DOBOWY WYKRES OBCIĄŻEŃ

1.) Podstawowe pojęcia dotyczące mocy i energii ?

Moc zainstalowana P_n-wartość mocy czynnej ustalonej przez producenta, która wskazuje na to jaką moc możemy długo trwale obciążyć urządzenie nie powodując pogorszenia jego właściwości technicznych.

Moc zainstalowana P_i-suma mocy znamionowych odbiorników należących do rozpatrywanego obszaru zasilania. Sumować można moce tylko tego samego typu.

Moc zainstalowana czynnych grup odbiorników :

Moc szczytowa P_S-to największa moc występująca w rozpatrywanym czasie T. Definiuje się ją jako największą z mocy średnich wyznaczanych dla poszczególnych umownych przedziałów Δt, zawartym w rozpatrywanym czasie T.

Zużycie energii A przez odbiornik-energia pobrana, pomielona na jego zaciskach. W zależności od rozpatrywanego przedziału czasu możemy rozróżniać zużycie dobowe, miesięczne i roczne.

Moc zainstalowana elektrowni P_i-suma mocy znamionowych P_ng znajdujących się w niej generatorów. W wielu przypadkach mocy tej nie można osiągnąć z różnych przyczyn :

niewystarczająca moc kotłów, niedostatecznej mocy urządzeń pomocniczych lub ich zmniejszonej na skutek eksploatacji wydajności, niewłaściwej jakości paliwa.

Moc uwięziona P_u-ubytek mocy powstały z powyższych 3 warunków.

Moc osiągalna P_m-różnica między mocą znamionową a uwięzioną.

Moc dyspozycyjna elektrowni P_d-moc osiągalna pomniejszona o ubytki mocy.

Część rezerwy R_t-jest nieliczna w postaci ubytków mocy urządzeń znajdujących się remoncie P_r lub będących w stanie awarii. Pozostała część jest rezerwą dyspozycyjną R_d.

2.) Dobowa zmienność obciążeń ?

Energii elektrycznej nie możemy gromadzić w systemie energetycznym, stąd chwilowa moc zapotrzebowania przez odbiorców musi być pokrywana przez moc dyspozycyjną elektrowni pracujących w systemie. Znajomość zmian obciążenia odgrywa ważną rolę pozwalając na odpowiednie przygotowanie do pracy elektrowni i elementów przesyłowych. Zmiany obciążenia może być regularne lub przypadkowe, przy czym na ich charakter zasadniczy wpływ mają odbiorcy przemysłowi, których udział w obciążeniu całkowitym jest największy.

Dobowy wykres obciążeń :

P_di-moc zainstalowana, P_ds-moc szczytowa, P_dśr-średnie obciążenie doby, P_do-najmniejsze podstawowe obciążenie doby. Między poszczególnymi poziomami możemy wyróżnić następujące warstwy :

podstawową, pośrednią i szczytową. n-obciążenie nocne, pp-przed południowe, p-południowe, w-wieczorne.

Na obciążenie podstawowe pracują elektrownie jądrowe, wodne przepływowe, kumulacyjne, elektrociepłownie, duże elektrownie systemowe.

Na obciążenie podszczytowe pracują elektrownie wodne zbiornikowe, starsze o mniejszych sprawnościach.

Na obciążenie szczytowe pracują elektrownie wodne pompowo-szczytowe, gazowe, parowe o krótkim czasie rozruchu.

3.) Analiza dobowej zmienności obciążeń ?

Rodzaje współczynników :

-stopień wyrównania l_d-dla których obciążeniem jest moc średnia : l_dt=P_dt/P_dśr

-stopień obciążenia m_ds-odnosi się do mocy szczytowej m_ds=P_dt/P_ds

-stopień wykorzystania n_dt-odnosi się do mocy zainstalowania n_dt=P_dt/P_di

Współczynniki zmienne w czasie :

-Czas używania mocy szczytowej T_ds-czas w którym odbiorca zużyłby energię pobraną w czasie doby pobierając przez cały czas moc :

-Czas używania mocy zainstalowanej T_di-zastępczy czas, którym odbiorca zużyje energię dobową pracując z mocą zainstalowaną :

4.) Zmienność obciążenia biernego i pozornego ?

Wraz ze zmianą obciążenia czynnego zmienia się obciążenie pozorne i bierne.

Zmienność typu `A' występuje w przypadku kompensacji mocy biernej. Obciążenie bierne zmienia się znacznie wolniej niż obciążenie czynne. Jest to zmienność paraboliczna określana zależnością :

tgφ_s-tangens kąta pomiędzy mocą czynną a pozorną przy obciążeniu szczytowym, m_t-chwilowy stopień obciążenia czynnego.

Zmienność obciążenia biernego lub pozornego możemy przedstawić w postaci zmian chwilowego stopnia wykorzystania mocy biernej lub pozornej :

Zmienność typu `B' jest zmiennością prostoliniową. Określona jest

zależnością :

Zmiany mocy biernej lub pozornej są określane zależnością :
c_T-oktreśla podstawowy stopień obciążenia mocą bierną jaka występuje bez obciążania mocą czynną.

Zmienność typu `C' jest zmiennością hiperboliczną. Zależność opisująca zmianę kąta przesunięcia fazowego. Zmienność obciążenia biernego określa zależność :

Znajomość zmian obciążenia biernego w zależności od obciążenia czynnego, jest wykorzystywana przy doborze urządzeń kompensacyjnych, wyznaczaniu strat mocy i energii w systemie.

METODY KOSZTÓW ROCZNYCH

1.) Klasyfikacja i obliczenie kosztów rocznych ?

Klasyfikacja i podział kosztów rocznych (K_r=K_k+K_e).

1.)Koszty kapitałowe (K_k) związane są z obsługą kapitałową, przy czym jako kapitał nie należy rozumieć tylko środków pieniężnych ale także wartości inwestycyjne (wartość majątku).

a.) Koszty roczne kapitałowe (K_k=K_pr+K_am). (K_pr) koszty oprocentowania środków trwałych (odpis akumulacyjny, podatki, obciążenia na rzecz państwa). (K_am) koszty amortyzacyjne (fundusz rozwojowy przedsiębiorstwa, otworzenie inwestycji, zakup maszyn w celu wymiany istniejących, które zużywają się fizycznie i mechanicznie).

Zużycie moralne-polega na niedostosowaniu maszyn do rosnącego obciążenia lub relatywnego zwiększenia wydajności w stosunku do mocy urządzeń.

b.) Koszty eksploatacyjne (zależne od inwestycji) (K_e=K_rem+K_adm+K_ruch). Koszty remontu (K_rem=K_remb+K_remk).

Koszty remontów bieżących (K_remb)-związane z usuwaniem uszkodzeń maszyn i urządzeń. Koszty remontów kapitalnych (K_remk)-wynikają z odpowiednich harmonogramów.

Koszty ruchowe (K_ruch=K_p+K_ms+K_osruch). (K_p) koszty paliw i energii, (K_ms) koszty materiałow i surowców, (K_osruch) koszty osobowe i ruchowe.

Koszty administracyjne-działy ogólne, pracujące dla zakładu, narzędzia, transport.

2.) Koszty roczne (K_r=K_rs+K_rz)

Koszty roczne stałe-nie zależą od wartości produkcji (K_rs=K_remb+K_am+K_ruch+K_remk+K_pr)

Koszty roczne zmienne (K_rz=K_ms+K_p)

3.) Wartość inwestycji K_n (koszty rozkładów inwestycyjnych) K_i (koszty inwestycji) K_rk=r_rk×K_n (r_rk-wspólczynnik, udział).

Koszty eksploatacji stałe (K_est= (r_rk+r_rb+r_os+r_adm)×K_n)

Podział kosztów może być dokonywany w zależności od fazy produkcji (wytwarzanie, przesyłanie, przetwarzanie, dystrybucja energii el.), w zależności od miejsca powstania (elektrowni, linii przesyłowych, trafo), stanowisk pracy (kotłownia, maszynownia, maszyny, stacja oddziałowa, linia).

2.) Obliczanie rocznych kosztów kapitałowych przy zastosowaniu amortyzacji liniowej i rosnącej ?

Stopa kapitałowa-stopa zrzeszenia się przyszłych środków finansowych na rzecz aktualnych środków. Istnienie stopy dyskontowej wynika ze zmiany wartości pieniądza w czasie i wyraża stosunek w jakim przyszły kapitał zrównuje swoją wartość z kapitałem bieżącym.

Stopa dyskonta d umożliwia przeliczenie przyszłej wartości kapitału na jej wartość bieżącą.

Koszty amortyzacji-przy stosowaniu odpisów amortyzacyjnych przyjmuje się normalny okres eksploatacji urządzeń.

Metoda amortyzacji stałej (liniowa)-na amortyzacje co roku przeznacza się taką samą wartość. Koszty amortyzacji są co roku takie same i wynoszą K_sm=K_n/N.

Koszty akumulacji będziemy obliczać jako koszty wartości niezamortyzowanych pomnożone ze stałą dyskonta [koszty akumulacji
koszty stałe niezamortyzowane K_n/N

koszty amortyzacji K_n/N.

Metoda amortyzacji rosnącej-suma kosztów obsługi kapitałów i administracji każdego roku „i” jest taka sama. W metodzie tej koszty amortyzacji są w każdym roku inne i wynoszą [a₁×K_n; a₂×K_n…a_i×K_n… a_n×K_n] a-współczynniki odpisu dla kosztów. [koszty akumulacji i koszty stałe niezamortyzowane
koszty amortyzacji a₁×K_n]. Wyrazy a₁, a₂,…a_n są wyrazami postępu geometrycznego których iloraz postępu jest równy 1+d=q. Stosunek wyrazu poprzedniego do następnego q=a₂/a₁=1+d. Wzór ogólny a_i=a₁(1+d)^i-1. Amortyzacja rosnąca jest czynnikiem wymuszającym postęp.

3.) Rachunek dyskonta w zastosowaniu do wyznaczenia kosztów rocznych ?

Założeniem rachunku dyskonta jest to, że dzisiejszy wartość kosztów po latach przyjmuje wartości która jest równa [K_i=k×(1+d)^-i, K=K_i/(d+1)ⁱ].

Charakterystyki rozkładów czasowych rozkładów inwestycyjnych, kosztów eksploatacyjnych i efektów sprawdzają się do 3 typów :

a.) inwestycja realizowana jest w 1roku zerowym, a w okresie eksploatacji czyli w przedziale t (1 do N) koszty eksploatacji K_e oraz efekty E są takie same. Takim przykładem jest stacja trafo 15kv/0,4kv.

b.) inwestycja realizowana jest od roku -M do 0.

c.) proces inwestowania trwa od roku -M do M i w każdym z tych lat ponoszone są rozkłady inwestycyjne.

ROCZNY WYKRES OBCIĄŻEŃ

1.) Wskaźniki charakteryzujące tygodniową zmienność obciążeń ?

Tygodniowy zmienność obciążeń charakteryzują następujące wskaźniki :

a.) Energia tygodniowy (A_tg)-jest to suma energii dobowych poszczególnych dni tygodnia.

A_dj-energia dobowa w j-tym dniu tygodnia,

P_dśrj-średnie obciążenie dobowe w j-tym dniu tygodnia.

b.) Średnie obciążeni tygodniowe (P_tgśr)-jest to iloczyn średniego tygodniowego stopnia obciążenia ze szczytową mocą tygodnia.

P_tgśr=m_tg×P_tgs

m_tg-średni tygodniowy stopień obciążenia,

P_tgs-szczytowa moc tygodnia.

c.) Średni tygodniowy stopień obciążeń (m_tg)-jest odwrotnie proporcjonalny do czasu trwania tygodnia i proporcjonalny do czasu używania mocy szczytowej w tygodniu. m_tg=P_tgśr/P_tgs=T_tgs/T_tg

P_tgśr-średnie obciążenie tygodnia,

P_tgs-szczytowe obciążenie tygodnia.

d.) Stopień równomierności szczytów dobowych w tygodniu (δ^”_tg)-jest to tygodniowa zmienność obciążeń szczytowych, w stosunku do największego obciążenia tygodnia.

2.) Wskaźniki charakteryzujące miesięczną zmienność obciążeń ?

Miesięczną zmienność obciążeń charakteryzują następujące wskaźniki :

a.) Stopień równości szczytów tygodniowych w miesiącu (δ^”_wm)-jest to stosunek szczytowego obciążenia w i-tym tygodniu do szczytowego obciążenia w miesiącu.

b.) Średni stopień zmienności średnich obciążeń tygodniowych (δ_wmśr)-jest to stosunek energii średniej doby miesiąca do energii szczytowej doby miesiąca. δ_wmśr =A_dmśr/A_dms

c.) Średni miesięczny stopień obciążenia (m_m)-jest to stosunek czasu użytkowania mocy szczytowej do czasu trwania miesiąca. m_m=T_ms/T_m

3.) Roczna zmienność obciążeń ?

Możemy ją określić jako wpływ sezonowości poboru energii przez odbiorców, oraz jako zmiana struktury przetwarzania energii elektrycznej na inne rodzaje energii (ogrzewanie, oświetlenie). Roczna zmienność obciążeń posiada wskaźniki takie jak :

a.) Czas używania mocy szczytowej (T_rs)-jest to stosunek energii rocznej do szczytowego obciążenia rocznego. T_rs=A_r/P_rs

b.) Średni stopień obciążenia (m_r)-jest to stosunek średniej mocy rocznej do szczytowego obciążenia rocznego. M_r=P_rśr/P_rs=T_rs/T_r

T_rs-roczny czas używania obciążenia szczytowego,

T_r-czas trwania roku (8760[h]).

c.) Stopień równości szczytów miesięcznych (δ^”_r)-jest to przebieg szczytów miesięcznych w ciągu całego roku.

P_msk-szczytowe obciążenie w k-tym miesiącu.

4.) Sposoby przedstawiania rocznej zmienności obciążeń ?

Przedstawienie rocznej zmienności obciążeń można przedstawić przez 365 dobowych wykresów obciążeń, ułożonych jeden obok drugiego, pozwala na dokładne wyznaczenie obciążenia, każdej chwili roku. Nie pozwala na uchwycenie trendów zmian obciążenia. Z tego powodu dobowe wykresy obciążeń układa się jeden za drugim otrzymując górę obciążeń. Natomiast na podstawie góry obciążeń otrzymuje się roczny wykres warstwowy obciążenia elektrycznego. Kolejnym sposobem jest roczna zmienność szczytowych i najmniejszych obciążeń miesięcznych. Jednym z ważniejszych sposobów jest uporządkowany wykres roczny (wykres trwania obciążeń). Wykres ten powinno się sporządzać z 365 wykresów dobowych, jednak dla analizy techniczno-ekonomicznej wykonuje się wykres przybliżony. Sporządza się go na podstawie wykresu dobowych reprezentatywnych dni. Przy pomocy 4 lub 6 wytypowanych wykresów reprezentatywnych. Na podstawie wykresów reprezentatywnych konstruuje się roczny uporządkowany wykres obciążeń. A więc roczną zmienność obciążeń przedstawiamy za pomocą :

wykresów dobowych kalendarzowych poszczególnych dni w roku, góry obciążeń, wykresu warstwowego, wykresów dobowych reprezentatywnych dni, rocznej zmienności obciążeń szczytowych i miesięcznych, wykresu uporządkowanego i rocznego całkowego wykresu trwania obciążeń.

STRATY MOCY I ENERGII W URZĄDZENIACH ELEKT.

1.) Sprawność układu szeregowego i równoległego ?

Sprawność układu szeregowego :

Sprawność układu równoległego :

η_p-sprawność wypadkowa układu przemysłowego,

P_1w-wypadkowa moc pobrana przez układu,

P_2w-wypadkowa moc oddana z układu,

Pⁱ₁-moc pobrana przez i-ty element układu,

Pⁱ₂-moc oddana przez i-ty element układu.

Sprawność wypadkowa układu równoległego jest średnią wyższą sprawności poszczególnych elementów. Aby zwiększyć sprawność układu należy pamiętać aby element przenoszący największą moc miał największą sprawność. W układach mieszanych sprawność układu otrzymujemy poprzez wyznaczenie wypadkowych sprawności struktur równoległych szeregowych.

4.) Straty energii w urządzeniach elektrycznych ?

Straty energii dzielimy na jałowe i obciążenia : ΔA=ΔA_j+ΔA_obc

Straty energii jałowe wyznacza się na podstawie strat biegu jałowego przy założeniu, że są one ponoszone w czasie ruchu T_z : ΔA_j=ΔP_j×T_z

Czas pracy urządzenia (T_z) wyznacza się za pomocą stopnia zatrudnienia f, określającego przez jaką część rozpatrywanego okresu urządzenie włączone jest do sieci (T_z=f×T), a więc końcowa zależność wynosi : ΔA_j=ΔP_j×f×T

Straty energii obciążenia są równe :

Jeżeli wykładnik potęgi c=1 to wtedy : ΔA_obc=b×A₂

Wiec można powiedzieć, że straty energii obciążenia w urządzeniach są wprost proporcjonalne do oddanej energii A₂.

---