Экономико-математическая модель воздушных линий электропередачи на основе целевой функции удельных дисконтированных затрат
Автор: Геркусов Алексей Анатольевич
Организация: ЗИМИТ, филиал КНИТУ-КАИ отделение СПО
Населенный пункт: Республика Татарстан, г. Зеленодольск
Так, например, не вполне корректно проводить технико-экономическое сравнение по минимуму дисконтированных затрат для ЛЭП разного номинального напряжения, т. к. эти ЛЭП, являющиеся одним из основных элементов электросетевого комплекса и обеспечивающие транспорт электроэнергии от источников мощности до потребителей, различаются не только по величине удельных капиталовложений на единицу длины и уровню потерь электроэнергии в них, но и по объему передаваемой электроэнергии, значениям максимального тока нагрузки, тарифам на передачу энергии, что в условиях конкурентного рынка электроэнергии увеличивает ценовые риски и препятствует оптимальному выбору поставщика электроэнергии [1, 2, 8].
В связи с выше сказанным необходима разработка и оптимизация иной экономико-математической модели, связывающей технические параметры сооружаемой воздушной линии электропередачи и режимы ее работы с удельными экономическими показателями и позволяющей проводить технико-экономический анализ и экономическое обоснование принимаемых технических решений.
Методология исследования. Классический прием технико-экономического сопоставления сравниваемых вариантов проектируемых промышленных объектов, различающихся по производительности – использование удельных показателей, рассчитанных на единицу объема продукции. Применим этот подход для сопоставления проектируемых ЛЭП и рассчитаем удельные дисконтированные затраты на передачу 1 кВт.ч электроэнергии по ЛЭП любого класса напряжения и назначения. Согласно [1, 2], формула расчета удельных дисконтированных затрат Зд. уд имеет вид:
где Зд – дисконтированные затраты за расчётный период Тр строительства и срока службы ЛЭП, руб., Wt – отпуск электроэнергии по годам расчётного периода, кВт.ч/год, Еср – норма дисконтирования отпуска электроэнергии.
Полученные значения Зуд.д достаточно полно отражают затраты на передачу электроэнергии по линии, поэтому их также можно сравнивать со средними тарифами на электроэнергию в районе сооружения проектируемой ЛЭП. В случае, если величина Зуд.д превышает этот тариф, то при дефиците энергии и в условиях отсутствия конкуренции, может встать вопрос о пересмотре тарифов в сторону увеличения.
Знаменатель формулы показывает суммарный за период Тр дисконтированный отпуск электроэнергии, в величину которого заложено изменение ценности результата для потребителей при изменении времени его получения. Действительно, для реальных секторов экономики, например, важно быстрее получить электроэнергию, поскольку она – основа открытия любого нового или расширения действующего проекта на новые территории, охваченные электрификацией; для жилого сектора и социальной сферы открывает возможность быстрее повысить качество жизни населения.
При сравнении двух или более вариантов проектирования и сооружения ЛЭП, критерием выбора оптимального варианта является минимум Зуд.д. Таким образом, этот показатель может служить критерием выбора оптимального решения конкретной инженерной задачи (например, выбора сечения проводов и конструкции фазы воздушных и кабельных линий, номинального напряжения ЛЭП и т.д.), то есть служить основой для технико-экономической модели, используемой при проектировании ЛЭП.
С учётом потерь на корону и в линейной изоляции выражение (1) для ВЛ единичной длины примет вид [6, 7, 8]:
Полный текст статьи см. в приложении.