Понятие о графиках нагрузок энергосистемы и о тарифах на электроэнергию. Понятие о графиках нагрузок энергосистемы и о тарифах на электроэнергию Часы максимума нагрузки энергосистемы на год

Во вторник, 8 августа, Минэнерго сообщило , что потребление электроэнергии в Крыму из-за жары побило рекорд, установленный в 2012 году. Это было связано с активным использованием кондиционеров в пик курортного сезона. Чтобы справиться с дефицитом энергии в пиковые часы потребления, ранее было принято решение ввести графики временного отключения электропотребления (ГВО).

В частности, вечером 7 августа, после ввода ГВО более 108 000 человек в Крыму и Севастополе оставались без света около 2 часов.

Краснодарский край спешит на помощь

В ряде районов Краснодарского края по рекомендациям Минэнерго проведут отключение электричества, сообщила в среду, 9 августа, «Газета.ru» со ссылкой на пресс-службу администрации региона. Как говорилось в сообщении, которое уже удалено с сайта администрации, подачу электроэнергии отключат «для стабилизации перетоков мощности, недопущения повреждения оборудования и нарушения устойчивости параллельной работы с Единой энергетической системой России энергосистемы Крымского полуострова, сопровождающегося погашением потребности значительной части потребителей Республики Крым».

Ограничения потребления мощности должны были производиться в объеме до 110 МВт в период с 20:00 до 23:00. Без электричества должны были остаться в Новороссийске, Анапе и Геленджике, а также в Крымском, Абинском, Славянском, Красноармейском и Темрюкском районах Краснодарского края.

В Минэнерго опровергли, что ведомство давало рекомендации по введению ГВО в Краснодарском крае.

Также там пояснили, что график веерных отключений в часы пиковых нагрузок был введен только на территории Республики Крым. «В связи со сложившейся ситуацией на территории Республики Крым был введен график веерных отключений в часы пиковых нагрузок. Вместе с тем Минэнерго России не давало рекомендаций по введению графика временного отключения света в Краснодарском крае. Информация, опубликованная на сайте администрации является ошибочной и будет удалена с сайта в ближайшее время», - приводит RNS цитату из заявление Минэнерго.

Совещание

Министр энергетики России Александр Новак провел в Ялте совещание по вопросам электроснабжения потребителей Краснодарского края и Республики Крым. По словам министра, несколько дней подряд в регионах был побит рекорд потребляемой мощности.

Александр Новак

Министр энергетики РФ

7 августа потребление электрической мощности в Крыму превысило исторический максимум нагрузок и составило 1 249 МВт, это на 70 МВ вышел величины летнего максимума. А в Кубанской энергосистеме исторический максимум составил 5 032 МВт, это на 433 МВт выше максимума, зафиксированного в июле 2016 года.

Среди основных причин сложившейся ситуации глава Минэнерго назвал рост электропотребления промышленными предприятиями, развитие курортно-рекреационного комплекса регионов и увеличение бытовой нагрузки из-за использования кондиционеров в силу аномально высоких температур. Следствием этого стало резкое изменение структуры потребления активной и реактивной мощности в энергосистемах.

СО ЕЭС

На совещании отметили тот факт, что из 284 дизельгенераторных установок (ДГУ) с совокупной мощностью не менее 109,6 МВт (122 МВт с учётом Севастополя), предусмотренных регламентом для перевода потребителей на децентрализованное электроснабжение для покрытия возникающего дефицита мощности, были включены только 75 ДГУ общей мощностью 18,3 МВт.

Александр Новак распорядился провести внеочередные обходы ЛЭП, оповестить население о возможном применении ГВО и разъяснить необходимость предпринимаемых мер, а также временно запретил проводить внеплановые и плановые ремонтные работы системообразующей сети и любые работы на электростанциях с высшим классом напряжения 110 кВ и выше. Кроме того, было дано поручение Совету министров Республики Крым в кратчайшие сроки привести в работоспособное состояние все ДГУ, необходимые для покрытия дефицита мощности.

Пик технических возможностей

По сообщениям Системного оператора, аномальная жара (с превышением средней температуры воздуха почти на 10ºС над нормой для этого времени года) привела к тому, что ОЭС Юга исчерпала технические возможности для обеспечения сложившегося уровня электропотребления в Крыму и на Кубани. К 18:00 7 августа значение перетока мощности по энергомосту достигло максимальных значений - около 800 МВт, при этом солнечные электростанции, обеспечивающие часть потребления в Крымской энергосистеме, в вечернее время снизили мощность до нуля.


СО ЕЭС

Помимо новых исторических максимумов в энергосистемах Крыма и Кубани (в последней в течение трех дней подряд фиксируются рекордные значения потребления мощности за весь период ее существования), рекорды по максимуму мощности бьёт потребление в Ставропольском крае и в Астраханской области. Логично, что новый рекорд потребления мощности взяла и ОЭС Юга в целом. В часы дневного максимума нагрузки 8 августа потребление мощности в этой ОЭС достигло 15 754 МВт, что на 6% (907 МВт) выше величины максимума, зафиксированного 18 июля 2016 года.

Увеличение потребления электроэнергии и мощности и изменение соотношения потребляемых активной и реактивной мощности из-за обусловленной жаркой погодой специфической структуры потребления привели к снижению пропускной способности электрических связей и исчерпанию в энергосистемах ОЭС Юга резервов активной и реактивной мощности, признали в СО. Единственным способом обеспечить стабильную работу энергосистемы является ввод ГВО, что позволит избежать длительного выхода из строя оборудования, перегруза ЛЭП и сетевого оборудования и снижения напряжения в сети ниже минимально допустимых значений, также говорится в сообщении оператора.


СО ЕЭС

По сведениям «Коммерсанта», включены все «системно значимые» мощности. В «Интер РАО» уточнили, что загружены Джубгинская и Сочинская ТЭС, а в ОГК-2 сказали, что СО дал команду включить 1,6 ГВт (т. е. 6 из 8 блоков) на Новочеркасской ГРЭС, 2,1 ГВт (7 из 8 блоков) на Ставропольской ГРЭС и 250 МВт (оба блока) на Адлерской ТЭС. На Ростовской АЭС в работе 3 блока (около 3 ГВт). В «Россетях» пояснили, что в сетях Кубани созданы «максимально надежные схемы электроснабжения», при принятии СО решения о вводе ГВО компания «будет выполнять соответствующую команду».

Нехватка мощностей

Для стабильной работы энергосистемы в Крым дополнительно поставят 4 мобильные газотурбинные электростанции (МГТС) мощностью 22 МВт каждая, рассказал член комитета Госдумы РФ по энергетике, бывший первый вице-премьер крымского правительства Михаил Шеремет. По его словам, МГТС будут использоваться до введения в эксплуатацию двух строящихся ТЭЦ.

Михаил Шеремет

депутат, член комитета Госдумы РФ по энергетике

Принято решение создать мощный энергокулак, чтобы тот дефицит электроэнергии, который мы испытываем из-за аномальной жары, безболезненно пройти. У нас огромное количество АРИПов [автономных источников резервного питания - ЦПС], из которых формируется небольшой кластер, что в совокупности даст нам еще 80-90 МВт, что покроет дефицит электроэнергии. Более того, перебрасывается еще 4 МГТС, которые решат насущные проблемы. Их мощность стандартная, по 22 МВт каждая.

Однако проблема не только в отсутствии генерации, но и в энергосистеме Тамани в целом. Юго-Западный район Кубанской энергосистемы традиционно входит в список проблемных точек ЕЭС России. Минэнерго и СО год от года признают, что здесь возможны сбои. Ситуация также ухудшилась после присоединения Крыма: потребовалось создавать с нуля систему энергоснабжения полуострова с российской стороны, но пока успели проложить лишь Керченский энергомост.

Как сообщили «РИА Новости» в пресс-службе СО, организация считает очень важным соблюдение сроков ввода в эксплуатацию ЛЭП 500 кВ «Ростовская - Тамань», которая значительно повысит надежность энергоснабжения региона, и объявление конкурса и строительство электростанции в Тамани. О необходимости строительства электростанции на юго-западе Краснодарского края в СО говорили давно, еще до вхождения Крыма в состав России, предупреждая об угрозе нарушения электроснабжения.

Однако у станции на 940 МВт до сих пор нет инвестора (конкурс признан несостоявшимся), а ВЛ должны достроить лишь к концу года. При этом, как ранее писал «Коммерсант», ввод сетей для проектов на Тамани (железнодорожные подходы к Керченскому мосту и порт) постоянно сдвигаются, а схема снабжения меняется. Планируется, что Минэнерго может объявить конкурс на строительство электростанции этим летом.

Работа по стабилизации ситуации идет не только в Краснодарском крае, но и в самом Крыму: по сведениям «РИА Новости», к сентябрю на полуострове будет дополнительно введено 20 МВт мощности, а к концу года - еще около 150 МВт.

По прогнозам синоптиков, экстремально высокие температуры в регионе сохранятся до конца недели.

По форме графиков нагрузок различают пять групп промышленной нагрузки, коммунально-бытовое потребление, электрический транспорт, уличное освещение, сельскохозяйственные нужды. Промышленная нагрузка за счет одно- и двухсменных предприятий снижается в ночное и вечернее время.

Коммунально-бытовое потребление, значительно возрастает в утреннее и вечернее время, вечерний пик - более продолжителен. Транспортные перевозки имеют пики в утренние и вечерние часы. Уличное освещение имеет максимум в ночные часы. Сельскохозяйственные графики потребления достаточно равномерны с сезонным изменением его величины.

Суммарный график нагрузок получают путем почасового сложения нагрузок всех потребителей для типично зимних и типично летних месяцев

Рис.1 Суммарный график нагрузки в зимние сутки.

Рис.2 Суммарный график нагрузки в летние сутки.

Зимний график имеет 2 пика (рис 1), летний - 3 (рис 2), что объясняется более длинным, световым днем (освещение включается после окончания работы на односменных предприятиях и снижения транспортных перевозок).

Летние нагрузки меньше по абсолютной величине.

Для определения годовой потребности в электроэнергии используются годовой график продолжительности нагрузок (рис 3)

Рис.3 Годовой график продолжительности нагрузок и годовой график месячных максимумов (рис 4).

Рис.4 Годовой график месячных максимумов.

Продолжительность нагрузки определяют суммированием ее за 210 зимних суток и 155 летних суток. Площадь под кривой годовой продолжительности нагрузок определяет суммарную годовую потребность в электроэнергии.

2. Способы покрытия пиков электрической нагрузки

В связи со значительной неравномерностью электрической нагрузки в течение суток важной задачей является рациональное покрытие относительно кратковременных, но значительных пиков нагрузки. По числу часов использования максимума нагрузки различают базовые, полупиковые и пиковые агрегаты. Для базовых электростанций использование максимума нагрузки составляет в год 6000 - 7500 ч, для полупиковых и пиковых - соответственно 2000 - 6000 и 500 - 2000 ч.

Поскольку существующие КЭС и ТЭЦ не в состоянии обеспечить полностью покрытие переменного графика электрической нагрузки, следует разрабатывать и вводить в действие специальные полупиковые и пиковые агрегаты.

При проектировании к базовым электростанциям предъявляется, прежде всего, требование высокой тепловой экономичности, что определяет повышенные капитальные вложения.

Для ТЭС, работающих относительно небольшое число часов в году (пиковых и полупиковых), основным требованием является высокая маневренность и низкие капитальные вложения, хотя иногда это достигается за счет снижения тепловой экономичности.

Рассмотрим основные способы покрытия пиков электрической нагрузки

1. Использование гидроэлектростанций благодаря простоте пуска, останова и изменения нагрузки является наилучшим способом

2. Использование резерва мощности обычных паротурбинных энергоблоков, работающих в режиме частых пусков и остановов.

3 Применение высокоманевренных агрегатов, таких, как пиковые и полупиковые паротурбинные, газотурбинные и парогазовые гидроаккумулирующие электростанции. Гидроаккумулирующие электростанции в период минимальных электрических нагрузок перекачивают воду из нижнего водохранилища в верхнее, потребляя энергию из сети, а в период максимальных нагрузок работают, как ГЭС

4. Использование временной перегрузки паротурбинных ТЭС за счет режимных мероприятий (изменение параметров пара перед турбиной, отключение ПВД и т д)

5. Аккумулирование энергии путем заполнения газохранилищ для сжатого воздуха, используемого затем в газотурбинных установках, накопление теплоты в виде горячей воды и электроэнергии в электрических аккумуляторах

Для облегчения прохождения пиков электрической нагрузки можно использовать выравнивание графиков нагрузки, под которым понимают активное воздействие на режим потребления, приводящее к уменьшению максимумов нагрузки. Достижению этих целей служат увеличение сменности работы предприятий при использовании поощрительных ночных тарифов на электроэнергию, создание объединенных энергосистем за счет разновременности максимума нагрузки в районах с различной географической долготой, наличие потребителей регуляторов, часы, работы которых определяет энергосистема.

Рис 5. Годовой график продолжительности коммунально-бытовой нагрузки.

Большое значение для определения режимов работы ТЭЦ и котельных при проектировании систем теплоснабжения имеет годовой график, но продолжительности коммунально-бытовой нагрузки (рис 5). Он показывает изменение теплофикационной нагрузки включающей в себя тепло на отопление и горячее водоснабжение от ее максимального значения до минимального в течение всего года.

Для построения годового графика необходимо знать длительность стояния различных температур наружного воздуха в отопительный период для данного климатического пояса, где сооружается ТЭЦ или котельная, определить часовой расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха построить температурный график сети (рис 6) соответственно температурному, графику и продолжительности каждого расхода построить годовой график отпуска теплоты.

Рис 6.Температурный график сети.

В целях стимулирования рационального использования топливно-энергетических ресурсов осуществляется установление сезонных цен на природный газ и сезонных тарифов на электрическую и тепловую энергию, дифференцированных по времени суток и дням недели тарифов на эти виды энергии, а также других форм стимулирования в порядке, определяемом правительством Республики Беларусь.

Важным моментом экономического стимулирования энергосбережения является переход с одноставочных на двухставочные и зонные тарифы, позволяющие сгладить национальную кривую нагрузки. Это приводит к повышению энергоэффективности на этапе производства электрической и тепловой энергии. График (рис. 7) наглядно показывает, что потребителю чрезвычайно выгодно снижать нагрузку в часы, когда тариф в энергосистеме максимальный.

Рис.7 Суточное электропотребление (кривая 1) и тариф, дифференцированный по времени суток (кривая 2), для электрометаллургического завода в Германии

Тарифы на электрическую энергию (мощность) - системы ценовых ставок, по которым осуществляются расчеты за электрическую энергию (мощность).

Двухставочный тариф - тариф для промышленных и приравненных к ним потребителей, предусматривающий основную плату (за договорную или фактическую величину наибольшей получасовой совмещенной активной мощности, потребляемой в часы максимальных нагрузок энергосистемы) и дополнительную плату (за фактическое количество потребленной активной энергии) за расчетный период.

Основная плата двухставочного тарифа - цена 1 кВт договорной или фактической величины наибольшей потребляемой активной мощности, принимаемая в соответствии с декларацией об уровне тарифов на электрическую энергию, отпускаемую республиканскими унитарными предприятиями электроэнергетики концерна "Белэнерго".

Дополнительная плата двухставочного тарифа - цена 1 кВт·ч потребляемой активной энергии, принимаемая в соответствии с декларацией.

  • 4.3. Сметы на строительство энергопредприятий
  • Различных типов
  • Контрольные вопросы
  • Глава 5
  • 5.1. Состав и характеристика средств энергопредприятий
  • 5.2. Основные средства энергопредприятий
  • 5.3. Оборотные средства энергопредприятий
  • Контрольные вопросы
  • Глава 6 себестоимость в энергетике
  • 6.1. Основные составляющие себестоимости предприятия и энергосистемы
  • 6.2. Деление текущих затрат на условно-постоянные и условно-переменные
  • Контрольные вопросы
  • Глава 7 финансовое хозяйство энергопредприятий
  • 7.2. Взаиморасчеты и кредиты
  • 7.4. Основы финансового анализа в энергетике
  • Контрольные вопросы
  • Глава 8 учет и отчетность на энергетическом предприятии
  • 8.1. Место учета в системе управления
  • 8.3. Бухгалтерский учет на энергопредприятиях
  • 8.4. Особенности анализа хозяйственной деятельности энергопредприятия
  • Контрольные вопросы
  • Раздел III
  • Глава 9 инвестиционные проекты
  • 9.1. Вводная часть
  • 9.2. Эффективность инвестиционных проектов 9.2.1. Общие положения и показатели
  • 9.2.2. Простые методы оценки экономической эффективности инвестиций
  • 9.2.3. Интегральные критерии экономической эффективности инвестиций
  • Контрольные вопросы
  • Глава 10
  • 10.1. Сравнение показателей эффективности
  • 10.2. Норма дисконтирования затрат
  • 10.3. Учет риска вложения капиталов в величине нормы дисконтирования
  • 10.4. Подготовка исходных данных. Учет инфляции
  • 10.5.2. Оценка финансовой состоятельности инвестиционного проекта
  • Контрольные вопросы
  • Глава 11 бизнес-план инвестиционного проекта
  • 11.1. Задачи составления бизнес-плана и требования к нему
  • 11.2. Содержание бизнес-плана (проекта)
  • 11.3. Общая характеристика проекта (резюме)
  • 11.4. Цели разработки проекта
  • 11.6. Стратегия маркетинга
  • 11.5. Анализ рынков сбыта
  • 11.7. План производства
  • 11.8. Организационный план
  • 11.9. Юридический план
  • 11.10. Экологическая информация
  • 11.11. Социальная реакция
  • 11.12. Финансовый план
  • 11.13. Показатели финансово-экономической эффективности инвестиций
  • 11.14. Стратегия финансирования
  • 11.15. Приложения
  • 12.2. Принципы построения структур управления энергетическими предприятиями
  • Контрольные вопросы
  • 13.1.2. Энергетические характеристики котлов (парогенераторов)
  • 13.1.3. Расходные энергетические характеристики турбоагрегатов
  • 13.2. Распределение нагрузки между агрегатами электростанции
  • 13.2.1. Принципы оптимального распределения нагрузки между котлами в котельной
  • 13.2.2. Распределение нагрузки между турбоагрегатами тэс
  • 13.3. Планирование мощности и распределение нагрузки между электростанциями в энергосистеме
  • 13.3.1. Общие вопросы оптимального распределения электрической нагрузки в энергосистеме
  • 13.3.2. Оптимальное распределение нагрузки между электростанциями в энергосистеме
  • 13.3.3. Учет расхода мощности на собственные нужды электростанций и потерь мощности в лэп
  • 13.3.4. Адаптация математической модели оптимального распределения электрических нагрузок в энергосистеме
  • 13.3.5. Распределение электрической нагрузки в энергосистеме с учетом атомных электростанций
  • 13.3.6. Выбор оптимального состава работающего оборудования
  • Контрольные вопросы
  • Глава 14
  • 14.1. Износ и восстановление оборудования
  • 14.2. Основные принципы организации планово-предупредительного ремонта
  • 14.3. Разработка ремонтного плана
  • 14.4. Способы ремонтного обслуживания
  • Контрольные вопросы
  • Глава 15
  • 15.2. Техническое нормирование труда
  • 15.3. Штаты предприятия, факторы их определяющие, производительность труда на энергопредприятиях
  • 15.4. Организация заработной платы на энергетических предприятиях
  • Контрольные вопросы
  • Раздел V
  • Глава 16
  • Контрольные вопросы
  • Глава 17
  • Технологии
  • Контрольные вопросы
  • Глава 18 капиталовложения в энергетическое оборудование
  • Контрольные вопросы
  • Глава 19
  • 19.1. Общие вопросы
  • 19.2. Себестоимость электроэнергии, производимой на кэс, гту, пгу
  • 19.3. Себестоимость тепловой и электрической энергии
  • Контрольные вопросы
  • Глава 20 управление тепловыми электростанциями
  • 20.1. Производственные структуры управления тепловыми электростанциями
  • 20.2. Нормирование и организация труда на энергопредприятиях
  • 20.3. Численность персонала тэс и факторы ее определяющие
  • Раздел VI
  • 21.2. Определение стоимости строительства гэс на различных стадиях проектирования
  • Затраты по главам сводного расчета стоимости строительства объектов производственного назначения (в % от стоимости строительно-монтажных работ, гл. 2 сфр)
  • 21.3. Удельные капиталовложения в гидроэнергетике, пути их снижения
  • Контрольные вопросы
  • Глава 22
  • 22.1. Расчет издержек производства на гэс
  • 22.2. Особенности определения себестоимости электроэнергии на гаэс
  • 22.3. Реализация продукции
  • Контрольные вопросы
  • Глава 23 управление гидроэлектростанциями
  • 23.1. Организационные структуры управления гэс
  • 23.2. Штаты гэс и ее каскадов
  • 23.3. Организация оперативного обслуживания
  • Контрольные вопросы
  • Раздел VII
  • Глава 24капитальные вложения в электроэнергетику
  • 24.1. Сметы строительства
  • 24.2. Приближенные методы оценки капиталовложений
  • 24.3. Удельные капитальные вложения и влияющие на них факторы
  • Контрольные вопросы
  • Глава 25
  • 25.1. Методы расчета и факторы, влияющие на себестоимость передачи электроэнергии
  • 25.2. Методы расчета эксплуатационных затрат на передачу и распределение электроэнергии
  • Электрических сетей
  • 25.3. Планирование затрат на ремонтно-эксплуатационное обслуживание электросетевых объектов
  • Контрольные вопросы
  • Глава 26 управление электросетевыми предприятиями
  • 26.1. Организация структуры управления предприятиями электрических сетей
  • 26.3. Затраты труда в электрических сетях
  • 26.4. Оперативное обслуживание
  • 26.5. Эксплуатационно-ремонтное обслуживание
  • Контрольные вопросы
  • Раздел VIII
  • Глава 27классификация тепловых сетей
  • 27.1. Общие сведения
  • 27.2. Сверхдальняя транспортировка теплоты
  • 27.3. Выбор теплоносителя и системы теплоснабжения
  • Глава 28 капитальные вложения в тепловые сети
  • 28.2. Методика определения капитальных затрат
  • Контрольные вопросы
  • Глава 29
  • 29.1. Факторы, влияющие на себестоимость передачи тепловой энергии
  • 29.2. Затраты на перекачку теплоносителя
  • 29.3. Затраты на оплату труда
  • Контрольные вопросы
  • Глава 30 управление предприятиями тепловых сетей
  • 30.1. Организационная структура управления тепловыми сетями
  • 30.2. Затраты труда
  • 30.3. Эксплуатационно-ремонтное обслуживание
  • 30.2. Затраты труда
  • 30.3. Эксплуатационно-ремонтное обслуживание
  • Контрольные вопросы
  • Раздел IX
  • 31.2. Преимущества, достигаемые при образовании региональных энергетических объединений и еэс России
  • 31.3. Состояние надежности еэс России
  • Контрольные вопросы
  • Глава 32 рао «еэс россии»
  • 32.2. Порядок акционирования и приватизации
  • 32.3. Управление электроэнергетическим комплексом посредством пакета акций
  • Глава 33
  • 33.1. Общие сведения
  • 33.2. Обоснование направлений совершенствования системы бюджетирования в условиях реструктуризации
  • 33.3. Основные направления совершенствования системы бюджетирования в условиях реструктуризации
  • 33.4. Разработка механизма и модели финансового управления электроэнергетическим холдингом в условиях реструктуризации
  • Контрольные вопросы
  • Глава 34 организация рынка энергии
  • 34.1. Общие сведения
  • 34.3. Основные функции субъектов форэм
  • 34.5. Государственное регулирование на форэм
  • 34.6. Порядок взаиморасчетов на форэм
  • Контрольные вопросы
  • Глава 35 тарифы на электрическую и тепловую энергию
  • 35.1. Общие сведения
  • 35.2. Регулирование тарифов на электроэнергию и мощность, поставляемую на форэм
  • 35.3. Регулирование тарифов на электроэнергию и мощность, поставляемую с форэм
  • 35.4. Государственное регулирование тарифов на региональном уровне
  • 35.5. Порядок расчета тарифов на электрическую и тепловую энергию, отпускаемую потребителям
  • 35.6. Расчет среднего по энергоснабжающей организации тарифа на электрическую и тепловую энергию
  • 35.7. Определение одноставочных тарифов для различных групп и категорий потребителей
  • 35.8. Совершенствование тарифной политики для энергоемких отраслей промышленности
  • 35.9. Расчет тарифов на тепловую энергию
  • Контрольные вопросы
  • Глава 36 реализация продукции
  • 36.1. Организация потребительского рынка электрической энергии (мощности)
  • 36.3. Перспективы развития розничного рынка энергии
  • Контрольные вопросы
  • Список литературы
  • Оглавление
  • Глава 14. Основы организации ремонтного обслуживания
  • Глава 36. Реализация продукции 411
  • 3.3. Баланс мощности энергосистемы

    Баланс предусматривает соответствие (равенство) между при­ходной и расходной частью. Баланс мощности строится отдельно для активной и реактивной мощности.

    Баланс активной мощности энергообъединения в момент вре­мени t может быть представлен в следующем виде:

    где i - порядковый номер электростанции; j - порядковый но­мер энергообъединения, передающего активную мощность в рас­сматриваемое; i - порядковый номер энергообъединения, полу­чающего активную мощность от рассматриваемого.

    Приходная часть баланса активной мощности включает в себя суммарную располагаемую активную мощность электростанций

    же величину активной мощности, получаемой от других

    энергообъединений

    Расходная часть баланса активной мощности складывается из максимальной активной нагрузки данного

    Потерь в электрических сетях

    энергообъединея Nmax (t ), расхода активной мощности на собственные нужды ,величины активной резервной мощности и активной мощности, отдаваемой в

    другие энергообъединения,

    Аналогичное выражение может быть записано для баланса реактивной мощности:

    3.3.1. Расходная часть баланса

    Для составления баланса мощности используют графики элек­трических нагрузок, отображающие изменение потребляемой мощ­ности в течение рассматриваемого периода времени. Графики на­грузки могут выражать режим электропотребления отдельных пред­приятий, подотраслей, районов, районных и объединенных энер­госистем. От режимов потребления электроэнергии зависят режи­мы работы энергетических установок: основного оборудования электростанций, линий электропередачи и трансформаторных под­станций. Режимы электропотребления могут быть представлены в форме таблиц или в виде графиков. Графики электрической на­грузки рассматриваются как для активной нагрузки, так и для реактивной. Несовпадение конфигураций этих графиков опреде­ляется различиями в режимах потребления активной и реактив­ной мощности отдельными видами потребителей.

    В зависимости от длительности рассматриваемого периода раз­личают:

    суточные, недельные, месячные и годовые графики нагрузок;

    зимние, весенние, летние и осенние.

    При планировании нагрузок пользуются типовыми (усреднен­ными) графиками. Их составляют для разных групп потребителей (промышленных, сельскохозяйственных, коммунально-бытовых) и заданных периодов времени. В типовом графике каждая ордина­та нагрузки является среднеарифметической величиной для рас­сматриваемого периода.

    Конфигурация графиков нагру­зок энергосистемы определяется структурой потребителей электро­энергии и их режимами работы.

    Графики нагрузки характеризу­ются: конфигурацией; максималь­ной, средней и минимальной на­грузками; соотношениями этих на­грузок.

    Характерные графики нагрузок энергосистемы для суток, недели, месяца, года приведены на рис. 3.1.

    Рис. 3.1. Суточный график нагрузки

    Показатели суточного графика нагрузки энергосистемы. Для анали­за участия генерирующих мощностей в покрытии суточного гра­фика нагрузки энергосистемы в нем различают три части: пико­вую, полупиковую и базисную.

    Часть суточного графика нагруз­ки, находящаяся между макси­мальной и средней нагрузкой, относится к пиковой; полупи­ковая - между средней и мини­мальной нагрузкой; базисная - ниже минимальной нагрузки су­точного графика (рис. 3.2).

    Рис. 3.2. Составляющие части суточного графика нагрузки:

    I, II, III - пиковая, полупиковая, базисная

    Суточный график электри­ческой нагрузки энергосистемы характеризуется минимальной Ртт, средней Р ср , максимальной

    Рассматриваются следующие соотношения: коэффициент заполнения суточного графика

    где Э сут - суточное потребление энергии, млн кВт ч/сут; Э п - потенциальное потребление энергии; средняя нагрузка

    P ср =Э сут /24

    коэффициент минимальной нагрузки

    α min =Рmin/Рmax.

    Показатели (β сут и α min отражают режим электропотребления и дают возможность сопоставлять и анализировать графики разных масштабов.

    Повышение удельного веса жилищно-коммунальной и сель­скохозяйственной нагрузок, сокращение ночных смен приводят к разуплотнению графиков. Повышение удельного веса непрерыв­ных производств, улучшение загрузки оборудования - к уплот­нению графиков. Значения показателей графика зависят от струк­туры промышленности, климата и других факторов. Так, по раз­ным объединениям α min и β сут (за декабрь 1991 г.) имели значе­ния, представленные в табл. 3.1.

    Создание объединенных энергосистем, использование двухста-вочных тарифов за потребление электроэнергии, ввод в действие потребителей-регуляторов (например, работа гидроаккумулиру-ющей электрической станции в насосном режиме), увеличение коэффициента сменности предприятий, искусственное смещение

    Таблица 3.1

    Региональные показатели режима электропотребления за месяц

    Объединение

    Северо-Запад Центр Юг

    0,84 0,86 0,89

    начала суток - все это мероп­риятия, позволяющие снизить неравномерность суточных гра­фиков нагрузки.

    Недельный график электри­ческих нагрузок отображает ко­лебание нагрузки по дням неде­ли, главным образом за счет вы­ходных и праздничных дней. Помимо колебаний нагрузки внутри отдельных недель суще-

    ствуют колебания между неделями, вызываемые изменениями продолжительности светлых часов суток, приростом нагрузки. Внутри каждого месяца еженедельное электропотребление не­одинаково:

    Рис. 3.5. Годовые графики нагрузки

    Рис. 3.6. Изменение значений коэффициента заполнения суточ­ного графика

    где Э нед1 i ; Э нед2 i , и т.д. - количество электроэнергии, потребляе­мой в первую и вторую недели рассматриваемого i-го месяца.

    График недельного электропотребления представлен на рис. 3.3. Месячные графики электрической нагрузки энергосистемы (рис. 3.4) отображают колебание средненедельной нагрузки по неделям меся­ца. Годовые графики электрической нагрузки показывают колеба­ние среднемесячных Р срмес или среднемесячных регулярных макси­мумов –Рсрмес, регулярных наибольших месячных максимумов P maxi , абсолютных месячных максимумов Р" тах по месяцам года (рис. 3.5).

    Основными показателями годового графика являются:


    Рис. 3.3. График недельного элект­ропотребления


    Рис. 3.4. Месячные графики нагрузки


    коэффициент заполнения годового графика

    где Р max мес i - максимальная нагрузка энергосистемы за каждый месяц; Р max год i - годовой максимум нагрузки энергосистемы; Р max ср.год - среднегодовая максимальная нагрузка;

    коэффициент роста, характеризующий увеличение максималь­ной нагрузки рассматриваемого года по сравнению с предшеству­ющим,

    где Р тях1 i , Р тах i 2 - максимальные месячные нагрузки в январе и декабре рассматриваемого года.

    Если Кр = 1, то годовой график нагрузки энергосистемы назы­вается статическим, если Кр >1 - динамическим, отражающим внутригодовой рост нагрузки;

    годовое число часов использования максимума нагрузки энерге­тической системы

    где Э годс - количество энергии, потребляемое энергетической системой за год; P max c - максимальная нагрузка системы.

    Показатель А с характеризует расчетное число часов, при кото­ром годовая потребность в электроэнергии покрывается при по­стоянной нагрузке. Он может быть определен как произведение числа часов в году и коэффициентов заполнения суточного, не­дельного, месячного и годового графиков нагрузки (рис. 3.6), ч:

    где β нед и β мес - коэффициенты заполнения недельного и месяч­ного графиков нагрузки соответственно.

    Если известно значение h c , найденное при использовании ко­эффициентов неравномерности графиков нагрузки, то годовой максимум электрической нагрузки энергосистемы может быть определен в следующем виде:

    Расчет и построение совмещенных графиков электрической на­ грузки энергосистемы. Существует несколько методов построения суточных графиков нагрузки энергосистемы. Для графиков на ближайший период при незначительном изменении структуры потребления электроэнергии применяют метод аналогий, в кото­ром за основу принимается отчетный график с необходимыми уточнениями. Для построения графиков более далекой перспекти­вы, а также для новых быстро развивающихся энергосистем ис­пользуются: интегральный, синтезированный методы и метод обобщенных характеристик, который получил наибольшее рас­пространение.

    Метод обобщенных характеристик, разработанный в институтах «Энергосетьпроект» и ЭНИН им. Г.М.Кржижановского, исполь­зует характеристики для определения числа часов использования максимальной нагрузки энергосистемы в зависимости от района расположения, удельного веса коммунально-бытового электропот­ребления и числа часов использования максимальной промышленно-транспортной нагрузки энергообеспечения. Это позволяет определить величину максимальной нагрузки энергосистемы для зимнего и летнего характерного дня. По типовым графикам нагруз­ки энергообъединения и показателям суточной нагрузки рассчиты­вается график нагрузки энергосистемы для зимних и летних суток.

    Годовой график месячных максимумов нагрузок может быть выражен уравнением следующего вида, МВт:

    где а л - соотношение между летним и зимним максимумами элек­трической нагрузки; / - порядковый номер месяца; P " max 12 -суточный максимум нагрузки декабря года, предшествующего рас­сматриваемому.


    Как правило, σ мес = 0,96...0,97; β сут изменяется по месяцам и может быть определен при построении вспомогательного графика


    Кроме этого графика для баланса энергии и топлива системы строится годовой график среднемесячных нагрузок. Для его по­строения используют годовые графики максимальных месячных нагрузок и коэффициенты суточной и месячной неравномерности:

    1см. рис. 3.6), применяя (β сут.л, β сут . 3 для определенного числа часов использования максимума системы, расположенной в определен­ном географическом районе. Провал годового графика максималь­ных месячных нагрузок (в основном весенне-летнем периоде) ис­пользуется для проведения капитальных видов ремонта оборудо­вания.

    Совпадение во времени производства и потребления электро­энергии, а следовательно, невозможность «работы на склад» определяют необходимость создания резервов мощности в энер­гетических системах, находящихся в эксплуатации. Основной за­дачей резервирования в энергетике является обеспечение макси­мальной надежности и бесперебойности энергоснабжения, а также стабильности качественных параметров энергии как при аварий­ном выходе из строя агрегатов, так и при проведении плановых капитальных и текущих видов ремонта оборудования. Нарушение хтектроснабжения приводит к экономическому ущербу и потре­бителей, и самой энергосистемы. Наличие общесистемного резер­ва мощности, которым маневрирует диспетчерская служба энер­госистемы, и создание крупных энергообъединений значительно повышает надежность электроснабжения потребителей.

    Необходимый резерв мощности энергосистемы N p складывает­ся из следующих видов резервов: нагрузочного N р.нагр, аварийного - N рав > ремонтного N ррем, народнохозяйственного N р.нх , т.е.

    Нагрузочный резерв необходим для поддержания в системе за­данного уровня частоты при нерегулярных отклонениях (колеба­ниях) нагрузки. Величина резерва зависит от масштаба и характе­ристик потребителей и колеблется в следующих пределах: 4...5 % для энергосистем с максимальной нагрузкой 3...5 млн кВт; 1... 1,5 % для систем с нагрузкой, превышающей 25...30 млн кВт. Нагру­зочный резерв должен быть постоянно готов к использованию и размещается на агрегатах, работающих с некоторой недогрузкой ото крупные электростанции с высокоманевренным оборудова­нием, в первую очередь - гидроэлектростанции).

    Ориентировочно величина нагрузочного резерва подсчитывается по следующей формуле:

    где P max p - регулярный (расчетный) максимум нагрузки (матема­тическое ожидание средневзвешенной максимальной нагрузки энергосистемы в нормальные рабочие дни, какими считаются втор-кик, среда, четверг и пятница), МВт.

    Аварийный резерв компенсирует снижение мощности, вызван­ное аварийным простоем оборудования из-за его повреждения и предназначен для быстрого ввода генерирующих мощностей вза-

    Полная установленная мощность энергосистемы

    Максимальная рабочая мощность электростанции;

    Резерв мощности;

    Дублирующая мощность элек-

    мен выбывшей из строя в результате аварий на станции и в лини­ях электропередачи. Величина аварийного резерва должна прини­маться исходя из общей мощности всей энергосистемы, числа установленных на электростанциях агрегатов и быть не меньше мощности самого крупного агрегата в системе.

    Ремонтный резерв необходим в энергосистеме для проведения планово-предупредительного ремонта (капитального и текущего) основного оборудования электрических станций без отключения потребителей и снижения надежности энергоснабжения.

    Народнохозяйственный резерв предполагает обеспечение энер­гией досрочно вводимых новых объектов или сверхплановой по­требности в энергии действующих предприятий. Величину этой резервной мощности принимают равной 1...2% от ожидаемого максимума нагрузки энергообъединения.