4.3. Резервы мощности в объединённой энергосистеме

При объединении энергосистем возможно существенное снижение суммарного резерва мощности и соответственно потребного ввода мощности электростанций по сравнению с изолированной работой ЭЭС (рис. 22)

Рис. 22. Расчётная схема для определения резерва:

а – изолированные системы;

б – объединённая система.

Это снижение обусловлено уменьшением потребности главным образом в оперативном резерве и частично в резерве для капитального ремонта . Снижение связано с тем, что с ростом числа агрегатов и максимума нагрузки уменьшается вероятность возникновения дефицита мощности из-за аварийных отключений генераторов и непредвиденных колебаний нагрузки (рис. 23).

Рис. 23. Зависимость от мощности системы

Из рисунка видно, что снижение резерва идёт вначале круто, а затем по мере роста нагрузки становится пологим. Потребность в уменьшается особенно значительно при объединении небольших ЭЭС. По мере роста мощности ОЭС приближается к математическому ожиданию аварийного отключения мощности электростанций.

.

Снижение при объединении связано с возможностью использования избытков мощности, имеющихся в отдельных ЭЭС в периоды сезонного снижения их нагрузки, для увеличения площади провала графика нагрузки в других ЭЭС. При этом возникают дополнительные перетоки мощности по МЭП.

Реализация эффекта снижения резерва в ОЭС возможно при достаточной пропускной способности МЭП . Экономия за счёт снижения резерва должна сопоставляться с дополнительными затратами в увеличение пропускной способности МЭП (строительство новых МЭП более высокого напряжения).

,

где - затраты в единицу резерва;

- резервы в ЭЭС А и Б при изолированной работе;

- резерв ОЭС при параллельной работе;

- удельные затраты в МЭП.

При отсутствии связи ( =0) оптимальный резерв ОЭС равен . При полном объединении резерв определяют как для концентрированной ЭЭС. Положим, что он равен . При полном объединении равна избытку мощности в одной из ЭЭС при полностью работающем оборудовании и минимальной нагрузке. Если , то резерв между ЭЭС распределяется поровну. Тогда

= .

Если не учитывать стоимость МЭП, то резерв выгодно уменьшить до и иметь максимальную пропускную способность МЭП (рис. 24).

Рис. 24. Зависимость резерва от пропускной способности МЭП

При учёте затрат в МЭП необходимо обеспечить максимум экономического эффекта.

.

Условие максимума эффекта имеет следующий вид:

.

Откуда получим

.

Каждому соотношению будет соответствовать своё значение и . Максимальное значение имеет место в области малых , т.е. здесь каждый дополнительный 1 кВт пропускной способности МЭП может заменить по 1 кВт резерва в каждой ЭЭС. Каждому соотношению соответствует своё оптимальное значение коэффициента снижения резерва по отношению к изолированной работе (рис. 25).

.

Рис. 25. Зависимость снижения резерва от экономических показателей ЭЭС

В условиях ЕЭС 0,9.

Недостатками рассмотренной методики является: неучёт аварийных отключений МЭП; невозможность использования для сложных схем ОЭС.

Более точные методы расчёта рассмотрены в дисциплине «Надёжность ЭЭС».