Резервы энергосистем

В силу особенностей электроэнергетического производства, а также для предотвращения возможности нарушения энергобалансов ЭЭС необходимо иметь резервы, как по мощности, так и по энергии. Оптимальная величина резервов в системах должна составлять 13-20 %.

По целевому назначению различают следующие категории резервов.

Ремонтный резерв предназначен компенсировать мощность и выработку агрегатов, выводимых в плановом порядке на ремонт, либо на испытания. Ремонтный резерв определяется, как правило, по данным эксплуатации. Его величина обычно составляет 3-5 %. Зная состав работающего оборудования, длительность его эксплуатации по данным дефектных ведомостей можно достаточно точно определить величину ремонтного резерва на следующий год.

Эксплуатационный резерв предназначен компенсировать временное снижение производственных возможностей электростанций, не носящих аварийного характера, например, компенсировать снижение производственных возможностей ГЭС вследствие снижения располагаемого водотока, ТЭС – при повышении температуры охлаждающей воды из-за повышения температуры воздуха мощность станции снижается на 20-30 % в летнее время. Эксплуатационный резерв также определяется по данным эксплуатации – не планируемая часть. Планируемая часть эксплуатационного резерва может быть достаточно точно определена, если структура генерирующих мощностей известна и известны вероятностные характеристики параметров, снижающих эксплуатационную мощность, а также время наступления паводка. Величина эксплуатационного резерва лежит в пределах 2-4 %.

Аварийный резерв предусматривается для компенсации снижения производственных возможностей электростанций и сетей вследствие аварийного выхода элементов основного или вспомогательного оборудования или возникновения иных аварийных ситуаций в системе. Величина этой категории резерва может быть получена математическими способами на основе теории вероятности.

Нагрузочный резерв предназначен для увеличения полезной мощности или выработки системы в случае превышения фактического электропотребления над запланированным. Этот вид резерва служит для того, чтобы не сдерживать развитие потребителей, то есть для реализации принципа: опережающего развития энергетики. Величина нагрузочного резерва определяется по данным эксплуатации. Его величина обычно составляет 2 – 3 % и определяется на основе статистики прошлых лет.

Если все виды резервов суммировать, то оптимальная величина лежит в пределах 13 – 18 %. Фактическая величина резерва в течение года может меняться в более широких пределах: в зимнее время (периоды максимальных нагрузок) и в летнее время (при благоприятных условиях).

Графически все виды резервов на годовом графике нагрузки выглядят следующим образом (рис. 19.)

1 (2)

1

2

3

4

5

Рис. 19. Виды резервов

где 1 – динамика установленной мощности системы (она может отличаться от располагаемой ); 2 - динамика установленной мощности системы с учётом возможных эксплуатационных снижений мощности (весной резко снижается объём воды в водохранилище, а по мере паводка вновь устанавливается до номинального); 3 – динамика располагаемой мощности энергосистемы; 4 – огибающая кривая абсолютных суточных максимумов нагрузки; 5 - огибающая кривая среднесуточных максимумов нагрузки.

Разница кривых (1) или (2) и (3) составляют ремонтный резерв; разница (3) и (4) – аварийный резерв + эксплуатационный (не планируемая часть); разность (4) и (5) – нагрузочный резерв.

Ремонтный резерв и планируемая часть эксплуатационного резерва имеют строго целевое назначение. Остальные категории резерва находятся в полном оперативном подчинении диспетчера и представляют собой оперативный резерв. Когда возникают аварии и если не хватает резерва, то может использоваться ремонтный резерв (более ранний вывод из ремонта).