8 Выбор оптимального варианта развития

электрической сети

Согласно [4], при сопоставлении вариантов в задачах, не требующих определения общей эффективности и в которых доходы идентичны во всех вариантах, сравнительная эффективность может оцениваться путём сопоставления затратной части интегрального эффекта (суммарных дисконтированных затрат)З_д.с.

Для статических задач, в которых строительство электрической сети ведётся не более одного года и текущие показатели постоянны в течение всего расчетного периода,

З_д.с= К_с+ И_с' /Е_, (8.1)

где К_с– капитальные вложения в электрическую сеть, определяемые по укрупнённым показателям стоимости элементов электрических сетей;

И_с' – годовые издержки, определяемые без учёта амортизационных отчислений на реновацию;

Е– реальная (чистая) норма дисконта, принимаемая в расчетах на перспективу равной 0,1.

В свою очередь

К_с= ∑К_л+ ∑К_п, (8.2)

где ∑К_ли ∑К_п– капитальные вложения в линии и ПС сети;

И_с' = И_ор.с+ И_Wс; (8.3)

И_ор.с= И_ор.л+ И_ор.п; (8.4)

И_Wс= И_Wл+ И_Wп, (8.5)

где И_ор.с, И_ор.ли И_ор.п– затраты на эксплуатацию, соответствующие годовым издержкам на техническое обслуживание и ремонт сети, линий и ПС;

И_Wс, И_Wли И_Wп – стоимость потерь электроэнергии в сети, линиях и на ПС.

При выполнении расчетов, связанных с определением оптимального варианта, следует учитывать только различающиеся элементы и показатели сети. Так, при сравнении вариантов сети одного номинального напряжения должны учитываться:

1) К_ли соответствующие им И_ор.лпри различных трассах, длинах, числе цепей линий;

2) К_пи соответствующие им И_ор.ппри различных схемах ОРУ ВН ПС и различном числе выключателей ОРУ СН ИП;

3) И_ΔWллиний сети, учитываемых при различных трассах, длинах, числе цепей.

При одинаковой нагрузке узлов сети сопоставление вариантов осуществляется без учёта стоимости потерь электроэнергии на ПС. Тогда на основе формул (8.3)–(8.5)

И_с' = И_ор.л+ И_ор.п+ И_Wл. (8.6)

Для сопоставимости результатов расчетов затраты по вариантам сети определяются по одному источнику в ценах одного уровня [4].

При расчетах используются следующие формулы и величины.

Капитальные вложения в линии:

К_л= к₀∙L; (8.7)

где к₀– стоимость сооружения 1 км линии соответствующего напряжения (табл. А.5);

L– длина линии.

Стоимость сооружения ПС сети К_ппринимается по данным табл А.11 в зависимости от схемы ОРУ ВН и сотношения напряжений на ПС.

Стоимость ячеек выключателей ОРУ СН ИП опрделяется по формуле:

К_ИП= к_яч∙n_яч, (8.8)

где к_яч−стоимость ячейки выключателя ОРУ СН ИП, принимаемая по данным табл А.12 в зависимости от его тока отключения ;

n_яч− количество ячеек ОРУ СН ИП, учитываемых при сравнении вариантов.

Годовые издержки на техническое обслуживание и ремонт линий:

И_ор.л=a_ор.л∙ ∑К_л, (8.9)

где a_ор.л– ежегодные издержки на техническое обслуживание и ремонт линий, в отн.ед. стоимости основных фондов по линиям сети; для линий 110 кВ α_ор.л= 0,012 (табл. А.13).

Годовые издержки на техническое обслуживание и ремонт ПС и ИП:

И_ор.п=a_ор.п∙ ∑К_п', (8.10)

где a_ор.п– ежегодные издержки на техническое обслуживание и ремонт ПС и ИП, в отн.ед. стоимости основных фондов по ПС и ИП; для ПС 110 кВ α_ор.п= 0,024 (табл. А.13).

Стоимость потерь электроэнергии в линиях:

И_Wл=SW_л∙ β'; (8.11)

W_л= 3 ∙n_цеп∙І_л²∙R_л∙ τ_л∙ 10^-6, (8.12)

где І_л– ток в линии (на одну цепь) в режиме максимума электрической нагрузки сети;

I_л= [√(P_л²+Q_л²)] ∙ 10³/(√3 ∙U_ном∙n_цеп), (8.13)

где P_л,Q_л– значения активной и реактивной мощности в режиме максимума электрических нагрузок, принимаемые из табл. 5 и 6 ПЗ;

n_цеп– количество цепей в линии.

R_л– активное сопротивление линии (на одну цепь) (см. табл. 10 ПЗ);

_л– годовое время наибольших потерь в линии;_л =f(Т_нб.л) может быть определено по формуле:

≈ (0,124 +T_нб/ 10⁴)²∙ 8760; (8.14)

β' – удельная стоимость нагрузочных потерь в линиях, равная среднему тарифу на электроэнергию на входе в электрические сети 110 (150) кВ и ниже; β' = 4,0510⁻²тыс. дол./(МВтч) (табл. А.15).

Примечание. В табл. А.5, А.11 и А.12, составленных на основании данных «Норм определения экономической эффективности капитальных вложений в энергетику. Энергосистемы и электрические сети» (НТП ЭК) [4], значения стоимости сооружения линий и ПС сети, а также тариф на электроэнергию на входе в электрические сети 110 (150) кВ и ниже (табл. А.15) приводятся в долларах США. Перевод в национальную валюту производится по официальному курсу НБУ на момент выполнения расчетов, используя коэффициент К_НБУ.

Так как показатели стоимости в табл. 17−19 ПЗ используются только для сравнительных расчетов перевод в национальную валюту может не выполняться.

Результаты расчетов показателей для линий и ПС вариантов развития электрической сети представляются в табл. 17 и 18 ПЗ.

Таблица 17 − Определение показателей линий, учитываемых в сравнении вариантов развития электрической сети

Величина		Линии 1 варианта
		Б-3		3-4		4-5		А-5		А-1		1-2		Б-2		Б-6
Lл, км	22,5		31,3		26,3		19,4		25,6		38,1		22,5		−
nцеп(F), шт.(мм^2)	1(240/32)		1(240/32)		1(240/32)		1(240/32)		1(240/32)		1(240/32)		1(240/32)		−
к0, тыс. дол./км	25		25		25		25		25		25		25		−
Кл, тыс. дол.	562,5		782,5		657,5		485		640		952,5		562,5		−
∑Кл, тыс. дол.		4642,5
aор.л, отн. ед.		0,012
Иор.л, тыс. дол.		55,71
Sл, МВА	44,13 + j15,15		23,67 + j7,06		3,63 + j5,29		31,53 + j16,32		2,47 + j4,75		10,55 + j0,40		30,57 + j9,46		−
Іл, А	245		130		34		186		28		55		168		−
Rл, Ом	2,7		3,76		3,16		2,33		3,07		4,57		2,7		−
Тнб.л, ч/год	5426		4500		4500		6009		2900		2900		5472		−
tл, ч/год	3893		2886		2886		4603		1501		1501		3946		−
DWл, МВт×ч	1893		510		32		1113		11		62		902		−
SDWл, МВт×ч		4523
b', тыс. дол./(МВт×ч)		4,0510^−2
ИDWл, тыс. дол.		183,2

Продолжение таблицы 17

Величина		Линии 3 варианта
		Б-2		Б-3		Б-4		А-4		А-1		Б-1		А-5		Б-6
Lл, км	22,5		22,5		41,9		36,3		25,6		50,6		19,4		−
nцеп(F), шт.(мм^2)	2(240/32)		2(240/32)		1(240/32)		1(240/32)		1(240/32)		1(240/32)		2(240/32)		−
к0, тыс. дол./км	41		41		25		25		25		25		41		−
Кл, тыс. дол.	922,5		922,5		1047,5		907,5		640		1265		795,4		−
∑Кл, тыс. дол.		6500,4
aор.л, отн. ед.		0,012
Иор.л, тыс. дол.		78,0
Sл, МВА	20,02 + j9,06		20,46 + j8,09		21,15 + j5,73		6,15 + j6,62		0,05 – j3,42		13,07 + j1,73		27,9 + j11,03		−
Іл, А	58*		58*		115		47		18		69		79*		−
Rл, Ом	2,7*		2,7*		5,03		4,36		3,07		6,07		2,33*		−
Тнб.л, ч/год	7100		6497		4500		4500		4500		2906		6205		−
tл, ч/год	6093		5244		2886		2886		2886		1506		4855		−
DWл, МВт×ч	332		286		576		83		9		131		424		−
SDWл, МВт×ч		1841
b', тыс. дол./(МВт×ч)		4,0510^−2
ИDWл, тыс. дол.		74,5

^*) на одну цепь

Таблица 18 − Определение показателей ПС и ИП, учитываемых в сравнении вариантов развития электрической сети

Величина	Узлы 1 варианта
	1	2	3	4	5	6	А	Б
Шифр ОРУ ВН	110-4	110-4	110-4	110-4	110-4	110-2	−	−
Шифр ОРУ СН	−	35-5	−	35-5	−	−	110-8	110-8
Шифр ЗРУ НН	10-1	10-1	10-1	10-1	10-2	−	−	−
nтxSн.т, шт.xМВА	2х10	2х16	2х16	2х25	2х25	−	−	−
Uвн /Uсн /Uнн, кВ	110/10	110/35/10	110/10	110/35/10	110/10	−	−	−
Кп, тыс. дол.	690	920	750	970	900	−	124^*	124^**
∑Кп, тыс. дол.	4478
aор.п, отн. ед.	0,024
Иор.п, тыс. дол.	107,5

^*) К_ипА = к_яч ∙ n_яч = 62 ∙ 2 = 124 тыс. дол;

^**) К_ипБ = к_яч ∙ n_яч = 62 ∙ 2 = 124 тыс. дол.

Продолжение таблицы 18

Величина	Узлы 3 варианта
	1	2	3	4	5	6	А	Б
Шифр ОРУ ВН	110-4	110-2	110-2	110-4	110-2	110-2	−	−
Шифр ОРУ СН	−	35-5	−	35-5	−	−	110-8	110-8
Шифр ЗРУ НН	10-1	10-1	10-1	10-1	10-2	−	−	−
nтxSн.т, шт.xМВА	2х10	2х16	2х16	2х25	2х25	−	−	−
Uвн /Uсн /Uнн, кВ	110/10	110/35/10	110/10	110/35/10	110/10	−	−	−
Кп, тыс. дол.	690	870	700	970	850	−	248^*	372^**
∑Кп, тыс. дол.	4700
aор.п, отн. ед.	0,024
Иор.п, тыс. дол.	112,8

^*) К_ипА = к_яч ∙ n_яч = 62 ∙ 4 = 248 тыс. дол;

^**) К_ипБ = к_яч ∙ n_яч = 62 ∙ 6 = 372 тыс. дол.

Оптимальному варианту развития электрической сети, соответствует условие минимума затратной части интегрального эффекта, т.е.

З_д.с→min. (8.15)

Оптимальным вариантом развития электрической сети, соответствующим условию минимума затратной части интегрального эффекта, является вариант

№ 1.

Результаты определения оптимального варианта развития электрической сети заносятся в табл. 19 ПЗ.

Таблица 19 –Определение оптимального варианта развития электрической сети

Величина	Вариант 1	Вариант 3
Uном, кВ	110	110
∑Кл, тыс. дол.	4642,5	6500,4
∑Кп', тыс. дол.	4478	4700
Иор.л, тыс. дол.	55,71	78,0
Иор.п, тыс. дол.	107,5	112,8
ИDWл, тыс. дол.	183,2	74,5
Кс, тыс. дол.	9120,5	11200,4
Ис', тыс. дол.	346,4	265,3
Е, отн. ед.	0,1	0,1
Зд.c, тыс. дол.	12584,5	13853,4