Основные характеристики суточных графиков электропотребления.

Графики электрических нагрузок электростанции
и основные его характеристики

Особенностью производимого продукта электростанциями —электричества — является то, что мы не можем хранить его в больших количествах долгое время. Мы можем запастись лишь только частью энергии в аккумуляторах, чья цена растет с повышением его мощности и емкости. Поэтому вся вырабатываемая электроэнергия большей своей частью сразу отдается потребителям, частично идет на собственные нужды, частично аккумулируется, а частично просто теряется в процессах передачи и преобразования.

В настоящее время все электрические станции работают в единой энергетической системе, покрывая тем самым общую электрическую и тепловую (если установленная не конденсационная турбина) нагрузку своего района.

Электрическая нагрузка включает в себя следующие основные составляющие:

­ промышленная нагрузка, обусловленная работой предприятий;

­ транспортная нагрузка, обусловленная электрификацией транспорта (железнодорожный транспорт, троллейбусы);

­ осветительно-бытовая нагрузка (освещение улиц, фасадов и внутри зданий, электробытовые приборы).

Тепловая нагрузка включает в себя:

­ промышленную нагрузку, обеспечивающую технологические процессы промышленных предприятий тепловой энергией;

­ отопительную нагрузку, обеспечивающую температурный режим во внутренних помещениях зданий;

­ горячее водоснабжение в бытовых целях.

Перечисленные составляющие суммарной нагрузки в зависимости от потребления изменяются с течением времени. Графическое изображение зависимости электропотребления от времени называется графиком электрической нагрузки.

При эксплуатации электростанций используют следующие основные графики электрических нагрузок:

1. Суточный график (рис. 4.2). Представляет собой изменение электрической нагрузки в течении суток и показывает влияние на потребление энергии от неравномерности в течение суток осветительно-бытовой нагрузки, режимов работы городского транспорта, расхода электроэнергии на собственные нужды, работа многосменных предприятий и т.д. Как видно из графика в течение суток имеется два пика нагрузки — в утренние и вечерние часы, в ночное время наблюдается глубокий спад нагрузки.

На любом графике электрической нагрузки можно выделить три характерные области для определенного числа часов работы:

­ базовая;

­ полупиковая;

­ пиковая.

Базовая область представляет собой то минимальное количество энергии потребляемое за конкретный период времени. Пиковая область представляет собой отрезки времени за которое потребление энергии значительно возрастает и оборудование станции работает в номинальном или кратковременно в сверх номинальном режиме. Оставшуюся область обозначают как полупиковой.

Рис. 4.2. График суточной нагрузки электростанции (энергосистемы)

2. Недельный график. Для него характерно уменьшение нагрузки в выходные и праздничные дни, так как большинство населения не работает, а большая часть предприятий с дискретным производством находится в режиме ожидания.

3. Годовой график. Для него характерно, что в летние месяцы нагрузка падает в связи с выводом в ремонт части оборудования, а в конце года нагрузка может возрастать при вводе в эксплуатацию новых предприятий.

4. Годовой график электрических нагрузок по продолжительности представлен на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Годовой график электростанции по продолжительности нагрузок

Для электростанции или для энергетической системы годовой график электрических нагрузок по продолжительности строят на основании данных графика электрических нагрузок по месяцам года. Площадь под кривой соответствует годовому производству электроэнергии в рассматриваемой системе.

Произвольная точка на графике отражает сколько часов в году имеет место уровень выработки электрической нагрузки не ниже, чем в данной точке. Например, точка А на графике означает, что в течение часов в году суммарная электрическая нагрузка будет не меньше, чем . Таким образом, годовой график электрических нагрузок по продолжительности показывает, сколько времени в году и какую минимально необходимую рабочую мощность электрогенерирующих агрегатов должна обеспечить энергосистема.

Так как в покрытии годового графика нагрузок системы участвуют агрегаты и станции разной экономичности, то суммарную нагрузку принято распределять следующим образом: при рассмотрении одинаковых по мощности станции, те, что имеют меньшие затраты на топливо, загружаются большее число часов в году, а станции с большими затратами на топливо — меньшее. Станции, работающие с наибольшей возможной нагрузкой значительную часть года называют базовыми, а станции, используемые в течение небольшой части года для покрытия пиковой нагрузки — пиковыми.

Наиболее целесообразно для покрытия пиковых нагрузок в системах иметь гидроаккумулирующие станции. В периоды «провала» нагрузки они работают в насосном режиме, затрачивая электроэнергию, вырабатываемую другими электростанциями, для закачки воды из нижнего водохранилища в верхнее. Это выравнивает график. В период увеличения нагрузки гидростанции работают в турбинном режиме, работая за счет давления воды из верхнего водохранилища и сокращая участие ТЭС в регулировании нагрузки.

Рассмотрим основные характеристики электростанций. Одна из основных характеристик электростанции — установленная мощность, определяемая как сумма номинальных мощностей электрогенерирующих агрегатов. Номинальная мощность генератора — это наибольшая мощность, при которой он может работать длительное время в режимах, оговоренных техническими условиями.

Для оценки полноты использования установленного оборудования электростанции применяют коэффициент использования установленной мощности станции — это отношение количества выработанной электроэнергии в течение года (кВт∙ч) к тому количеству, которое могло быть выработано при годовой работе станции с установленной мощностью ·(кВт·ч):

Работа станции может также характеризоваться годовым числом часов использования установленной мощности:

Следовательно, коэффициент использования установленной мощности и число часов использования установленной мощности связаны между собой соотношением:

Число часов использования установленной мощности зависит от того, в каком режиме работает станция. Для базовых станций число часов использования установленной мощности составляет обычно 6000 … 7000 ч/год (в среднем около 5500 ч/год), а для специальных пиковых агрегатов τ_уст может быть 2000 ч/год и менее.