрузка и др.). С целью исключения влияния описанных выше факторов авторами обоснован метод определения уровня текущего состояния изоляции кабельных линий, позволяющий повысить точность определения истинной причины возникновения токов нулевой последовательности, которые появляются в электрической сети как при повреждениях изоляции, так и при несимметричной нагрузке. Измерения токов нулевой последовательности предлагается проводить двумя измерительными комплектами, расположенными в начале и конце линии, а оценку состояния изоляции – по разности токов начала и конца защищаемой линии. При нормальном состоянии изоляции эта разность будет близкой к нулю даже при наличии несимметричной нагрузки и других подобных факторов. В случае заметного снижения уровня изоляции эта разность станет отличной от нуля, что является сигналом о начале развития дефекта в изоляции. Предлагаемое авторами измерение активных составляющих токов в начале и в конце линии позволяет исключить влияние ёмкостных токов линии на устройства контроля изоляции, что повышает точность определения места возникновения повреждения изоляции

Составление и анализ электрических балансов промышленных объектов является одним из основных элементов комплекса работ, связанных с решением задач по экономии топлива и энергии. Электрический баланс – важная характеристика состояния электрического хозяйства предприятия, отражающая полное количественное соответствие между суммарной подведенной электроэнергией с одной стороны и суммарной полезной электроэнергией и ее потерями – с другой. Экспериментальные исследования, проведенные на ряде предприятий деревообрабатывающего комплекса, показали, что на этих производствах имеются значительные резервы экономии энергии. Их использование во многом зависит от правильной организации и технико-экономической обоснованности нормирования расходов электроэнергии. Нормированию подлежат все расходы электрической энергии на основные и вспомогательные производственно-эксплуатационные нужды, включая потери в электрических сетях. При нормировании расхода электроэнергии различают индивидуальные операционные и суммарные нормы удельного расхода. В настоящей статье предлагается подход к установлению операционной нормы удельного расхода электроэнергии при распиловке древесины на лесопильных рамах, учитывающий случайный характер размеров пиловочного сырья, а также потери электроэнергии в электрической сети. Для выполнения исследований использованы линейная модель графика потребляемой активной мощности двигателя механизма резания, а также методы теории вероятностей. В результате определены плотности распределения абсолютного и удельного расходов электроэнергии с учетом ее потерь в электрической сети, а также их числовые характеристики, установлены зависимости параметров линейной модели электропотребления от размеров пиловочного сырья и параметров работы лесопильных рам. Предложенные результаты могут быть использованы при составлении и анализе энергетических балансов в ходе решения задач нормирования электропотребления на деревообрабатывающих предприятиях. При анализе модели электропотребления было установлено, что ее показатели, являясь случайными величинами, имеют распределение, отличное от распределения Гаусса. Однако в целях упрощения дальнейшего анализа режима электропотребления плотность вероятностей была аппроксимирована нормальным законом распределения. Средняя ошибка аппроксимации не более 0,02 %. Также были получены формулы для расчета показателей электропотребления в зависимости от размеров пиловочного сырья. Для цитирования: Агеев С.П. Математическое моделирование электропотребления процесса рамной распиловки древесины // Лесн. журн. 2019. № 6. С. 194–201. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.194.
Drafting and analysis of electrical balances of industrial facilities is among the crucial components of a set of works driven by problem solution related to fuel and energy savings. Electrical balance is an important characteristic of the state of electric economy of an enterprise and reflects the total quantitative correlation between total delivered electrical energy, on the one hand, and total useful electrical energy and its losses, on the other. Experimental research carried out at a number of woodworking enterprises showed that these companies have considerable reserves of energy savings. Their use depends to a great extent on a proper management and engineering and economic feasibility of electric energy consumption rating. Total consumption of electric energy for basic and auxiliary production and operating needs, including electric line power losses, is a subject of regulation. Individual operation and total rates of specific consumption are distinguished in rating electric energy consumption. This article provides an approach to the setting of an operating rate of specific electric energy consumption for wood sawing with log frames, taking into account the random nature of sizes of sawing raw materials, as well as electric line power losses. In order to carry out the research, a linear model of the consumed active power curve of the cutting mechanism engine was used, as well as the probability theory methods. As a result, the distribution densities of the absolute and specific electric energy consumption are determined taking into account electric line power losses, as well as their numerical characteristics; the dependences of the linear model parameters of electric energy consumption on the sizes of sawing raw materials and the operation parameters of log frames are found. The proposed results can be used in drafting and analysis of energy balances in the course of solving the problems of rating electric energy consumption at woodworking enterprises. In the analysis of electric energy consumption model, it was found that its parameters, as the random variables, have a distribution that is different from normal distribution. However, in an attempt to simplify the further analysis of electric energy consumption mode, density of probabilities was approximated by the normal law of distribution. Average error of approximation was not more than 0.02 %. Also, calculation formulas for electric energy consumption parameters depending on the size of sawing raw materials were obtained. For citation: Ageev S.P. Mathematical Modeling of Electric Energy Consumption of Frame Sawing. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2019, no. 6, pp. 194–201. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.194

В учебном пособии рассмотрены основы энергоинжиниринга и прикладные задачи менеджмента и маркетинга при создании, эксплуатации и реконструкции энерготехнологических объектов. При решении поставленных задач используется системно-процессный подход, позволяющий грамотно оценить взаимное влияние ключевых процессов энергоинжиниринга друг на друга и корректно подойти к решению задач оценки эффективности энерготехнологических процессов и объектов. В основу учебного пособия положены авторские курсы «Энергоменеджмент и маркетинг рынков энергии и энергетического оборудования в агроинженерии», «Энергосервис и энергоаудит» и «Методология бизнес-инжиниринга энергосистем сельскохозяйственного потребителя», построенные на общей концепции формирования компетентности энергоменеджеров в аграрном секторе экономики.

Рассматриваются положения методики исследования микроТЭС на базе двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением и когенерацией, в основе которых лежат уравнения энергобалансов и законы теплообмена. Для такой установки на базе двигателей Hitachi мощностью 2,4 кВт проведено исследование, где показана эффективность применения когенерации в виде полезного использования теплового потока от охлаждающего головку цилиндра воздуха с последующим нагревом его за счет утилизации теплоты дымовых газов в дополнительном пластинчатом теплообменнике. Показано, что когенерация способна в 3−10 раз экономить затраты на топливо в сравнении с применением тепловых пушек в зависимости от длительности использования установок

Предлагается метод определения коэффициентов формы графиков электрической нагрузки, использующихся при расчетах потерь активной мощности и электроэнергии в сетях 6 – 10 кВ городских электрических сетей, основанный на информации о составе потребителей, питающихся от трансформаторной подстанции 10(6)/0,4 кВ. Рекомендуемые численные значения коэффициентов формы для коммунально-бытовых, промышленных и смешанных групп потребителей получены на основании расчетов фактических значений коэффициентов формы графиков нагрузки по активной и реактивной мощности на трансформаторных подстанциях. Получасовые графики электрической нагрузки по активной и реактивной мощности получены по данным электронных счетчиков электроэнергии, установленных на головных участках фидеров 10 кВ и трансформаторных подстанциях 10/0,4 кВ

Для оценки выходных характеристик систем бесперебойного электроснабжения предлагается использование математического моделирования. Для получения математической модели применена теория систем автоматического регулирования и метод перемен ных состояния

Изложены основные принципы построения математических моделей в задачах исследования физических процессов, решение задачи расчета установившихся режимов и анализа статической устойчивости электро-энергетических систем, а также задач синтеза и анализа логических схем, практические навыки использования современных методов компьютерного моделирования, в частности в программных системах Mathcad, Microsoft Excel, Electronics Workbench. Подготовлено в соответствии с основной образовательной программой подготовки бакалавра по направлениям 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и 110800 «Агроинженерия».

Учебное пособие предназначено для изучения дисциплины «Модели оптимизации развития электроэнергетических систем», кроме того, может быть использовано при изучении отдельных разделов спецкурсов и дисциплины «Электроэнергетические системы и сети». Наряду с изложением традиционных методов решения задач развития ЭЭС в предлагаемом учебном пособии рассмотрены новые подходы, нацеленные на решение задач развития в условиях перехода к рыночной экономике. К ним относятся формирование критериев в задачах управления и развития электроэнергетики с учетом многосубъектности, методы технико-экономических расчетов, модели экологических критериев, многокритериальный анализ в условиях неопределенности и другие.

В пособии изложены основные закономерности процессов минералообразования в техногенных условиях и минералогические подходы в оценке экологической ситуации урбанизированных территорий.

Рассмотрены различные аспекты управления качеством электроснабжения (УКЭС) в условиях неопределённости на основе развития методов многоцелевой оптимизации. Рассматриваются различные методы принятия решения, разработка адаптивных моделей УКЭС в составе технологических АСУ электроэнергетических систем, проблемы создания эффективных алгоритмов УКЭС с учетом кибернетических свойств ЭЭС и обеспечения устойчивости приближенных решений гибридных моделей УКЭС.

В учебном пособии изложены методологические основы моделирования объектов и процессов при решении задач электроэнергетики. Рассматриваются три уровня представления математических моделей: микро- макро- и метауровень. Приводятся примеры моделирования основных объектов электроэнергетических систем в задачах, связанных с анализом установившихся режимов электрических сетей. Дано описание подходов к прогнозированию электропотребления и нагрузки энергосистем с использованием различных моделей. Приводятся методы построения математических моделей, выбора их структуры и вычисления параметров моделей. Примеры использования и исследования математических моделей даны в системе Mathcad.