Комплексный учет фактора надежности в оценке системного эффекта при управлении развитием современных ЭЭС тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.02, доктор технических наук Ковалев, Геннадий Федорович

• Ковалев, Геннадий Федорович
• доктор технических наук
• 1998

Оглавление диссертации доктор технических наук Ковалев, Геннадий Федорович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ НАДЕЖНОСТИ ЭЭС НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ.

1.1. Необходимость учета надежности при оценке системного эффекта.

1.1.1. Основы и практика комплексной технико-экономической оценки намечаемых мероприятий в ЭЭС.

1.1.2. Задачи, требующие оценки эффективности на уровне всего народного хозяйства, отрасли или объекта.

1.2. Сложности учета фактора надежности при оценке народнохозяйственного и системного эффектов.

1.3. Ущербы (компенсационные затраты) от снижения надежности ЭЭС.

1.3.1. Оценка ущербов в ЭЭС и у потребителей от нарушения нормального электроснабжения.

1.3.2. Последствия от нарушения электроснабжения для всего общественного производства.

1.3.3. Стоимостная оценка удельного ущерба от недоотпуска электроэнергии потребителям.

1.3.4. Учет последствий от длительных крупномасштабных недо-отпусков электроэнергии.

1.4. Существующие способы и средства учета надежности.

1.4.1. Характеристика моделей оценки надежности ЭЭС.

1.4.2. Характеристика основных методов, используемых в моделях для оценки надежности ЭЭС.

1.4.3. Упрощенные и приближенные приемы учета надежности.

1.5. Задачи диссертации.

1.6. Выводы по главе 1.

2. ПРЕДЛАГАЕМАЯ МЕТОДИКА УЧЕТА НАДЕЖНОСТИ ПРИ ОЦЕНКЕ СИСТЕМНЫХ ЭФФЕКТОВ.

Предлагаемая последовательность учета единичных свойств надежности.

Проблемы согласования надежности генерирующего звена, сетевого звена и звена снабжения первичными энергоресурса ми.

Проблема согласования надежности ЭЭС на различных временных и территориальных уровнях управления ими.

Набор методов и средств для учета фактора надежности при проектировании современных ЭЭС для разных уровней управления (рекомендации).

Нормативный и детерминистический подходы.

Упрощенные вероятностные расчеты надежности.

Уточненные расчеты надежности.

Выводы по главе 2.

ПОДХОДЫ И МОДЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ

Применение нормативов надежности.

Детерминистические подходы.

Упрощенные вероятностные методы и модели.

Уточненная оценка и оптимизация надежности сложных ЭЭС.

Моделирование различных способов распределения дефицитов мощности и энергии в ЭЭС.

Выводы по главе 3.

ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТНЫХ СВОЙСТВ СОВРЕМЕННЫХ ЭЭС.

Необходимость исследования надежностных свойств ЭЭС и свойств соответствующих моделей.

Исследование совместной работы моделей "СОЮЗ" и "ЯНТАРЬ".

Исследование надежности тестовых схем ( отечественных и зарубежных).

Результаты исследований балансовой надежности ЭЭС по тестовой схеме с помощью программы ЯНТАРЬ.

4.3.2. Сопоставительный анализ результатов исследований надежности ЭЭС, выполненных с помощью разных программ.

4.3.3. Расчеты надежности тестовой схемы IEEE.

4.4. Сравнение вероятностных и детерминистических подходов.

4.4.1. Расчеты генерирующего звена.

4.4.2. Пример расчета надежности линии электропередачи.

4.5. Идентификация "слабых" по надежности мест в ЭЭС.

4.6. Учет надежности стареющего оборудования в условиях кризиса энергетики.

4.7. Сопоставительный анализ получения вероятностных характеристик оборудования с помощью марковского случайного процесса и общей теоремы о повторении опытов.

4.8. Влияние накопителей энергии на уровень надежности ЭЭ

4.9. Особенности объединения ЭЭС на параллельную работу.

4.10. Надежность и снижение частоты в системе.

4.11. Терминологические рекомендации.

4.11.1. Способы учета нагрузки при выборе генераторной мощности в условиях управления развитием ЭЭС.

4.11.2. Исходные позиции предлагаемого представления мощностей.

4.11.3. Предложения к составлению балансов мощности.

4.12. Получение функций распределения вероятностей загрузки линий электропередачи.

4.13. Выводы по главе 4.

5. ПРАКТИКА ОЦЕНКИ СИСТЕМНЫХ ЭФФЕКТОВ С УЧЕТОМ НАДЕЖНОСТИ. ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ КРУПНЫХ ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИЙ.

5.1. Общая характеристика проблемы.

5.2. Учет надежности электроснабжения потребителей при обосновании системной эффективности нового источника электроэнергии в ЭЭС.

5.3. Оценка составляющих системного ущерба от вывода из работы ненадежных АЭС.

5.4. К оценке надежности при исследовании электроэнергетической безопасности страны.

5.5. Оценка надежности ЭЭС Дальнего Востока на перспективу.

5.6. Оценка надежности межгосударственного объединения Дальний Восток России - Япония.

5.7. Выводы по главе 5.

6. ПРАКТИКА ОЦЕНКИ СИСТЕМНЫХ ЭФФЕКТОВ С УЧЕТОМ НАДЕЖНОСТИ. ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ УДАЛЕННЫХ РАЙОНОВ.

6.1. Общая характеристика проблемы.

6.2. Обеспечение надежного электроснабжения золоторудного месторождения "Сухой Лог" (Иркутская область).

6.3. Обеспечение надежного электроснабжения острова Ольхон и Приольхонья на Байкале.

6.4. Вопросы надежного электроснабжения удаленных газовых промыслов в Тюменской области.

6.5. Выводы по главе 6.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комплексный учет фактора надежности в оценке системного эффекта при управлении развитием современных ЭЭС»

Проблема надежности в электроэнергетике возникла вместе с появлением самой электроэнергетики как отрасли народного хозяйства. Если проследить развитие теории и практики надежности электроэнергетики за многие десятилетия, то можно легко обнаружить, что возникшие на заре становления рассматриваемой отрасли задачи надежности продолжают оставаться актуальными до сих пор и можно уверенно предполагать, что будут актуальными еще долгое время. Здесь имеются в виду такие задачи, как повышение надежности энергооборудования посредством применения новых технологий и более долговечных и прочных материалов, создание высоконадежных электроэнергетических систем (ЭЭС) посредством технико-экономической оптимизации их структуры и уровней резервирования, обеспечение надежного снабжения электростанций первичными (возобновляемыми и, особенно, невозобновляемыми) энергоресурсами, обеспечение безопасного, безотказного, обладающего высокой живучестью электроснабжения потребителей.

Непреходящая актуальность перечисленных задач связана с тем, что по мере развития и усложнения электроэнергетического хозяйства усложнялись и постановки задач надежности, требовались более совершенные методы, приемы и средства их решения. Под "давлением" запросов практики управления развитием и функционированием ЭЭС и их объектов развивалась и усложнялась теория их надежности. С другой стороны, этому способствовало бурное развитие в последние двадцать - тридцать лет общей теории надежности (ОТН) больших технических систем и появление такого мощного инструментария как ЭВМ, которые революционизировали вероятностные и комбинаторные вычисления в задачах надежности, сделав доступными по времени и по точности почти любые необходимые расчеты.

Однако, развитие теории надежности ЭЭС на этом не заканчивается. Более того, по мере развития ЭЭС, их усложнения, разработки новых энерготехнологий и новых принципов управления ими, объединения ЭЭС на более высоких, межгосударственных и межконтинентальных уровнях вновь и вновь появляются новые постановки задач надежности, требуется привлечение новых методов и средств для их решения, расширение содержательности и ин-тегрированности результатов решения и многое другое.

Так, в качестве примеров можно привести проблемы внедрения в элек7 троэнергетику криогенной техники, сверхпроводящих накопителей энергии, совместной работы систем переменного и постоянного тока и т.п.

Время от времени, наряду с глобальными проблемами надежности, возникают и частные, локальные или временные, специфические задачи. Именно к таким можно отнести проблемы, стоящие сейчас перед российской электроэнергетикой и связанные со сменой в стране экономических отношений, кризисом общественного производства, социально-политическими катаклизмами и другими явлениями. Все это требует повышенного внимания к обеспечению надежного электроснабжения потребителей в складывающихся условиях. Данная проблема поднимается до уровня обеспечения в рамках государственной и экономической безопасности - безопасности электроэнергетической.

Немаловажным в новых хозяйственных условиях является гармоничное сочетание народнохозяйственного эффекта с получением прибыли соответствующей энергокомпанией.

С учетом изложенного, данную работу следует рассматривать как определенный этап на нескончаемом пути развития теории надежности электроэнергетических систем. В данной рукописи обобщены усилия и достижения автора на протяжении более чем двадцати лет работы в области комплексного исследования надежности ЭЭС при управлении их развитием. Автор является последователем школы академика Ю.Н. Руденко в надежности ЭЭС, .которая зародилась в 70-х годах и целенаправленно развивалась в стенах Сибирского энергетического института. Благодаря Всесоюзному семинару "Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики", взгляды этой школы получили широкое распространение в стране и за рубежом и продолжают развиваться в работах учеников Ю.Н. Руденко, к которым автор относит и себя.

Известно, что решение задач надежности необходимо не столько ради самой надежности, сколько для задач, связанных с управлением ЭЭС, оптимальное решение которых невозможно без достаточно правильного, полного и точного, учета не только экономических факторов, но и надежности и качества электроснабжения потребителей. Поэтому цели и содержание данной работы могут быть охарактеризованы как разработка методик, моделей и средств системного учета надежности как комплексного фактора при оценке технико-экономических эффектов при управлении развитием современных 8

ЭЭС. Под современными ЭЭС здесь понимаются системы, которые в настоящее время насчитывают десятки электростанций разного вида, тысячи единиц основного (генерирующего и сетевого) оборудования большой мощности, сложнозамкнутую конфигурацию сетей и которые обеспечивают электроснабжение разнообразных потребителей на обширных территориях. При управлении развитием и функционированием таких ЭЭС, кроме указанных технических особенностей, необходимо учитывать современные экономические и социально-политические условия, которые, как показала жизнь, оказывают большое влияние на управление технико-экономическими системами общественного производства, к которым относятся и ЭЭС.

При этом под комплексностью понимается учет всех свойств й сторон объекта исследования (технологических, экономических, территориальных, временных и др.), а под системностью - учет как внутренних взаимосвязей и взаимозависимостей, так и внешних факторов с позиций рассмотрения объекта исследования как элемента множества более высокого уровня (в нашем случае - элемента экономического пространства более высокого уровня, то есть ЭЭС - как части народного хозяйства).

Научная новизна работы состоит в том, что проработаны вопросы надежности как комплексного свойства в оценке системных эффектов при управлении развитием ЭЭС. С учетом отечественного и зарубежного опыта показано, что методы зависят от внешних и внутренних условий развития ЭЭС. К внешним условиям, оказывающим влияние на надежность ЭЭС, относятся принципы хозяйствования и особенности отечественной экономики на современном этапе, связанные с переходом от централизованного управления народным хозяйством к рыночным отношениям. Дана оценка влияния на исследуемые свойства надежности внутренних условий, к которым относятся такие факторы, как глубина приватизации, развитие оптовых рынков энергии разных уровней, возможности инвестирования развития ЭЭС и прочее.

В работе, в рамках комплексности, выполнен анализ последовательности рассмотрения и обеспечения различных единичных свойств надежности, необходимости согласованного формирования уровней надежности различных технологических звеньев ЭЭС: обеспечения первичными энергоресурсами, генерации и транспорта электроэнергии.

Сделана попытка обоснования целесообразности предлагаемого ком9 плекса методов и моделей (от упрощенных до достаточно сложных и уточненных) на различных территориальных и временных уровнях управления развитием ЭЭС.

Научную новизну составляют сопоставительные анализы различных методов и моделей надежности: марковского случайного процесса с общей теоремой о повторении опытов, детерминистических критериев с вероятностными и т.д.

Выполненное в работе исследование надежностных свойств современных ЭЭС позволило обнаружить новые и в некотором смысле неожиданные особенности и явления, а также закономерности и зависимости надежности от новых условий функционирования и управления ЭЭС.

Новые подходы к проблеме надежности ЭЭС позволили решить значительное число практических задач разного плана.

Практическая ценность состоит в том, что предложенные методики и вычислительные средства нашли применение при технико-экономическом сравнении вариантов развития ЭЭС, для оценки системного эффекта различных мероприятий по обеспечению надежности, для анализа отдельных критических и чрезвычайных ситуаций при исследовании живучести и электроэнергетической безопасности, а также для исследования факторов, влияющих на надежность ЭЭС. Полученные результаты в ряде случаев были использованы при принятии решений по управлению ЭЭС, при разработке упрощенных методик учета надежности, в которых обоснованно не учитываются или учитываются упрощенно некоторые факторы функционирования.

Выносимые на защиту результаты исследований были использованы при выполнении работ по темам и научным программам координационных планов Госкомитета по науке и технике при СМ СССР; ОФТПЭ РАН; Постановлениям правительства РФ и Минтопэнерго РФ:

- 1.9.3.5 «Теория и методы исследования и обеспечения надежности систем энергетики». Тема «Развитие критериев, методов и алгоритмов исследования и обеспечения надежности ЭЭС, ГСС и ТСС во взаимоувязке с ТЭК и с учетом новых экономических и социально-политических условий (1990 - 1995 г.г.);

- 1.9.3.2 (1.4) «Методические основы, математические модели и методы исследований надежности систем энергетики и обоснование мер обеспечения энергетической безопасности России и ее регионов» (1996 - 1998 г.г.) и др.

По тематике исследований выпущены отчеты по НИР.

10

Методические разработки используются в учебном процессе электроэнергетических специальностей ВУЗов. Автор поставил и читал в ИрГТУ (ИЛИ) ряд лет курс «Надежность систем энергетики».

Экономический эффект от обоснованного применения соответствующих методов и методик учета комплексного фактора надежности при оценке системного эффекта для конкретных ситуаций имеет место в силу того, что более точный и полный учет надежности повышает качество и обоснованность решений по управлению ЭЭС. Количественную оценку экономического эффекта привести затруднительно, так как в новых условиях не применяется практика выдачи актов о внедрении с указанием эффекта. Более того, опубликованные методики и модели могут применяться уже неподконтрольно со стороны авторов. Но в любом случае можно утверждать, что из-за больших затрат в надежность любые затраты на уточненные расчеты оправдываются.

Разработанные методы и алгоритмы проверены численно при решении многих практических задач. Проводились сопоставительные расчеты по разным моделям на разных тестовых схемах и анализировались причины совпадений и расхождений результатов.

Апробация работы проводилась на различных совещаниях и конференциях как отечественных, так и зарубежных, в том числе и на семинаре "Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики", Российско-Германском семинаре (первое заседание в г. Плес, сентябрь 1993 г.), 4-ом международном симпозиуме по мировой энергетической системе (Будапешт, октябрь 1994 г.), 4-ой международной конференции PSCM, Лондон, август 1996г., Международной Летней 1997 года конференции Общества инженеров-энергетиков (IEEE),Берлин, июль 1997 г., 2-м и 3-м Российско-Японском Симпозиуме по электропередаче постоянного тока "Россия - Япония", Иокогама, ноябрь 1997 года и Иркутск, сентябрь 1998 г. и других.

Публикации. Содержащиеся в диссертации положения опубликованы более, чем в 50 работах, в том числе в 3 коллективных монографиях (1988, 1995, 1996, "Наука", Сибирское отделение, Сибирская издательская фирма РАН), из которых следует отметить "Резервы мощности в электроэнергетических системах стран - членов СЭВ. Методы исследования" [47] и "Методы управления физико-техническими системами энергетики в новых условиях" [48]. Разработанные методики и модели использовались при выполнении хоздоговорных работ, результаты которых нашли отражение более чем в 30

11 научных отчетах.

Работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложения.

В первой главе дается укрупненная характеристика проблемы надежности современных ЭЭС. Еще раз обосновывается необходимость учета надежности при оценке системного эффекта; характеризуются принципиальные пути и сложности такого учета и, особенно, в аспектах оценки технико-экономического эффекта и финансово-коммерческого анализа действий электрогенерирующей и (или) электроснабжающей компании. Излагаются существующие способы и средства учета надежности, дается характеристика их достоинств и недостатков. Формулируются основные задачи данной работы.

В главе 2 излагается предлагаемая автором методика учета надежности при оценке системной эффективности мероприятий в ЭЭС. Обосновывается необходимая последовательность учета единичных свойств надежности. Ставится проблема согласования надежности основных технологических звеньев ЭЭС: снабжения первичными энергоресурсами, генерирования электрической энергии, ее преобразования и передачи, а также проблема согласования надежности различных территориальных и временных уровней. Предлагаются методы и средства для решения поставленных проблем, для учета фактора надежности при проектировании ЭЭС.

Третья глава посвящается моделям исследования надежности ЭЭС и ее объектов. Описывается модель комплексной оптимизации всех видов резервирования в ЭЭС; модель анализа и синтеза надежности сложных ЭЭС (ПВК ЯНТАРЬ). При этом обсуждается проблема расчетов дефицитов мощности (РДМ) послеаварийных режимов. .Дополнительно рассматриваются некоторые упрощенные методы и модели надежности, применение которых возможно в практике технико-экономических расчетов вариантов развития ЭЭС: модель концентрированной ЭЭС, нормирование, критерий N-1 и пр.

В четвертой главе кратко излагаются выполненные автором исследования надежностных свойств современных ЭЭС. Даются выводы по выполненным исследованиям свойств ЭЭС и факторов, влияющих на надежность. Раскрывается роль и значение таких исследований.

В пятой и шестой главах приводятся результаты практической оценки

12 системных эффектов с учетом надежности для реальных задач. Глава 5 посвящается исследованию надежности крупных современных электрообъединений, а глава 6 - исследованию надежности электроснабжения потребителей удаленных районов, ставшей актуальной в настоящее время в связи с провозглашением политики развития социально-ориентированной экономики.

В заключении формулируются основные научные и методические достижения данной работы, указываются направления дальнейших исследований.

В разделе "Литература" приводится список публикаций и научных отчетов (125 наименований), включая 52 работы, выполненных автором или с его участием по теме диссертации.

В приложениях приводятся сведения о системе нормативов надежности ээс.

13

Заключение диссертации по теме «Электростанции и электроэнергетические системы», Ковалев, Геннадий Федорович

6.5. Выводы по главе 6.

Исследование надежности электроснабжения потребителей удаленных районов с учетом современных условий и на основе оценки системных эффектов с учетом надежности позволяет сделать следующие выводы.

1. Проблема электроснабжения удаленных районов имеет определенную специфику, которая делает ее актуальной и труднорешаемой даже (а, может быть, и особенно) в современных рыночных условиях. Накладывают отпечаток на решение задачи электроснабжения удаленных районов Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера и российские кризисные условия.

2. Анализ выполненной в работе практической оценки систем электроснабжения для разного рода удаленных районов: золоторудного месторождения, острова Ольхон и Приольхонья, заполярных газовых промыслов, - показал, что конкретные внешние и внутренние условия электропитания разных районов очень сильно различаются и это значительным образом сказывается на параметрах выбираемых схем электроснабжения с учетом технической реализуемости, эколо-гичности, надежности, экономичности.

3. Возможности выхода на оптовые рынки электроэнергии с целью покупки и продажи излишков по невысоким тарифам с выгодой для газоснабжающей компании и потребителей электроэнергии существенно меняют вид системы электроснабжения, так как продажа излишков значительно повышает финансовый эффект компании, не сильно изменяя экономическую эффективность. В этом

ЗАО случае большую роль играет использование дешевого энергоносителя, оплачиваемого по внутренней цене ( себестоимости ) для выработки электроэнергии на собственных электростанциях.

4. Поскольку удаленные энергорайоны находятся, как правило, в суровых климатических условиях и на их территории размещаются очень важные для народного хозяйства производства - учету надежности должно уделяться повышенное внимание, что в конечном счете требует более высоких, чем обычно, уровней резервирования по мощности, сетям и обеспеченности первичными энергоресурсами.

5. Несмотря на стремление использовать нетрадиционные возобновляемые источники электроэнергии, это, к сожалению, пока что редко реализуется, так как не всегда есть необходимые для этого достаточные условия.

311

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

1. Выполнен анализ особенностей управления развитием и функционированием ЭЭС в российских условиях в связи со сменой хозяйственных механизмов и влияния этих особенностей на учет фактора надежности при оценке эффективности управляющих мероприятий, проводимых в системах. Этот анализ обнаруживает значительное приближение принципов и практики управления ЭЭС и учета надежности при этом к принципам и практике ЭЭС развитых стран с рыночной экономикой. Однако, особенности исторического развития отечественных систем и такие факторы, как обширные территории, относительно низкая плотность нагрузки и т.п. не позволяют напрямую использовать зарубежный опыт. В работе показаны соответствующие сходства и различия. Значительное влияние оказывают на решения по надежности кризисные условия, охватившие экономику в целом и энергетику в частности.

2. Предложена методика учета надежности для оценки системных эффектов при управлении развитием ЭЭС,базирующаяся на трех аспектах комплексного подхода к данной проблеме для современных ЭЭС и современных условий их функционирования:

- надежность рассматривается как комплексное свойство, состоящее из совокупности актуальных для ЭЭС единичных свойств. На основе теоретического анализа и практики учета надежности при оценках системного эффекта в работе даются рекомендации по последовательности обеспечения единичных свойств надежности ЭЭС; комплексный подход к согласованному выбору уровней надежности основных технологических звеньев ЭЭС: снабжения первичными энергоресурсами, генерации и передачи электроэнергии; принципы применения предлагаемых методов и средств анализа и синтеза надежности, а также согласования решений для различных временных и территориальных уровней управления развитием ЭЭС.

3. На основе отечественного и зарубежного опыта исследования надежности, анализа спектра методов, моделей и средств обеспечения надежности при управлении развитием ЭЭС для разных иерархических уровней сформулированы рекомендации по применению различных (нормативных, детерминистических, упрощенных и уточненных вероятностных) подходов к

312 учету фактора надежности отечественных ЭЭС в новых условиях.

4. Автором предлагаются собственные разработки подходов и моделей исследования надежности ЭЭС. При этом уделено внимание формированию комплексной, взаимосогласованной и непротиворечивой системы нормативов надежности ЭЭС. Показано, какие характеристики надежности еще требуют разработки нормативов.

Даются конструктивные предложения по применению детерминистических критериев, широко распространенных за рубежом, для ЭЭС в российских условиях. Делается вывод, что детерминистический критерий п-1 целесообразно использовать при исследовании режимной надежности в форме, получившей в отечественной практике название «ситуативного исследования режимной надежности», то есть экспертного назначения вариантов множественных или каскадных отказов системы для анализа последствий и назначения необходимых мероприятий по обеспечению при этом безотказного электроснабжения потребителей.

Приводятся также описания упрощенных (РИФ и др.) и уточненных (ЯНТАРЬ) программ оценки надежности ЭЭС, разработанных под руководством автора в СЭИ СО РАН.

5. Учитывая важность стратегии и критериев оптимизации режимов, особенно дефицитных, было разработано несколько модификаций моделей оптимизации расчетных режимов для вычислительных комплексов по оценке надежности сложных ЭЭС. С помощью этих моделей можно распределять дефициты мощности в системе по узлам пропорционально нагрузкам с учетом и без учета потерь в основной сети объединения; с учетом «важности» нагрузок; по критерию экономической и коммерческой эффективности покрытия нагрузок; с учетом оптовых цен на электроэнергию на рынках мощности и энергии различного уровня и т.д.

6. В работе значительное место занимают исследования надежностных свойств современных ЭЭС на базе разработанной методологии таких исследований. По мнению автора, этому вопросу уделяется недостаточное внимание, поэтому в диссертации приводятся результаты большого числа исследований, выполненных автором. При этом обнаруживаются принципиальные зависимости и ~ явления, учет которых позволяет выбирать более обоснованные мероприятия по обеспечению надежности ЭЭС.

313

7. На основе методических проработок выполнены оценки системных эффектов с учетом надежности для крупных проектов развития отечественных энергообъединений и при возникновении особых условий (например, при выводе из работы ненадежных атомных блоков), при оценке энергетической безопасности страны; при объединении мощных ЭЭС нескольких государств и т.д. Предложены методические рекомендации по учету надежности электроснабжения для таких проектов.

8. В некоторых регионах страны остро стоит проблема обеспечения надежного энергоснабжения потребителей удаленных районов. Как показала практика исследования конкретных проектов, учет надежности при оценке системных эффектов в этих случаях имеет свои особенности. К этим особенностям можно отнести

• введение в рассмотрение вариантов, альтернативных централизованному электроснабжению от районных ЭЭС, а именно,—вариантов сооружения местных (негосударственных) источников электроэнергии;

• наличие у некоторых промышленных потребителей собственных первичных энергоресурсов низкой стоимости;

• наличие оптовых рынков по купле и продаже электроэнергии, дающие возможность повысить доход за этот счет.

Обнаружены интересные явления, которые можно использовать для эффективного обеспечения надежности электроснабжения с учетом особых условий, в частности, даются рекомендации по согласованию противоречий между разными видами эффективности.

9. Комплексное исследование надежности крупных проектов в электроэнергетике России, результаты которых частично изложены в работе, дают значительный экономический эффект и являются научной основой для принятия обоснованных решений по управлению ЭЭС.

10. Направлением дальнейших исследований проблемы комплексного учета надежности при оценке системных эффектов будет являться развитие методов и моделей надежности ЭЭС в части учета новых технологических и технических решений, тенденций к интеграции ЭЭС на межгосударственном и межконтинентальном уровнях, в части разработки подходов и математического обеспечения для решения задач по анализу и синтезу живучести, управляемости, а также электроэнергетической безопасности страны.

314

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Ковалев, Геннадий Федорович, 1998 год

1. Инструкция по определению экономической эффективности капитальных вложений в развитие энергетического хозяйства (генерирование, передача и распределение электрической и тепловой энергии). - М.: Энергия, 1973. - 54 с.

2. Волькенау И.М., Зейлигер А.Н., Хабачев Л.Д. Экономика формирования электроэнергетических систем. М.: Энергия, 1981. - 320 с.

3. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. Официальное издание. М.: Госстрой России, Минэкономики РФ, Минфин РФ, Госкомпром России, 1994. - 80 с.

4. Эдельман В.И. Надежность технических систем: экономическая оценка. М.: Экономика, 1989. - 151 с.

5. Кононов Ю.Д., Любимова Е.В. Динамическая оценка экономического ущерба от недостаточного развития электроэнергетики. // Сб. Научных трудов "Методические особенности и опыт прогнозирования электрификации." М.: ЭНИНим. Г.М.Кржижановского, 1989. - С.7-14.

6. Электротехнический справочник: Том 3, кн.1. М.: Энергоатомиздат, 1988. -880 с.

7. Отчет по НИР "Корректирующее влияние развития ТЭК на энергопотребление." / Отв. исп. Любимова Е.В. Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1990. - 155 с.

8. Маркович И.М. Режимы энергетических систем, изд. 3-е, перер. и доп. М. -Л: Госэнергоиздат, 1963. 360 с.

9. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / В.В. Ер-шевич, А.Н. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др. Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 352 с.

10. И.Лялик Г.Н., Урванцев В.И. Определение аварийного резерва мощности на базе универсальных характеристик удельного резерва // Электрические станции. -1972, №1.- С. 26-30.

11. Методическое пособие по проектированию энергосистем. Л.: Энерго-сетьпроект, 1985. - 191 с.315"

12. Чукреев Ю.Я. Модели обеспечения надежности электроэнергетических систем. Сыктывкар, 1995. - 176 с.

13. Волков Г.А. Оптимизация надежности электроэнергетических систем. М.: Наука, 1986. - 117 с.

14. Ковалев Г.Ф. Модель оценки надежности сложных ЭЭС при долгосрочном планировании их работы. // Электронное моделирование. 1987, № 5. С. 16-29.

15. Power System Reliability Analysis. Prepared by CIGRE WG 38. Montreal, August 1987. - 309 p.

16. Надежность систем энергетики. Терминология. Сборник рекомендуемых терминов. Вып. 95. М.: Наука, 1980. - 31 с.

17. Розанов М.Н., Пацева Т.В. Надежность обеспечения энергоресурсами и планирование выработки электроэнергии гидроэлектростанциями // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1985, № 1. С. 5-9.

18. Надежность топливоснабжения электростанций. Методы и модели исследований / Некрасов A.C., Великанов М.А., Горюнов П.В. и др. М.: Наука,1990. -198 с.

19. Формирование системы нормативов надежности электроэнергетических систем. Научный отчет (предв.) СЭИ СО АН СССР. // Научн. рук. Розанов М.Н., отв. исп. Ковалев Г.Ф. Иркутск, 1989. - 129 с.

20. Анализ нормативов надежности, используемых энергосистемами запада США при координации совместной работы в составе крупного межрегионального объединения. // Рук. раб. Малкин П.А. "Севзапэнергосетьпроект". Санкт-Петербург, 1994. - 47 с.

21. Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР, 6-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 640 с.

22. Руководящие указания и нормативы по проектированию развития энергосистем: ВНТП-80. М.: Минэнерго СССР, 1981. - 43 с.

23. Руководящие указания по расчету токов коротких замыканий, выбору и проверке аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания. Главтех-управление Минэнерго СССР МЭИ, 1975. - 45 с.

24. Электротехнический справочник. Тома 1,2,3. М.: Энергия, 1980.

25. Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций. ВНТП-81. М.: Минэнерго СССР, 1981. - 122 с.

26. ГОСТ 13109-87. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 39 с.

27. Руководящие указания по устойчивости энергосистем. М.: СПО Союзтех-энерго, 1983. - 11 с.

28. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей // Мин-во энергетики и электрификации СССР. 14-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 288 с.

29. Управление мощными энергообъединениями. / под ред. С.А. Совалова. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 256 с.

30. Salvadery L., Allan R., Billinton R. and others. State of the Art of composite-system Reliability Evaluation. Paper of Working Group 38.03 CIGRE, 1990 Session. -Pp. 1-10.

31. Исследование областей использования и пределов применимости надежностного критерия n i при формировании структуры и выборе параметров элементов ЭЭС. // Научно-технич. отчет СЭИ СО РАН. Отв. исп. Г.Ф. Ковалев. - Иркутск, 1996. - 75 с.

32. Руководящие указания и нормативы по проектированию развития ЭЭС и электрических сетей (первая редакция). М., 1994. 75 с.

33. Методические положения разработки схем развития ЕЭС и ОЭС России в31?условиях создания общероссийского рынка электроэнергии.

34. Том 1. Методические указания к разработке схем развития ЕЭС и ОЭС на период до 2010г., 102 с.

35. Том 2. Объем и содержание, 61с.

36. АО ПИ и НИИ по проектированию энергетических систем и электрических сетей "Севзапэнергосетьпроект". С. Петербург, 1995.

37. Медведев А.Г. Экономическое обоснование предпринимательского проекта

38. Мировая экономика и международные отношения, 1992, № 6. С. 86-95.

39. Гольденберг Ф.Д., Каплинский Э.М., Лазебник А.И. Модели для анализа перспективных режимов и надежности энергосистем. Кишинев: Штиинца, 1988. - 140 с.

40. Метод и алгоритм минимизации дефицита мощности в сложных ЭЭС. // Научный отчет СЭИ СО РАН, отв. исп. Г.М. Трошина. Иркутск, 1978. - 84 с.

41. Зоркальцев В.И. Относительно внутренняя точка оптимальных решений. Препринт Коми ФАН СССР. Вып. 100. Сыктывкар, 1984. - 48 с.

42. Ковалев Г.Ф. Критерии и средства оптимизации послеаварийных режимов электроэнергетических систем. // Режимная управляемость систем энергетики. -Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1988. С. 39-45.

43. Дикин И.И. Итеративное решение задач линейного и квадратичного программирования. // "Доклады АН СССР", 1976, т. 174, №4.-С. 747-748.

44. Дикин И.И., Зоркальцев В.И. Итеративное решение задач математического программирования (алгоритмы метода внутренних точек). Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1980. - 144 с.

45. Резервы мощности в электроэнергетических системах стран членов СЭВ. Методы исследования. / Руденко Ю.Н., Розанов М.Н., Ковалев Г.Ф. и др. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988. - 150 с.

46. Методы управления физико-техническими системами энергетики в новых условиях / Н.И. Воропай, H.H. Новицкий, Е.В. Сеннова и др. Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма РАН, 1995. - 335 с.

47. Руденко Ю.Н., Чельцов М.Б. Надежность и резервирование в электроэнер318гетических системах. Методы исследований. Новосибирск: Наука, СО, 1974. -263 с.

48. Биллинтон Р., Аллан Р. Оценка надежности электроэнергетических систем. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 288 с.

49. Ковалев Г.Ф., Самородов Г.И., Ящук Л.Н. Оценка надежности перспективных вариантов ЕЭЭС, включающих сверхдальние электропередачи переменного тока // Там же, с. 96.

50. Ковалев Г.Ф., Могирев В.В., Орнов В.Г. Комплекс задач "Надежность в АСДУ ЕЭЭС СССР" // Там же, с. 34-40.

51. Ковалев Г.Ф., Колосок Г.В. Некоторые особенности изменения показателей надежности ЭЭС при их развитии в условиях "малого" резерва генерируемой мощности. // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. 1986, №3. С. 3-6.

52. Ковалев Г.Ф. Комплексный выбор резервов всех видов в ЭЭС. // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. Вып. 36, т. 2 Иркутск: СЭП СО АН СССР, 1990. - С. 98-110.

53. Ковалев Г.Ф. Методика оценки системной эффективности накопителей энергии с учетом фактора надежности. // Системные оценки эффективности и выбор направлений технического прогресса в энергетике. / Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1990.- С. 122-132.

54. Балановский В.А., Ковалев Г.Ф., Мурашко Н.А. Анализ надежности Тюменской электроэнергетической системы. // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. Вып. 38, т. 2. Сыктывкар, КОМИ ФАН, 1991.- С. 12-16.

55. Оценка составляющих системного ущерба от вывода из работы (в т.ч. аварийного) АЭС. // Научный отчет (заключит.) СЭИ СО РАН. Отв. исп. Г.Ф. Ковалев / Иркутск: СЭИ СО РАН, 1992. 78 с.

56. Ковалев Г.Ф., Смирнов С.С., Тришечкин A.M. Объективные предпосылки развития и функционирования малой энергетики в ОЭЭС Сибири. // Изв. РАН. Энергетика. 1992, №5, с. 16-23.

57. Ковалев Г.Ф., Кочегина H.JI. Результаты исследований балансовой надежности ЭЭС по тестовой схеме с помощью программы ЯНТАРЬ. // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. Вып. 41 / Иркутск: СЭИ СО РАН, 1991. С. 16-29.

58. Ковалев Г.Ф. Сопоставительный анализ результатов исследований надежности ЭЭС, выполненных с помощью разных программ. // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. Вып. 41. / Иркутск: СЭИ СО РАН, 1991.- С. 53-59.

59. Ильинец Б.В., Ковалев Г.Ф. О необходимости вынужденной работы дефицитных ОЭЭС с пониженными уровнями частоты. // Изв. ВУЗов. Энергетика, 1993, №3-4. Минск, с. 8-11.

60. Ковалев Г.Ф., Шлимович В.Д. Нормирование надежности в ЭЭС. // Надежность электроэнергетических систем. Часть 2. Материалы первого российско-германского семинара. Плес / Россия, 6-11 сентября 1993. / Аахен (ФРГ): Изд. Ав-густинус, 1993. С. 108-114.

61. Результаты расчета надежности тестовой схемы IEEE по программе ЯНТАРЬ и сравнение их с результатами, полученными по аналогичным зарубежным программам // Научный отчет СЭИ СО РАН. Отв. исп. Г.Ф. Ковалев, / Иркутск: СЭИ СО РАН, 1994. 79 с.

62. Belyaev L.S., Kovalev G.F., Lebedeva L.M., Podkovalnikov S.V. Efficiency as-sesment of interstate electric ties in the North Eastern Asia // 4th International Symposien on the World Energy System. Proc. Budapest, Oct. 5-8, 1994, pp. 131-138.

63. Беляев JI.C., Воропай Н.И., Ковалев Г.Ф. и др. Экономические последствия досрочного снятия АЭС с эксплуатации. // Атомная энергия, 1994, т.77, вып.4, с. 243-249.

64. Ковалев Г.Ф. Исследование надежности основной структуры электроэнергетических систем при планировании их развития. Диссертация на соискание уч. степени канд. техн. наук по специальности 05.14.02. Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1982.-293 с.

65. Ковалев Г.Ф. Энергетическое кольцо Байкала. // "Энергия", 1995, №12, с. 33-36.

66. Ковалев Г.Ф., Лебедева Л.М. Расчеты надежности тестовой схемы ЭЭС. // "Известия АН. Энергетика", 1996, № 1, с. 23-32.

67. Belyaev L.S., Kovalev G.F., Lebedeva L.M., Podkovalnikov S.V. Ties in NorthEastern Asia. // "Perspectives in Energy", 1994-1995, Volume 3, pp. 321-330.

68. Ковалев Г.Ф., Лебедева Л.М. К оценке полной величины резервов энергии и мощности ЭЭС в условиях рынка. // Социальные, техногенные и природные факторы риска в производственной деятельности. Иркутск, СЭИ СО РАН, 1996. -С. 86-96.

69. Kowalew G.F., Schlimowitsch W.D. Normierung der Elekroenergiesystem-Zuverlassigkeit // Zuverlässigkeit elektrischer Energieversorgungssystem. 1. Russische321

70. Deutsches Zuverlassigkeitsseminar. Teil 2. Plyos / Rusland, 6.-11. September, 1993. -S. 142-149.

71. Воропай Н.И., Гумбин В.А., Ковалев Г.Ф. и др. Роль ОЭС Сибири в обеспечении надежности ЕЭС России и электроэнергетической безопасности страны. // ОЭС Сибири: современное состояние и перспективы развития. Сб. докладов. -Новосибирск: май 1996. С. 15-20.

72. Гуков В.П., Иванова И.Ю., Ковалев Г.Ф. и др. Природные возобновляемые источники энергии: оценка потенциала и эффективности использования в условиях Сибири. // Там же, с. 31-38.

73. Энергоснабжение острова Ольхон и Приольхонья. Раздел 3. Электропотребление. / Научный отчет, СЭИ СО РАН. Отв. исп. Г.Ф. Ковалев. Иркутск, 1996. -98 с.

74. Энергоснабжение острова Ольхон и Приольхонья. Раздел 4. Вариант электроснабжения. / Научный отчет. СЭИ СО РАН. Отв. исп. Г.Ф. Ковалев. Иркутск, 1996. - 56 с.

75. Разработка методики обоснования и оценки технико-экономической эффективности альтернативных систем энергоснабжения объектов газовой промышленности. / Отчет о НИР. Отв. исп-ли Г.Ф. Ковалев, H.A. Мурашко. Тюмень, 1996. - 84 с.

76. Дзюбина Т.В., Илькевич Н.И., Ковалев Г.Ф., Лебедева Л.М. Сравнительный анализ методов вычисления функций распределения состояния оборудования в ГСС и ЭЭС. / Известия АН. Энергетика. 1997, № 1. С. 169 - 173.

77. Системный поход при управлении развитием электроэнергетики / Беляев Л.С., Войцеховская Г.В., Савельев В.А. и др. Новосибирск: Наука, 1980. - 240 с.

78. Тестовые расчетные схемы для решения задач надежности электроэнергетических систем./ Под ред. Ю.Н.Руденко. Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1984. -96 с. (Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики, вып. 28).

79. Иванов В.В., Колосок Г.В. Результаты исследований надежности ЭЭС по тестовой схеме с помощью программы ПОТОК 3 // Там же, с. 40-53.

80. IEEE Trans. 1979. V. PAS 98. Nov. / Dec. P. 2047 - 2054.

81. Review of adequacy standards for generation and transmission planning. Report № 37 97 (AG) 02 (E) Final - CIGRE, Study Commitee 37, November, 1992. - 75 p.

82. Салливан Р. Проектирование развития электроэнергетических систем: Пер. с англ. М.: Энергоиздат, 1982. - 360 с.

83. Voropai N.I., Gumbin V.A., Efimov D.N. end ofhers. System aspects of creating the East Asian electric power interconnection. // IEE Japan Power and Energy, 94, Proc., July 27 - 29, 1994. - Tokyo, 1994. - Pp. 25 - 29.

84. Ставровский E.P., Сухарев М.Г., Карасевич A.M. Методы расчета надежности магистральных газопроводов. Новосибирск: Наука, 1982. - 126 с.

85. Астахов Ю.Н., Веников В.А., Тер-Газарян А.Г. Накопители энергии в электрических системах. М.: Высшая школа, 1989. - 159 с.

86. Лялик Г.Н., Урванцев В.И. Универсальные характеристики удельного аварийного резерва с учетом аварийности резервных агрегатов. // Проектирование и эксплуатация энергетических систем и электрических сетей: Тр. ЭСП. Вып. 16. М.: Энергия, 1979. С. 10 - 18.

87. Калганова Н.Я., Малкин П.А. Оптимальные параметры энергообъединения из двух энергосистем. // Принципы и методические основы проектирования ЕЭС СССР: Сб. Научн. тр. Энергосетьпроекта. М.: Энергоатомиздат, 1985. - С. 90 -98.

88. Анализ особенностей и условий работы ЕЭЭС СССР с пониженной частотой. // Научный отчет СЭИ СО АН СССР. Рук. Акад. Ю.Н.Руденко. Иркутск, 1985.- 180 с.

89. Дубицкий М.А., Руденко Ю.Н., Чельцов М.Б. Выбор и использование резервов генерирующей мощности в электроэнергетических системах. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 272 с.323

90. Иванов A.A., Попов P.A. Определение параметров ТЭС в электроэнергетических системах. // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт, 1991, № 4. С. 119-123.

91. Выбор рациональной единичной мощности агрегатов ЭЭС с учетом надежности. Дипл. проект ст-ки ИЛИ Ясинской Т.С., руководитель Ковалев Г.Ф. -Иркутск, 1992. 74 с.

92. Гитлевич А.Д. Об оптимальной единичной мощности угольных энергоблоков (США) // Энергетическое строительство, 1982, № 4, с. 10 14.

93. Нгуен Д.Ф., Гиршфельд В.Я. и др. Учет надежности электроснабжения при выборе единичной мощности энергоблоков ТЭС в энергосистемах. // Теплотехника, 1984, № 5. С. 61.

94. Месропьян P.A. Выбор единичной мощности в энергосистеме. // Изв. ВУЗов. Энергетика, 1984, № 9. С. 111 - 113.

95. Попова Г.С., Иванова Л.И. К выбору единичных энергоблоков на основе комплексной оценки их эффективности. // Энергетическое строительство, 1991, №11.-С. 24-27.

96. Проблема безопасности атомной энергетики. Постановление президиума РАН № 200 от 10 июля 1992 г. Москва, 12 с.

97. Оценка составляющих системного ущерба от вывода из работы (в т.ч. аварийного) АЭС. Научный отчет. Рук. работы Н.И.Воропай, отв. исп. Г.Ф.Ковалев. СЭИ СО РАН, Иркутск: 1992. 78 с.

98. Предложения по обеспечению безопасности атомных электростанций России с учетом возможного участия западных стран. ОФТПЭ РАН, 15.06.92 г. 6 с.

99. Корякин Ю.И. Цена Чернобыля 200 миллиардов. "Энергия", 1990, № 8. -С.З - 6.

100. Кархов А.Н. Оценки убытков от аварии на Чернобыльской АЭС (ответ на статью Ю.И.Корякина в журнале "Энергия").

101. Дубицкий М.А. Об одной из возможностей снижения вредных выбросов электростанциями при эксплуатации ЭЭС // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. Вып.40, Уфа: ВНИИСПТНефть, 1991. -С. 83 - 92.324

102. Меренков А.П., Санеев Б.Г. Энергетика Сибири и Дальнего Востока: современное состояние и основные проблемы развития. // Изв. РАН. Энергетика. 1993, № 1.-С.З 11.

103. Воропай Н.И., Малич В.М., Огнев А.Ю., Тришечкин A.M. Проблемы обоснования развития электроэнергетики Дальнего Востока в новых условиях. // Изв. РАН. Энергетика. 1994, № 2. с. 8 - 16.

104. Исследование альтернатив электро и энергоснабжения проекта "Сухой Лог - Лензолото". Доклад, подготовленный АО "Иркутский энергетический центр". - Иркутск, 1995. - 86 с.

105. Разработка методики обоснования и оценки технико-экономической эффективности альтернативных систем энергоснабжения объектов газовой промышленности / Отчет о НИР, научн. рук., д.т.н. В.А.Шпилевой. Тюмень, 1996. -61 с.

106. Манушин Э.А. Комбинированные энергетические установки с паровыми и газовыми турбинами // ВИНИТИ. Итоги науки и техники. Сер. Турбостроения, Т.4. 1990. 178 с.

107. Степанов И.Р. Применение парогазовых установок в районах Севера. Санкт-Петербург: Наука, Санкт-Петербургское отделение, 1992. 176 с.

108. Voropai N.I., Kovalev G.F., Lebedeva L.M. and others. Reliability in the Restructured Russian Utility Industry. // IEEE Power engineering Rewiew. February 1998, Volume 18, number 2 (ISSN 0272 1724), pp. 8-12

109. Воропай Н.И., Ковалев Г.Ф., Федотова Г.А.Реформирование электроэнергетики и надежность электроснабжения. // Энергия, 1998, №3, с. 14-18.

110. Системные исследования в энергетике в новых социально-экономических условиях. / В.П. Булатов, Н.И. Воропай, А.З. Гамм и др. Новосибирск: «Наука». Сиб. издательская фирма РАН, 1995. - 189 с.

111. Комплексный анализ эффективности технических решений в энергетике. / Ю.Б. Гук, П.П. Долгов, В.Р. Окороков и др.; под. ред. В.Р. Окорокова и Д.С. Ща-велева. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние. 1985. - 176 с.