Обоснование мощности аварийного резерва

Аварии - отказы, сопровождающиеся крупными нарушениями режима рабо­ты объекта, приводящими к частичному или полному разрушению, соз­дающими опасность для жизни людей и окружающей среды.

Аварийный резерв мощности предназначен для компенсации снижения мощности энергосистемы при выходе агрегатов в аварию.

В децентрализованной схеме энергоснабжения (на автономно ра­ботающей электростанции) мощность аварийного резерва должна быть не меньше мощности самого крупного агрегата на станции.

Создание аварийного резерва мощности сопряжено с дополни­тельными затратами энергетической компании на строитель­ство и содержание резерва в работоспособном состоянии, при этом ущерб у потребителей снижается. Отсутствие или дефицит резервной мощности приводит к переры­вам в энергоснабжении, недоотпуску электроэнергии потребителям, от­клонению качественных параметров электроэнергии от нормативных, что может вызвать экономический ущерб у потребителей энергии, но при недостаточном резерве мощности затраты на его создание и содержание сокращаются. При обосновании мощности аварийного резерва следует определить оптимальную величину, которой соответствует минимум затрат на создание, содержание резерва и мощности на возмещение ущерба у потребителей.

При определении мощности аварийного резерва в энергосистеме следует учитывать ряд условностей:

· единичная мощность агрегатов в энергосистеме одинаковая и определяется по формуле:

N_{ср агр} = N_{эн сист} /n_агр ,

где N_{эн сист} – установленная мощность станций энергосистемы, n_агр – число установленных агрегатов в энергосистеме;

· выход агрегата в аварию - случайное событие, поэтому возможный дефицит мощности и энергии в системе явля­ется вероятностной величиной. Для обоснования мощности аварийного резерва целесообразно использовать методы теории веро­ятности.

· увеличение мощности аварийного резерва осуществляется последовательной установкой дополнительных резервных агрегатов мощностью N_{ср агр}. При увеличении аварийного резерва путем ввода одного дополнительного агрегата дефицит мощности в системе и соответственно ущерб у потре­бителей снижается, а затраты в резервирование возрастают.

· оптимальная мощность аварийного резерва в энергосистеме определяется из условия минимума суммы дисконтированных затрат на установку резервных агрегатов и затрат на возмещение ущерба у потребителей.

Суммарные затраты на резервирование и возмещение ущерба определяются по формуле:

3 = _рез* N_рез + _ущ * Э_{недоотп}

где _рез - удельные дисконтированные затраты на создание и содержа­ние одного киловатта резервной мощности, руб./кВт; N_рез – мощность аварийного резерва, кВт;

_ущ – удельный ущерб от недоотпуска одного киловатт-часа потре­бителям, руб./кВтч;

Э_{недоотп} – недоотпуск электроэнергии потребителям, кВт*ч/год.

Условием достижения минимальных затрат является равенство:

3 / N_рез = (_рез * N_рез / N_рез.) + (_ущ * Э_{недоотп.} /N_рез.) = 0;

_рез = _ущ * Э_{недоотп.} /N_рез,

где - первая производная.

Выражение является условием установки последнего резервного агрегата, которое можно сформулировать как равенство удельных дисконтированных затрат на создание и содержание дополнительного киловатта мощности аварийного резерва и удельных дисконтирован­ных затрат на возмещение ущерба у потребителей от каждого допол­нительно недоотпущенного киловатт-часа энергии.