Структурная схема надежности системы электроснабжения предприятия имеет вид

Согласно структурной схеме надежности элемент 5 и элементы 1-4 взаимно резервируют функции друг друга. Для предприятий 2-ой категории по надежности электроснабжения наличие дублирования обосновывается при технико-экономическом сравнении вариантов. Поэтому можно рассматривать схемы:
вариант 1 ‒ с взаимным резервированием;
вариант 2 – только с ветвью 5.
Из решения задачи 2 выберем необходимые данные о надежности сравниваемых вариантов.
Вариант 1
Частота отказов системы ω=4,271*10-3 ±4,271*10-3 год-1.
Коэффициент вынужденного простоя K=7,766*10-6.
Коэффициент плановых ремонтов не учитывается.
Вариант 2
Частота отказов системы ω5=0,2±0,2 год-1.
Коэффициент вынужденного простоя Kв5=1,6*10-3±1,6*10-3.
Коэффициент плановых ремонтов Kп5=5,7*10-5.
2. Экономические показатели сравниваемых вариантов.
Вариант 1
2.1. Капитальные затраты.
По каждой ветви потребителю поставляется по 5 МВт. Чтобы предприятие получало энергию в полном объеме при аварийном или плановом отключении одной из ветвей, необходимо, чтобы номинальная мощность элементов СЭС была более 7,2 МВт. Тогда в аварийном режиме загрузка элементов не превысит140 % от номинальной мощности 1,4*Рн= 7,2*1,4= =10 МВт. Таким образом, начальные капитальные вложения
K0=K10+K20+K30+K40+K50=
=2+0,5*Pн+1+1*Pн+1+1,5*Pн+2*5+0,2*Pн+3+0,1*Pн=
=2+0,5*7,2+1+1*7,2+1+1,5*7,2+2*5+0,2*7,2+3+0,1*7,2=
=5,6+8,2+11,8+12,88+3,72=42,2 млн. руб.
Здесь и далее индекс в скобках указывает на год реализации проекта, индекс без скобок ‒ на номер элемента.
Поскольку нормативные сроки службы элементов T1=10 лет и T2=T3=15 лет, то замены элементов 1,2,3 в ходе проекта не потребуется. В соответствии с нормативными сроками службы элементов T4=8 лет и T5=5 лет понадобятся дополнительные капитальные затраты:
K6=K56=3+0,1*Pн=3+0,1*7,2=3,72 млн. руб.
K9=K49=2*5+0,2*Pн=2*5+0,2*7,2=12,88 млн. руб.
К моменту окончания проекта (Tпр=10 лет) элементы 1 и 5 выработают весь ресурс; элементы 2 и 3 выработают TпрT2,3=1015=23 своего ресурса; элемент 4 - TпрT4=28=14 своего ресурса.
Остаточная стоимость элементов 2,3,4 к моменту окончания проекта с учетом 5% инфляции:
K210=13*K20*1,059=13*8,2*1,059=4,2 млн. руб.
K310=13*K30*1,059=13*11,8*1,059=6,1 млн. руб.
K410=34*K40*1,051=34*12,88*1,05=10,1 млн. руб.
После пересчета на момент начала проекта с учетом нормы дисконта в 10% стоимость этих элементов:
K210прив=K2101,19=4,21,19=1,8 млн. руб.
K310прив=K3101,19=6,11,19=2,6 млн . руб.
K410прив=K4101,11=10,11,1=9,2 млн. руб.
Вносим все затраты в таблицу денежных потоков (табл. 8).
2.2. Эксплуатационные расходы.
Годовые эксплуатационные затраты для выбранной номинальной мощности элементов в 7,2 МВт:
Z0=Z10+Z20+Z30+Z40+Z50=0,04+0,1*Pн+0,08+0,02*Pн+
+0,08+0,02*Pн+2*0,02+0,01*Pн+0,05+0,02*Pн=0,04+0,1*7,2+
+0,08+0,02*7,2+0,08+0,02*7,2+2*0,02+0,01*7,2+
+0,05+0,02*7,2=0,76+0,224+0,224+0,184+0,194=1,586 млн. руб.
Приведенные эксплуатационные расходы в течении k-го года реализации проекта с учетом 5% инфляции и 10% нормы дисконта составляют:
Z0*1,05k-11,1k-1.
Приведенные расходы за 10 лет:
Zприв=k=110Z0*1,05k-11,1k-1=13 млн. руб.
Вносим все затраты в таблицу денежных потоков (табл. 8).
2.3. Затраты на возмещение ущерба.
Среднегодовой ущерб предприятию состоит из ущерба от внезапности отключения и ущерба от ограничения электроснабжения при аварийных и плановых отключениях:
Y=y0*ω*P+yw1*Kв+yw2*Kп*P*T=
=80 руб.кВт*4,271*10-3*104 кВт+
+40 руб.кВт*ч*7,766*10-6+0*104 кВт*8760 ч=
=3,4+27,2=30,6 тыс. руб.
За счет высокой надежности в страховании ущерба нет необходимости, а по сравнению с остальными расходами затраты на возмещение ущерба можно не учитывать.
Поскольку коэффициент загрузки оборудования в послеаварийном режиме меньше 1,4, то ущерб от ограничений по мощности оценивать не нужно. Если номинальная мощность элементов принята меньше 7,2 МВт, то необходимо оценивать ущерб от ограничений по мощности, возникающие при аварийных и плановых ремонтах.
2.4. Доходы.
Доходы от проекта заключаются в доходах от транспорта электроэнергии и в 1-й год составляют:
D0=0,2*P*T=0,2 руб.кВт*ч*104 кВт*8760 ч=17,5 млн. руб.
Приведенные доходы в течении k-го года реализации проекта с учетом 5% инфляции и 10% нормы дисконта составляют:
D0*1,05k-11,1k-1.
Приведенные расходы за 10 лет:
Dприв=k=110D0*1,05k-11,1k-1=143,1 млн. руб.
Вносим все доходы в таблицу денежных потоков (табл. 8).
2.5. Приведенные денежные потоки.
Приведенные денежные потоки по варианту 1 сведены в табл. 8. Чистый дисконтированный доход от реализации проекта 143,1‒45,2‒13=84,9 млн. руб. ЧДД положителен, следовательно, реализация проекта экономически целесообразна.
Приведенные денежные потоки для варианта (млн. руб.)
Таблица 8
год Капитальные затраты Эксплуатационные затраты Затраты на ущерб Доходы
1 42,2 1,59 - 17,5
2 - 1,51 - 16,7
3 - 1,45 - 15,9
4 - 1,38 - 15,2
5 - 1,32 - 14,5
6 3,72 1,26 - 13,9
7 - 1,20 - 13,2
8 - 1,15 - 12,6
9 12,88 1,09 - 12,1
10 -13,6 1,04 - 11,5
итого 45,2 13 - 143,1
Вариант 2
2.1