Режимы электро- и теплопотребления

1. Режимы электропотребления отражаются в графиках электрических нагрузок(суточных, недельных, годовых), эти графики широко используются в практике производственного планирования, а также ценообразования и оперативно-технологического управления. При помощи графиков электрической нагрузки решаются следующие задачи:

   1. Определение общей потребности в генерирующих мощностях в энергосистеме региона

   2. Определение состава генерирующих мощностей в энергосистеме

   3. Экономичное распределение нагрузки между электростанциями и отдельными энергоагрегатами

   4. Планирование ремонтов оборудования энергосистем

   5. Разработка тарифов на энергию дифференцированных по периодам суток, дням недели и сезонам года

Зависимость электрической нагрузки от времени суток называется суточным графиком, он может составляться как для отдельной электростанции, так и для районных и объединенных энергетических систем. Полный суточный график нагрузки электроэнергетической системы складывается из графиков отдельных потребителей. Кроме этого учитывается расход электроэнергии на собственные нужды ЭС и потери в электросетях. Конфигурация такого графика энергосистемы в основном определяется особенностями графиков нагрузки отдельных потребителей, также долями в суммарной нагрузки коммунально-бытового сектора и наличием одно, двух, трехсменных и непрерывно работающие предприятия.

График вставить

Для условий России электрическая нагрузка зимой, как правило, больше чем летом. Поэтому все ремонты оборудования необходимо планировать на летний период. Для того чтобы в обязательном порядке обеспечить покрытие зимнего максимума в самые короткие световые дни. Этот максимум называется пиком нагрузки – на его основе определяется необходимая установленная мощность электростанций. Структура графика нагрузки служит для определения состава генерирующих мощностей электростанций энергосистемы, поэтому в обеспечении графика нагрузки используют установки различной мощности и различной топливной экономичности и маневренности, при этом существует специализация электростанции в покрытии отдельных частей графика нагрузки, крупные и высокоэкономичные электростанции, такие как ГЭС и АЭС выгоднее использовать с наибольшей возможной нагрузкой на протяжении всего года, такие станции называются базовыми станциями. Станции, которые используются для покрытия короткого времени в течении максимума, называются пиковыми станциями. Существуют полупиковые станции. Графики нагрузки отдельных энергосистем(районных) могут существенно отличаться по конфигурации и аналитическим характеристикам. Это связанно с различной структурой потребителей и климатическими условиями в регионах. Также могут различаться и способы покрытия региональных нагрузок в соответствии с условиями топливоснабжения электростанции и наличием гидроэнергетических ресурсов. В результате совместного действия всех этих факторов в каждом регионе формируется своя стоимость энергии. Годовой график нагрузки энергосистемы характеризуется таким показателем как число часов использования максимума нагрузки и рассчитывается как объем выработанной энергии деленное на годовой максимум нагрузки. Плотность и равномерность графика нагрузки оказывают существенное влияние на экономические показатели. Например, уплотнение графика ведет к сокращению потребностей в генерирующих мощностях и снижению текущих издержек производства за счет лучшего использования оборудования по мощности и во времени. Конфигурация графика нагрузки зависит от структуры потребителя, например, повышение удельного веса коммунально-бытовой нагрузки при ее одновременной неравномерности вызывает разуплотнение общего графика, это обстоятельство следует учитывать при опережающем развитии электрификации бытового сектора. Уплотнение графиков нагрузки энергосистемы может осуществляться путем государственных мер внутриотраслевых мероприятий, а также на основе регулирования энергопотребления на предприятии. К государственным общеорганизационным мерам относится: распределение выходных дней, особый распорядок начала работы, а также обеденных и межсменных перерывов, часовой сдвиг в летнее время. Отраслевые средства уплотнения графиков нагрузок: объединение энергосистем, аккумулирование электроэнергии в ночные часы суток с последующей выдачей мощности в часы системного максимума(с помощью гидроаккумулирующих электростанций).

Регулирование электропотребления на предприятии может быть направлено на уменьшение нагрузки, участвующей в общем суточном максимуме энергосистемы, путем перенесения ее на другие часы суток, а также на заполнение ночного провала графика нагрузки – способ организация ночных смен. Таким образом, формируются предприятия – регуляторы. Также можно снизить производительность отдельных высоко энергопотребляющих установок в часы максимума и повысить в часы минимума.

Регулирование режимов потребителей требует определения затрат на организацию контроля. Стимулом для осуществления такого регулирования является снижение платы на электроэнергию за счет дифференцированных тарифов. Такая дифференциация отражает объективные затраты, складывающиеся при производстве энергии в различные периоды времени, поэтому в ночные часы вся электроэнергия вырабатывается на наиболее экономичных агрегатах с низкими удельными издержками производства. В часы максимума нагрузки стоимость электроэнергии резко возрастает за счет включения в график низкоэкономичных энергоагрегатов (они также являются высокоманевренными), находящихся в «горячем» резерве. Рационализация режимов электропотребления в целях уплотнения графика нагрузки может производиться потребителями как самостоятельно, так и во взаимодействии с энергокомпаниями. В этом случае энергокомпания частично или полностью берет на себя расходы, связанные с регулированием нагрузки.

График тепловой нагрузки.

Такие графики строятся не для энергосистемы, а для локальных районов теплоснабжения, строятся отдельно по пару (с дифференциацией по параметрам – давлению, температуре, массе), по горячей воде, а также как суммарный. Суточные и годовые графики определенного района теплоснабжения складываются путем суммирования характерных графиков отдельных групп потребителей. Генерируемая тепловая мощность должна быть больше максимальной тепловой нагрузки на величину потерь при передаче и трансформации (в теплообменниках). Суточный график тепловой нагрузки промышленных предприятий зависит от технологических режимов производственных процессов, сменности и сезонов года. Наиболее равномерные суточные графики имеют теплоемкие производства (химические, целлюлозно-бумажные, нефтеперерабатывающие производства). Нагрузка отопления и вентиляции остается неизменной на протяжении суток, либо снижается в нерабочие часы. Нагрузка горячего водоснабжения может существенно меняться в течение суток. В течение года технологическое теплопотребление меняется за счет прироста тепловой нагрузки, изменения потерь в окружающую среду, расхода теплоты на разогрев агрегатов после холодных простоев, после остановок и ремонтов. Для отопления и горячего водоснабжения строится годовой график тепловой нагрузки по продолжительности отопительного периода. Он характеризует число часов в году, в течение которых нагрузка равна определенной величине. Таким образом, площадь под кривой равна годовому потреблению тепла на отопление и горячее водоснабжение.

Годовой график тепловой нагрузки по продолжительности применяется при проектировании районных ТЭЦ для определения необходимой производительности отопительных отборов теплофикационных турбин и пиковых водогрейных котлов.