Управление качеством услуг коммунальной энергетики на предприятии городского хозяйства на примере Навлинских МЭС

Управление  качеством услуг коммунальной энергетики на предприятии городского хозяйства  на примере Навлинских МЭС

Содержание:

     ВВЕДЕНИЕ          3

1. ХАРАКТЕРИСТИКА  ЭНЕРГОПОТРЕБЛЯЮЩИХ   ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА   5

     1.1 Система электроснабжения городов как объект    управления            5

2. Системы автоматизации процессов производства, передачи    и распределения электроэнергии      9
3. Технические средства, применяемые для управления режимами   систем электроснабжения городов             13

     2. АНАЛИЗ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ РП НАВЛЯ      18

     2.1 Анализ современных проблем энергоснабжения           18

     2.2 Характеристика промышленного развития  Навлинского района    21

     3.  МОДЕРНИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ   НАВЛИНСКИХ МЭС         ……25

     ЗАКЛЮЧЕНИЕ         ……32

     ЛИТЕРАТУРА                 33

     ПРИЛОЖЕНИЕ         ……36

ВВЕДЕНИЕ

      Энергетическая  система страны носит ключевой характер в экономике и обладает рядом  признаков дающим ей преимущества перед  другими энергоресурсами. Электроэнергия достаточно дешева, ее можно получать различными способами, в том числе, не используя исчерпаемые природные ресурсы (но эта отрасль электроэнергетики только развивается), ее относительно дешево транспортировать на значительные расстояния. Не случайно электрификации страны придавалось первостепенное значение в плане ГОЭРЛО – первом хозяйственном плане развития страны.

      Современный город – крупный потребитель  электроэнергии и других энергетических ресурсов, необходимых для обеспечения  нормальной жизнедеятельности проживающего в нем населения, а также для бесперебойного функционирования расположенного  на городской территории промышленных предприятий, производств, учреждений. Жизнь города, его развитие как единицы территориального комплекса возможна на основе только надежно действующей системы энергообеспечения.

      В некрупных городских поселениях важную роль играет электроснабжение, так как за счет электроснабжения можно решить все коммунальные задачи. Например, обеспечение горячей водой. В крупных городах с системой центрального водоснабжения и отопления рентабельно использовать не электрические энергоресурсы (газ, мазут, уголь), в то время как в малых городских населенных пунктах с большой долей частных домовладений экономически оправданно использовать электрическую энергию для нагревания воды, готовки пищи.

      Так же для малых городских поселений  характерна особая структура промышленного  производства – наличие промышленных предприятий с небольшим уровнем  энергопотребления, зачастую в населенных пунктах такого типа существует одно градообразующие предприятие, реже 2-3. Все эти промышленные предприятия мелкие и объем энергопотребления их в общей структуре потребления электроэнергии не велик. Основным потребителем в населенных пунктах такого типа является частные лица и государственные учреждения, производящие расчеты по льготным тарифам. Таким образом, местные электрические сети с учетом структуры потребления и современной экономической ситуацией недополучают часть средств от потребителя необходимых для модернизации своего производства и улучшения качества поставляемого электричества.

      Проблема  усовершенствования электроснабжения малых городских поселений на современном этапе развития экономики  является одной из актуальнейших  проблем, требующей особого внимания.

      На  основании выделенной проблематики мы определили цель работы – Разработать механизмы позволяющие обеспечить повышение качества услуг электроснабжения населения.

      В рамках поставленной цели мы определили ряд задач:

      - Определить специфику электроснабжения  малых населенных пунктов;

      - Проанализировать деятельность Павлинских МЭС;

      - Предложить меры по совершенствованию  Навлинских МЭС. 
 

       1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЯЮЩИХ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА 

      Современные города являются крупнейшими потребителями  электрической энергии. В настоящее время их мощность соизмерима с мощностью крупных промышленных предприятий. В городах сегодня не только проживает свыше 60%населения государств, но и сосредоточена большая часть их промышленного производства. Причем рост количества городов и численности населения в них имеет прогрессирующий характер. Особенно интенсифицировались процессы урбанизации в последние годы в связи с бурным развитием торговли, малого и среднего бизнеса. В результате города превратились в крупные мегакомплексы, имеющие разветвленные сети и потребляющие десятки млн. кВт.ч. электрической энергии в сутки. При этом сохраняется устойчивая тенденция ежегодного роста протяженности сетей городов и уровня их электропотребления. Это обусловило значительное увеличением нагрузки на элементы сети и в определенной степени ухудшило условия нормального функционирования систем электроснабжения, в одних случаях, либо сделало невозможной работу отдельных из них, в других. В связи с вышеизложенным, в настоящее время встал вопрос о пересмотре режимов и параметров система электроснабжения многих городов. Однако, как свидетельствует мировой опыт, решение этой проблемы в рамках существующей концепции не дает положительных результатов. Это связано с применением устаревших критериев оценки и методов расчета параметров режима сетей, методов и технических средств управления ими. 

1. Система электроснабжения городов как объект управления

      Как объект управления, система электроснабжения городов представляют собой достаточно сложные многоуровневые развивающиеся системы с большим числом внутренних и внешних связей, быстротой и непрерывностью изменения параметров технологического процесса производства, передачи и распределения электроэнергии. Устойчивое функционирование таких систем, затраты на эксплуатацию и ущерб у потребителей во многом определяются уровнем автоматизации управления параметрами технологического процесса. Во всем многообразии схем и режимов работы систем электроснабжения городов в технологической схеме снабжения электроэнергией ее потребителей может быть выделен ряд общих технологических операций. Эффективность выполнения каждой из них решающим образом влияет на технико-экономические показатели систем электроснабжения и подключенных к ним электроприемников.

      Наиболее  низкой является эффективность операций по распределению электроэнергии между отдельными потребителями. Потери электроэнергии на этом этапе в настоящее время в несколько раз превышают потери на ее передачу. По данным потери мощности в сетях среднего и низкого напряжения США, Англии, Германии, Японии и др. составляют в настоящее время 8 и 12%, соответственно, в то время как потери мощности в сетях высшего напряжения не превышают 4%. В государствах СНГ положение еще хуже. Потери мощности в сетях среднего и низшего напряжения достигают в них в среднем 15 20%. Анализ причин создавшегося положения указывает на то, что важнейшим направлением энергосбережения в системе электроснабжения городов является улучшение качества энергии (КЭ) и повышение уровня компенсации реактивной мощности в них. В ведущих государствах мира (США, Англия, Франция, Германия, Япония) уже давно ежегодный прирост электропотребления на 5 10% компенсируется не за счет роста генерирующих мощностей, а за счет повышения эффективности технологического процесса на различных стадиях энергетического производства. Следствием этого является то, что потери электоэенергии в них ниже в несколько раз, а технологический расход электоэенергии у потребителей на порядок меньший, чем в государствах СНГ. Оценка действительного положения свидетельствует о том, что на эффективность протекания технических процессов в системе электроснабжения городов влияет большое число факторов: мест установки, мощности и степени загрузки оборудования, схем и параметров сетей, качества и уровня автоматизации процессов регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности. В большинстве своем указанные проблемы решаются на стадии перспективного и текущего планирования режимов работы сетей. Однако широкий диапазон в сочетании с высокой скоростью изменения параметров режима систем электроснабжения требуют решения задачи на уровне оперативного либо автоматического управления.

      Как показывает анализ, автоматическое управление технологическими процессами производства, передачи и распределения электоэенергии в системе электроснабжения городов осуществляется в настоящее время практически только на её верхних уровнях.

      В основном это автоматические устройства локального действия, осуществляющие только функции автоматического  регулирования коэффициента трансформации (АРКТ) трансформаторов с РПН либо реактивной мощности батарей статических конденсаторов, устанавливаемых на центрах питания (ЦП).В отдельных случаях на энергетических объектах особой важности (преимущественно электрических станциях, реже – подстанциях) применяются системы автоматического управления нормальными (САУ НР) либо аварийными (САУ АР) режимами.

      В большинстве случаев это централизованные системы автоматического регулирования  частоты и реактивной мощности (ЦСАРЧМ), напряжения (ЦСАРН) либо предотвращения нарушения устойчивости (ЦСАПНУ). В последнее время в система электроснабжения городов всё более широкое распространение начали получать системы автоматизированного управления. Это системы автоматизированного диспетчерского управления (АС/ДУ), реже – системы автоматизированного управления технологическими процессами (АСУ ТП).

      На  нижних уровнях система электроснабжения городов применяются в основном системы ручного управления. В  отдельных случаях применяются  системы дискретного логического  управления. В то же время, определяющее влияние на эффективность работы системы электроснабжения городов оказывают режимы работы именно элементов нижнего уровня – распределительных электрических сетей среднего и низкого напряжения, которые имеют наибольшую протяжённость и к которым непосредственно подключена основная масса потребителей. Поэтому важнейшим направлением повышения эффективности использования электоэенергии в системе электроснабжения городов является автоматизация управления режимами РС среднего и, особенно, низкого напряжения. Полноценное оперативное управление распредели тельными электрическими сетями городов в настоящее время существенно затруднено в связи с их большой протяжённостью и наличием значительного числа линий и узлов. По этой причине решается только та часть задач управления режимами распределительных электрических сетей, которая касается циклов с большим периодом обращения информации (перспективного, годичного и краткосрочного планирования). Та же их часть, которая касается циклов с малым периодом обращения информации (оперативного и технологического управления) решается лишь на интуитивно эмпирической основе на уровне дискретного ручного либо автоматического управления отдельными видами оборудования. Это является причиной значительного снижения эффективности работы сетей и подключенных к ним электроприёмников. При этом низкий уровень автоматизации, неполнота и невысокий уровень достоверности первичной информации в значительной степени снижают качество управления сетями и эффективность использования электоэенергии в них.

      Системы управления нижнего уровня представляют собой самостоятельный слой, задача которого состоит в стабилизации технологических параметров процесса вблизи их заданного значения. Существенный недостаток таких систем, ввиду жёсткой  структуры и фиксированного значения параметров настройки автоматических регуляторов, состоит в том, что в течение длительного времени они работают без учёта изменчивости динамических и статических характеристик технологического объекта управления. Между тем, исследованиями установлено, что характеристики система электроснабжения изменяются в широких пределах в зависимости от колебаний суточного, недельного или сезонного графиков нагрузок, а также под действием большого числа эксплуатационных факторов, проявляющихся в процессе длительной работы оборудования и сетей. Вследствие этого настройка автоматических систем и структуры регуляторов, которые были оптимальными в начальный его период работы, не обеспечивает должного качества регулирования в его середине или в конце. Существуют два способа устранения этого недостатка. Первый состоит в ручной подрегулировке настроек и структуры устройств по результатам опытного определения статических и динамических характеристик. Второй – в передаче функций по идентификации объекта и расчету настроек автоматическим устройствам. Ручной способ требует больших затрат времени и малоэффективен, в особенности при большом числе объектов или переменных режимах работы оборудования. Оба фактора одновременно имеют место в практике эксплуатации система электроснабжения городов. Решение же задачи оптимизации режимов работы система электроснабжения с помощью автоматических устройств лишено недостатков ручного способа, но требует некоторого усложнения системы управления в целом. Анализ работ, посвященных рассматриваемому вопросу, свидетельствует о наличии в мировой практике управления режимами работы система электроснабжения городов тенденций автоматизации, которые необходимо учитывать при решении задач управления.

1.2 Системы  автоматизации процессов производства, передачи и распределения электоэенергии. 

      Лидирующее  положение в области автоматизации  процессов производства, передачи и  распределения электоэенергии занимает промышленная группа Scheider (Франция), в  состав которой входят фирмы:“Merlin Gerin”, “Telemecanique”, “Squar D” и “SPI Batibol”. Общими усилиями этих организаций налажено производство большого числа многофункциональных устройств в сочетании с цифровыми интеллектуальными модулями Sepam (щиты Masterbloc, Prisma; распределительные шкафы Praqma, Opale; автоматические выключатели с микропроцессорной системой управления Masterpact; адаптивные выключатели Durt и Dialpact; автоматические выключатели с системой телеуправления Dialpact, Compact и Interpact, интеллектуальные потребительские модули Multi 9, Isis и другие).Их применение в сочетании с автоматическими системами управления в состоянии обеспечить достаточно высокое качество управления сетями. В области программного обеспечения систем автоматического управления ведущее положение занимает компания Hewlet Packard, которая разработала систему RTAP в виде интегрированной системы управления энергообъектами. Система обеспечивает контроль и управление объектами от небольшой подстанции до крупной энергосети. RTAP работает на компьютерах с операционной системой UNIX компаний Digital, HP, IBM и Sun Microsystems. Примером практической реализации системы RTAP для управления электросетями является разработка компаний Consolidated Edison (Con Ed) комплекта программ для контроля и управления линиями электропередачи. Система внедрена в 1995 году для управления электроснабжением основных районов «Большого» Нью-Йорка. Первая очередь проекта реализована в Бруклине, последующие: в Куинсе, Стэйтен Айленде, Бронксе и др. Система осуществляет управление параметрами режима (значениями напряжений, токов и мощностей в узлах нагрузок) посредством воздействия на регулирующие и компенсирующие устройства. В качестве аппаратной платформы в АСУ Con Ed реализованы рабочие станции Hewlett Packard типа НР9000s715.