2. Графики электрических нагрузок и их влияние на режим работы электростанций

Режимы потребления электроэнергии отдельными видами потреби­телей и энергосистемой в целом характеризуются графиками нагруз­ки, отражающими изменение потребляемой мощности в течение опреде­ленного отрезка времени (сутки, неделя, год).

Показатель суточного графика: максимальная N max, минимальная Nmin и среднесуточная Nср нагрузки . Среднесуточная нагрузка определяется по формуле Ncp = Эсут/24 где Эсут -суточное потребление электроэнергии . Показатели характеристики неравномерности суточного графика нагрузки: коэффициент неравномерности суточного трафика электрической нагрузки: ;

Рис.1.1. Суточный график нагрузки.

2. коэффициент заполнения (плотности) графика нагрузки, равный отношению суточного потребления электроэнергии к её максимально возможному потреблению:

;

3. регулировочный диапазон мощности в энергосистеме: Разность между максимальной нагрузкой и минимальной представляет собой

.

4. коэффициентом регулирования: отношение регулировочного диапазона к максимальной

нагрузке оборудования .

5. Скорость изменения нагрузки: W=N/

Суточный график электрической нагрузки (рис.1.1) делится на три характерные зоны:

А - базовую, расположенную ниже линии мини­мальной нагрузки;

Б - полупиковую, между линиями минимальной и среднесуточной нагрузки;

В- пиковую, выше линии среднесуточной нагрузки.

А: АЭС,ГЭС-----Б: КЭС,ТЭЦ------ В: ГАЭС,ГТУ,ПГУ

Методы выравнивания графиков нагрузки:

1. мероприятия по замедлению процесса разуплотнения графиков нагрузки: перевод предприятий на трехсменную работу, перенос времени работы отдельных предприятий и агрегатов на часы провала графика нагрузки энергосистемы, использование разницы поясного времени, введение дневного и ночного тарифов на электроэнергию и др.

2. Ко второй группе мероприятий относятся ввод в состав энергосистем генерирующих мощностей специальных типов (ГАЭС, ГТУ), а также тепловых, электрических, химических и механических аккумуляторов энергии.

3. Регулирование частоты и напряжения в энергосистеме

Регулирование частоты:

Регулирование частоты состоит по существу в покрытии неплановых отклонений потребляемой мощности.

Допустимые отклонения: 0.1ГЦ,0.2ГЦ-временное,0.4ГЦ-в переходных режимах.

1. Первичное регулирование частоты

Рис 3.1 Статистические характеристики регулирования блока.

Мощность возрастает, частота падает. Включается МУТ,смещает статическую характеристику турбины вправо. Частота возращается -50ГЦ

2. Вторичное регулирование частоты.

Рис 3.2 Статистические характеристики агрегатов при регулировании частоты в энергосистеме.

Вторичное регулирование частоты обеспечивает восстановление заданного ее значения. Сетевой регулятор частоты, воздействуя на АСР агрегатов специально выделенных регулирующих электростанций смещает их характеристики a₁b₁ в положение c₁d₁ таким образом, чтобы вернуть к номинальной частоту в системе. По мере восстановления частоты агрегаты станций, не привлекаемых ко вторичному регулированию, но участвовавших в первичном регулировании, возвращаются к исходному (до возмущения) режиму-а2. Агрегаты регулирующих станций стремятся держать загруженными так, чтобы они имели достаточный регулировочный диапазон в сторону как возможной разгрузки, так и нагружения. При вторичном регулировании частоты регулировочный диапазон в одну из этих сторон уменьшается.

3. Третичное регулирование частоты.

Стремятся добиться оптимального распределения нагрузок между агрегатами энергосистемы.

4. Регулирующий эффект нагрузки потребителей

   Самовыравнивания(регулирующий эффект нагрузки)- при отклонении частоты и напряжения в сети от нормы, потребление как активной так и реактивной мощности изменяется.

Потребители могут быть разбиты на три категории:

1. потребители с нагрузкой, имеющей характер активного сопротивления (эл. печи, осветительные и бытовые нагревательные приборы). Активная мощность не зависит от частоты.

P₁ = const

2. синхронные и асинхронные электродвигатели с постоянным моментом на валу (двигатели металлообрабатывающих станков, барабанных углеразмольных мельниц, подъемных кранов и др.), активная мощность меняется пропорционально первой степени частоты. В этом случае момент на валу двигателя остается постоянным M₂ = const. Нагрузка на валу двигателя пропорциональна моменту и скорости вращения:

P₂ = M₂ 

изменение мощности прямо пропорционально относительному изменению частоты

3. асинхронные двигатели, приводящие в движение механизмы вентиляторного типа (вентиляторы, дымососы, центробежные и лопастные водяные насосы). Момент сопротивления таких механизмов изменяется в зависимости от значения статического напора с полуторной, второй, третьей и даже четвертой степенью частоты (n). Мощность двигателей этой категории изменяется пропорционально второй, третьей, четвертой или пятой степени частоты.

В результате суммарного действия регулирующего эффекта по частоте в большинстве наших энергосистем каждому проценту понижения частоты соответствует уменьшение активной нагрузки на 1,5-2,5 %: