1.2. Инновационные направления развития техники и технологии производства в электроэнергетических системах
Все передовое, что есть в развитии техники, традиционно используется в энергетике. Инновационный принцип является базовым при создании новых объектов, модернизации и расширении существующих. Приведем примеры инновационных решений.
За последние 10 лет КПД ТЭС повысился примерно на 5…10% за счет новых решений в котельном и турбинном оборудовании.
Установленная мощность многих станций увеличилась за счет реконструкции генераторов (усиления изоляции обмоток генераторов и новых систем их охлаждения).
Увеличилась надежность электротехнического оборудования за счет созданных систем диагностики.
Развиваются средства защиты и автоматики на основе использования микропроцессоров.
Создаются новые изоляционные материалы воздушных и кабельных ЛЭП, обмоток генераторов и др. оборудования, что приводит к снижению потерь электроэнергии, увеличивает пропускную способность и надежность ЛЭП.
Громадная работа проводится по компьютеризации управления с применением новейших вычислительных средств и технологий обработки информации.
На основе компьютеризации созданы новые сисистемы диагностики, управления, оптимизации режимов.
Получили развитие методы моделирования режимных задач и создания прикладных алгоритмов с использованием нейронных сетей, нечетких моделей, экспертной статистической обработки информации, новых принципов моделирования систем и др.
Получила развитие теория управления электроэнергетическими системами.
Все это говорит о необходимости рассмотрения не только традиционных и хорошо опробованных положений, но новых идей и методов. Без этого современные знания будут неполноценными
1.3. Режимные задачи их состав и содержание
Параметры режима.
Состав параметров режима трудно назвать достаточно полно. Параметры режима включают характерные величины определенного рабочего состояния техники и технологий. Назовем только наиболее характерные из них.
Электрические параметры электрических систем: ток, напряжение, мощность, частота.
Энергетические параметры силового оборудования: мощность, энергия КПД, потери энергии ( основного и вспомогательного оборудования).
Энергетические параметры стаций: мощность, энергия, транспорт мощности, потери при транспорте и пр.
Параметры режима меняются в процессе работы объектов, их определение и является целью и содержанием режимных задач. Изменяются характеристики техники, технологического процесса, производственного процесса. Меняется качество энергетических ресурсов, требования потребителей к энергоснабжению. Поэтому требуются адаптивные модели решения разнообразных задач и инструментарии их расчета и уточнения. Содержание задач определяется технологическим и производственным процессами.
Технологический процесс в энергосистеме.
Технологический процесс это процесс преобразования первичного энергетического ресурса (органического топлива, гидроэнергии, ядерного топлива) в конечную продукцию (электрическую энергию, тепловую энергию). Параметры и показатели технологического процесса определяют эффективность производства. Схематично технологический процесс показан на рисунок 1.2. Из рисунка видно, что имеется несколько этапов преобразования энергии. В котле К энергия горения топлива преобразуется в тепловую. Котел это парогенератор. В турбине Т тепловая энергия преобразуется в механическую. В генераторе Г механическая энергия преобразуется в электрическую. Напряжение электрической энергии в процессе ее передачи по ЛЭП от станции к потребителю трансформируется, что обеспечивает экономичность передачи. Эффективность технологического процесса зависит от всех этих звеньев. Следовательно, имеется комплекс режимных задач, связанных с работой котлов, турбин ТЭС, турбин ГЭС, ядерных реакторов, электрического оборудования (генераторов, трансформаторов, ЛЭП и др.). Необходимо выбирать состав работающего оборудования, режим его загрузки и использования, соблюдать все ограничения и нормативы на технические параметры, добиваться максимального КПД.
Рисунок 1.2. Схема технологического процесса в энергосистеме
К – котел, Т- турбина, Г- генератор, Т- трансформатор, ЛЭП - линии электропередачи
Производственный процесс энергетических объектов.
Производственный процесс предприятия включает все сферы деятельности предприятия, а не только технологический цикл и технологические сферы деятельности (рисунок 1.3). При управлении производством имеются различные общие сферы: снабжение, планирование, труд, кадры и пр. Они также влияют на издержки управления, цены на продукцию. Успех на рынке прямо связан с эффективностью всех функций управления, но немаловажную роль играют режимные задачи, которые рассматриваются как элемент различных сфер деятельности. Затраты на производство электроэнергетической продукции в цикле технологического процесса примерно на 50% определяют общие издержки и их снижение зависит от режимных задач.
Рисунок 1.3. Схема производственного процесса в энергетике.