Zarządzanie eksploatacją w elektroenergetyce

Transkrypt

1 Zarządzanie eksploatacją w elektroenergetyce dr inŝ. Szczepan Moskwa Energetyka jądrowa we współczesnej elektroenergetyce Studium podyplomowe, Jaworzno 2009/2010 Bezpieczeństwo energetyczne Definiuje je ustawa z dnia 10.kwietnia 1997 Prawo energetyczne (Dz.U. Nr 54, poz.348) następująco: stan gospodarki, umoŝliwiający pokrycie bieŝącego i perspektywicznego zapotrzebowania odbiorców na paliwa i energię w sposób technicznie i ekonomicznie uzasadniony, przy zachowaniu wymagań ochrony środowiska. 2 1

2 Bezpieczeństwo energetyczne Definicja w załoŝeniach Polityki energetycznej Polski do 2030 roku (Ministerstwo Gospodarki, Warszawa, październik 2009) Przez bezpieczeństwo dostaw paliw i energii rozumie się zapewnienie stabilnych dostaw paliw i energii na poziomie gwarantującym zaspokojenie potrzeb krajowych i po akceptowanych przez gospodarkę i społeczeństwo cenach, przy załoŝeniu optymalnego wykorzystania krajowych zasobów surowców energetycznych oraz poprzez dywersyfikację źródeł i kierunków dostaw ropy naftowej, paliw ciekłych i gazowych. 3 Pewność dostawy Definicja: Pewność zasilania energia elektryczna jest to zdolność systemu elektroenergetycznego zaopatrywania odbiorców w energię na określonym poziomie ciągłości i jakości w sposób ciągły zgodnie z istniejącymi standardami i umowami w punktach dostawy [Security of Electricity Supply Roles, responsibilities and experiences within the EU, Eurelectric, January 2006, Ref: ] 4 2

3 Pewność dostawy długoczasowa Warunkiem jest jednoczesny właściwy dostęp do surowców energetycznych, wytwarzania, sieci i rynku Przedsiębiorstwa wytwarzania i sieciowe mają odmienne czynniki pobudzające 5 Pewność dostawy krótkotrwała Jest to niezawodność operacyjna całego systemu wraz ze zdolnością do przezwycięŝenia krótkotrwałych awarii pojedynczych elementów systemu Pewność dostawy krótkotrwała wymaga istnienia stosowanych rezerw technicznych, odpowiednich słuŝb pomocniczych i instrumentów w celu równowaŝenia dostawy i zapotrzebowania 6 3

4 Niezawodność dostawy Wymagana ilość, wymagany czas dostawy energii, wymagana jakość energii. Niezawodność dostawy zaleŝy od niezawodności urządzeń. 7 Przyczyny zawodności dostawy Przerwanie zasilania Nieakceptowane zmniejszenie jakości energii Losowy charakter powyŝszych przyczyn wymaga opisu probabilistycznego. 8 4

5 Analiza techniczno ekonomiczna eksploatacji urządzeń elektroenergetycznych Analiza techniczna gromadzenie i ocena informacji na temat obiektu. Analiza ekonomiczna porównywanie kosztów i zysków (oszczędności) danej inwestycji. niezawodność dyspozycyjność koszt realizacji koszty eksploatacyjne 9 Proces eksploatacji START EKSPLOATACJA KONIEC Ŝycia/trwałości technicznej DIAGNOSTYKA INFORMACJA DIAGNOSTYCZNA DECYZJA NAPRAWA, REGENERACJA 10 5

6 Procesy w eksploatacji systemu W stanie ustalonym: opisane układem nieliniowych równań algebraicznych W stanach przejściowych: opisane układami równań róŝniczkowych 11 NaraŜenia eksploatacyjne NaraŜenia elektryczne NaraŜenia mechaniczne NaraŜenia termiczne Urządzenie elektroenergetyczne Agresja chemiczna Działalność ludzi i zwierząt Warunki środowiskowe 12 6

7 Aspekty informacyjne konieczne do wspierania zarządzania majątkiem (AM Asset Management) Aspekty techniczne Wymagane informacje, na przykład: procesy starzenia izolacji, prawdopodobieństwo przepięć jako efekt procedur łączeniowych. Starzenie: odniesione do typu, historii eksploatacji, warunków eksploatacji. Opracowanie tzw. warunków oceny, do tego określenie odpowiednich metod i narzędzi diagnostycznych, stosownych do typów urządzeń i obiektów. Określenie prawdopodobieństwa awarii. 13 Aspekty informacyjne konieczne do wspierania zarządzania majątkiem (AM Asset Management) Aspekty ekonomiczne Koszty: utrzymania ruchu, napraw, uszkodzeń (awarii) i ich skutków, regeneracji. Aspekty społeczne Skutki społeczne: wpływ przerw i awarii na nastroje społeczne. ZaleŜą od częstotliwości awarii, czasu trwania, czasu naprawy, rodzaju obiektów ii. W rezultacie określa się akceptowalność zawodności dostawy energii. Normy określają odpowiednie wymagania. 14 7

8 Strategie obsługi Strategia korekcyjna (CM Corrective Maintenance) reakcja dopiero po awarii urządzenia Strategia czasu (TBM Time Based Maintenace) obsługa zapobiegawcza w ustalonych odstępach czasu Strategia stanu (CBM - Condition Based Maintenance) obsługa zapobiegawcza zaleŝna od ocenionego stanu urządzenia 15 Strategie obsługi Strategia niezawodności (RCM Reliability Centered Maintenance) rodzaj obsługi z grupy CBM, dąŝąca do obsługi utrzymującej system w pracy i maksymalizującej czas. Wymaga śledzenia awaryjności podobnych urządzeń i analizowania moŝliwości prognozowania stanu. Strategia ryzyka (RBM Risk Based Maintenance) rodzaj obsługi z grupy CBM, dąŝąca do maksymalizacji dochodu z uwzględnieniem kosztów kar lub innych administracyjnych 16 8

9 Algorytm decyzyjny wyboru strategii obsługi eksploatacyjnej Eksploatacja Czy (jak bardzo) NIE waŝne dla systemu? TAK NIE TAK Czy jest diagnostyka? NIE TAK CM korygująca CBM w zaleŝności od stanu urządzenia TBM okresowa RCM RCM zorientowana na niezawodność17 Stan techniczny urządzeń Badania eksploatacyjne NaraŜenia Urządzenie Analiza danych Informacja o stanie technicznym Ocena niezawodności Monitoring 18 9

10 Analiza diagnostyczna 19 MoŜliwości optymalizacji procesu eksploatacji Systematyzacja i unifikacja procesu diagnostycznego: zminimalizowanie czasu obsługi diagnostyki eksploatacyjnej i poawaryjnej Rozszerzona analiza pozyskanych danych eksploatacyjnych: uzupełnienie danych eksploatacyjnych i diagnostycznych o dane dotyczące warunków środowiskowych Rozwój strategii eksploatacyjnych: rozwój strategii obsługi typu CBM i RCM 20 10

11 Kryteria optymalizacyjne minimalizacja kosztów eksploatacji minimalny czas trwania badań i pomiarów maksymalna efektywność wykorzystania danych eksploatacyjnych wyznaczenie prawdopodobieństwa uszkodzenia przy ograniczonych kosztach obsługi diagnostycznej minimalizacja liczby obsług 21 11