
- •1.1. Основные характеристики работы станций и энергосистем.
- •1.1.2. Баланс генерируемой мощности и потребления электроэнергии в энергосистеме
- •1.2. Графики нагрузки энергосистем и электростанций и их характеристики
- •1.3. Резерв мощности
- •1.4.Регулирование частоты и активной мощности в энергосистеме Регулирование активной нагрузки
- •Регулирующий эффект нагрузки потребителей
- •Основные функции цду еэс России и территориальных оду
Тема №1 2008 г
1.1. Основные характеристики работы станций и энергосистем.
Одной из основных характеристик электростанций (энергосистем) является их мощность. При этом используется ряд понятий (показателей) мощности электростанций [2] со следующей терминологией.
Мощность установленная Nу
Наибольшая активная электрическая мощность, с которой электроустановка может длительно работать без перегрузки в соответствии с паспортом на оборудование.
Мощность располагаемая Nрасп
Установленная мощность генерирующего агрегата (электростанции) за вычетом ограничений его мощности.
Nрасп =Nу –Nогр
Мощность рабочая Nраб
Располагаемая мощность электростанции, за вычетом оборудования выведенного в ремонт.
Nраб = Nу – Nрем – Nогр=Nрасп-Nрем
Фактическая мощность Nфакт
Мощность, которую несет агрегат (электростанция) в данный момент времени.
Описанные выше характеристики установок могут быть использованы и для электростанций.
Основные параметры и режимы работы энергосистем и их характеристики.
Режимы работы энергетических систем, их параметры и оптимизация детально рассматриваемая специалистами электроэнергетического профиля энергосистемного направления [1]. Здесь кратко рассматриваются лишь вопросы, важные для эксплуатации энергетических блоков с точки зрения теплоэнергетики.
Режимы энергосистемы – это совокупность ее состояний и процессов перехода из одного состояния в другое, определяющихся большим количеством ее параметров. Основными электрическими параметрами здесь являются частота и напряжение генерируемого тока. Одновременно они являются и показателями качества отпускаемой электроэнергии, устанавливаемыми ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения» [3,4]. Частота электрического тока является общесистемным параметром и должна поддерживаться на уровне 50 Гц. В нормальных режимах работы энергосистемы России допускается отклонение частоты тока в среднем 0,1 Гц, что для паротурбинных агрегатов с номинальной частотой вращения в 3000 об/мин соответствует отклонениям скорости их вращения на6 об/мин. Допускается временная работа энергосистемы с отклонениями частоты до0,2 Гц. Кроме того в переходных режимах работы допускается предельное отклонение частоты до0,4 Гц (24 об/мин). Отклонение частоты тока от нормального значения происходит при нарушениях баланса вырабатываемой и потребляемой активной мощности, причинами которого могут быть отклонение нагрузки от графика, предусмотренного планом, обусловленное как неравномерностью потребления в течение суток, так и возможными отказами оборудования как у потребителя, так и у производителя или аварийными ситуациями в электрических сетях, сопровождающимися потерей части генерируемой мощности. Это приводит к временному нарушению баланса мощности в энергосистеме и вызывает отклонение частоты.
Если работа энергосистемы с частотой 50 Гц не может быть обеспечена вследствие отсутствия достаточных резервов активной мощности на электростанциях, должны быть приняты меры по снижению нагрузки. В практике энергосистем России основным методом планового снижения нагрузки является ограничение потребления, вводимое заранее в установленном порядке. При внезапных (аварийных) дефицитах активной мощности для восстановления частоты в энергосистеме применяется отключение потребителей, осуществляемое оперативно. Как ограничения, так и отключения потребителей в аварийных условиях производятся по распоряжению диспетчеров высших ступеней управления в порядке, установленном действующими инструкциями (разгрузка по частоте). Аварийный режим в энергосистеме при невыполнении вышеуказанных мер может привести к отклонению ее параметров за допустимые пределы и к нарушению устойчивости энергосистемы.
В зарубежной практике (США, Англия) [2] для уменьшения нагрузки в энергосистеме широко применяется понижение напряжения у потребителей двумя – тремя ступенями по 2,5%. При этом потребители или предупреждаются заранее (за сутки или менее), или не предупреждаются ( в аварийных условиях).
Напряжение в отличие от частоты является параметром режима, характеризующим качество электроэнергии на данном участке энергосистемы. Допустимые отклонения напряжения здесь от нормы устанавливаются в первую очередь его допустимыми отклонениями на приемниках электроэнергии, при которых обеспечивается ее эффективное использование и надежность работы потребителей. На основании этих допущений устанавливаются нормы отклонения напряжений на шинах пунктов питания распределительной сети. ГОСТ 13109-97 устанавливает нормально-допустимое отклонение в соответствии с «Нормами качества электроэнергии» по частоте в 5% Гц (0,05 Гц или3 об/мин) и предельно допустимые отклонения напряжения в10 %. Напряжение в электрической сети регулируется оперативным персоналом в соответствии с заданными графиками напряжения в основных узлах, служащих контрольными точками. Этими графиками, которые задаются в виде двух предельных (наивысшего и наинизшего) уровней или в виде оптимального графика с предельно допустимыми отклонениями, должно обеспечивать поддержание необходимых уровней напряжения в пунктах питания распределительной сети. Задаваемые уровни напряжения при этом должны соответствовать возможностям энергосистемы по располагаемой реактивной мощности и по ее средствам регулирования и должны находиться в пределах, допустимых для оборудования энергосистемы. Поддержание заданных оптимальных графиков напряжения в контрольных точках энергосистемы осуществляется воздействием на возбуждение синхронных машин, изменением коэффициентов трансформации силовых трансформаторов и последовательно включенных регулировочных агрегатов, включением или отключением батарей конденсаторов.