4.5.Заключение по главе 4

Требования электроэнергетического рынка отражаются на составе, содержании, моделях и методах решения режимных задач. Режимные задачи разнообразны и в данной главе приведены только некоторые фрагментарные требования к их решению. Они полезны при конкретных разработках.

4.6 Вопросы для самопроверки

1.Какие хозяйственные формы имеют энергетические предприятия, и как это отражается на режимных задачах?

2. Что такое структурная модель системы, и какие свойства объекта управления она отражает?

3. Что такое макросреда деятельности организации икак она влияет на режимы ЭЭС?

4. Что такое микросреда деятельности организации икак она влияет на режимы ЭЭС?

5. Что такое внутренняя среда деятельности организации и как она влияет на режимы ЭЭС?

6. Какие типы рынков вы знаете. В чем их различие ?

7. Что такое двухуровневый электроэнергетический рынок России ?

8. Какими особенностями характеризуется товар на электроэнергетическом рынке?

9. Какими особенностями характеризуется взаимоотношения на электроэнергетическом рынке?

10. Поясните содержание рыночных и контрактных взаимоотношений нп электроэнергетическом рынке.

11. Приведите пример какой – нибудь режимной задачи с учетом и без учета требований рынка.

Глава 5. Балансы мощности и энергии

Структура балансов мощности и энергии системы. Участие станций в энергетических балансах системы. Методические основы составления балансов мощности. Особенности составления баланса электроэнергии. Надежность энергетических балансов и обеспеченность работы ЭЭС. Гидростанции с различной степенью регулирования стока в энергетических балансах. Баланс реактивной мощности. Резервы мощности. Задача 1. расчета суточного баланса мощности системы. Задача 2. Выбор и размещение резервных мощностей энергосистемы.

5.1. Структура балансов мощности и энергии системы

Генерирующие установки электроэнергетических систем должны покрывать спрос потребителей на мощность и электроэнергию. Для этого планируются и постоянно поддерживаются балансы мощности и энергии. На основе энергетических балансов планируется техническая, экономическая и финансовая деятельность. Балансы планируются для всех циклов управления от часа до нескольких лет. Все режимные свойства станций, сетей, оборудования влияют на энергетические балансы.

Имеются три вида энергетических балансов:

-баланс активной мощности,

-баланс электроэнергии,

-баланс реактивной мощности.

Баланс активной мощности (таблица 5.1).

Баланс мощности это равенство генерируемой и потребляемой мощности на интервале времени t. Совпадение потребления и генерации является одной из основных особенностей энергетического производства.

Баланс мощностей для периода t имеет вид:

(5.1)

где суммарная мощность генераторов , нагрузка потребителей ; суммарная мощность потерь в сетях и потребления на собственные нужды электростанций .

Таблица 5.1 - Составляющие баланса мощности

№ п/п	Наименование составляющих баланса мощностей
	Потребность
1	Нагрузка потребителей системы
2	Передача мощности в другие системы
3	Необходимый резерв мощности
4	Потери мощности и потребление на собственные нужды
5	Итого потребная мощность (1+2+3+4 )
	Покрытие мощности
6	Рабочая мощность электростанций
7	Получение мощности из других систем
8	Резервная мощность электростанций
9	Итого покрытие нагрузки (6,7,8).

Планируется баланс мощности с различной заблаговременностью:

• на сутки или несколько суток,

• для среднерабочего и максимального дня отдельного месяца или всех месяцев года,

• для максимальных нагрузок определенного периода.

Балансы мощностей дают картину использования мощностей агрегатов и станций, они необходимы для расчета режимов электрических сетей, для проведения ремонтов оборудования на станциях, для расчета затрат на эксплуатацию станций и системы.

При определении генерирующей мощности используется располагаемая мощность всех станций, которая определяется как сумма располагаемых мощностей электростанций, например, для i – ТЭС и j – ГЭС располагаемая мощность системы

(5.2)

Располагаемая мощность системы используется для обеспечения рабочих и резервных мощностей системы. Рабочие мощности определяются всей нагрузкой. Резервные мощности используются для поддержания качества электроэнергии и надежности электроснабжения, т.е.

(5.3)

Как будет показано дальше, резервные мощности системы используются полностью или частично для обеспечения нагрузочного и аварийного резерва

(5.4)

На основе баланса мощностей системы задаются графики нагрузки электростанций. Зная график нагрузки, станции планируют свою работу - обеспечивают готовность оборудования к работе и выполнения функций возложенных на станцию системой.

Важнейшее значение для планирования и управления балансами мощности имеют прогнозы потребности мощности (таблица 5.1, п. 1, 2, 3, 4, 5). Качество прогнозов предопределяет правильность и оптимальность балансов.

Баланс электроэнергии.

Балансы электроэнергии составляются также как балансы мощностей для суточных, месячных, годовых периодов. Чаще всего используются балансы трех видов.

• Баланс выработанной электроэнергии за определенный период

Э_н = Э_ген – Э_{пот.лэп} - Э_с.н (5.5)

• Баланс электроэнергии отпущенной с шин станций

• _{Эн=Эотп - Эпот.лэп. (5.6)}

• Баланс электроэнергии, отпущенной потребителям

Эн = Э потр. (5,7)

Балансы мощности и энергии взаимосвязаны, поскольку энергия есть интегральный показатель мощности.

Балансы электроэнергии необходимы для определения требуемых энергоресурсов, для расчета и анализа потерь электроэнергии в сетях (Э_пот._лэп), для расчета и анализа потребления электроэнергии на собственные нужды (Э_с._н), для расчета технико-экономических показателей режимов, для организации хозяйственной деятельности ЭЭС.

Балансы мощности и энергии и коммерческие отношения на электроэнергетическом рынке.

Коммерческие отношения между потребителями системы и самой системой это отношения купли - продажи на электроэнергетическом рынке. На основании балансов определяется объем продаж и покупки мощности и энергии.

Баланс-это равенство приходной и расходной частей. Баланс может составляться по энергетическим параметрам - по мощности, электроэнергии по резервам мощности. Может быть баланс по топливу, по водно-энергетическим ресурсам ГЭС, по расходу воды на ГЭС. В любом виде есть определенные требования и результаты их выполнения. От балансов зависят решения по техническим и экономически вопросам.

Имеется три вида соотношения частей энергетических балансов:

1. равенство «Расходная часть = Приходная часть». Это самобалансирующиеся системы.

2. равенство «Расходная часть > Приходная часть». Это дефицитная система, в которой может быть недостаток мощности в часы максимальных нагрузок, недостаток электроэнергии, недостаток мощности и электроэнергии. Такая система либо ограничивает потребителей, либо покупает электроэнергию на рынке. Коммерческие отношения купли - продажи имеются со своими потребителями на региональном рынке и с субъектами других рынков при покупке недостающей мощности и энергии;

3. равенство «Расходная часть < Приходная часть». Это избыточный баланс и в ЭЭС имеются избытки мощности или электроэнергии. Собственные потребители полностью обеспечиваются. Избытки могут продаваться на рынке

Конечно, коммерческие отношения зависят не только от избытка или недостатка мощности и энергии, но и от цен на них на рынке. Если в самобалансирующейся системе себестоимость и цена электроэнергии высока, то не исключена покупка более дешевой энергии с рынка. В избыточной системе энергия может быть продана только при ее востребованности на рынке и главное значение играют также цены. Балансы должны быть оптимальными, чтобы минимизировать затраты, определяемые на производство и транспорт электроэнергии. Задачи и методы оптимизации балансов являются важнейшей частью управления издержками системы и станций.

Сальдо - переток электроэнергии и мощности.

Понятие сальдо - перетока связано с коммерческими отношениями. Если оплата (покупка или продажа электроэнергии) определяется на долговременной основе, часто на год и больше, то и объем торговой сделки определяется не мгновенными показателями покупной или проданной электроэнергии и мощности, а долговременными. Регулирование коммерческих отношений может происходить и на очень коротких интервала равных 10 – 30 мин, тогда определяется сальдированное значение товара на этих интервалах.

Например, если дефицитная ЭЭС покупает электроэнергию на оптовом рынке, то конкретные отношения строятся с его организаторами. Объем покупки - продажи определяется по сальдированному показателю (рисунок 5.1).

Сальдо-переток покупной или проданной мощности за период Т

(5.8)

Суммируются те мощности, которые определены установленными тарифами на мощность, чаще всего в часы максимальной нагрузки оптового рынка.

Если система продает мощность, то генерация больше нагрузки и по одной или нескольким ЛЭП, связывающих ЭЭС с рынком, мощность выдается, и результат за период Т суммируется. Могут быть прямые взаимоотношения между ЭЭС и конкретными продавцами или покупателями энергии, тогда результат в виде сальдо определяется отдельно для каждого партнера.

Сальдо - переток может определяться и для выработки электроэнергии

(5.9)

Энергосистемы контролируют величины сальдо - перетоков мощности и выработки, поскольку они определяют объем договорных поставок. Если они превышают договорные, то оплата будет проводиться с учетом штрафных санкций за превышение. Если сальдо - перетоки меньше, чем договорные величины, то оплата производится полностью за договорную величину. Из этого также видна роль прогнозов нагрузки.