Графики нагрузки
Производство электрической и тепловой энергии на электростанциях и их потребле- ние различными пользователями - процессы взаимосвязанные. В силу физических законо-
мерностей
мощность
потребления
энер-
гии
в
какой-либо
момент
времени
должна
быть
равна
генерируемой
мощности.
В
этом
заключается
особенность
энергетиче-
ского
производства.
К
сожалению,
отсутст-
вуют
возможности
складирования
электри-
ческой
и
тепловой
энергии.
Практическое
применение
известных
способов
аккумули-
рования
(накопления)
различных
видов
энергии
весьма
затруднительно,
В то же время работа отдельных при- емников электрической и тепловой энергии неравномерна и суммарное потребление энергии также неравномерно.
Потребителю требуется электроэнер-
Рис. 2.6 Примерный график потребления
электроэнергии в течение зимних суток в большом городе.
гии днем больше, чем ночью в рабочий день недели больше, чем в субботу и воскресенье, зимой больше, чем летом. Режим потребле-
ния электрической или тепловой энергии потребителем: предприятием, районом, горо-
дом, страной - и течение определенного отрезка времени: суток, месяца, года - отража- ется с помощью графика нагрузки. Соответственно, различав: суточный, месячный, го- довой графики нагрузки.
Итак, график нагрузки – это зависимость потребляемой мощности от времени суток, месяца, года. Графики нагрузки существенно отличаются для воскресных и рабочих дней, для зимних и летних месяцев и т.п. Графики нагрузки отдельных потребителей и в целом энергосистемы имеют неравномерный характер.
На рис 2.6 представлен примерный график потребления электрической энергии в те- чение зимних суток в большом городе. Вы видите два характерных пика: утром, в 8-9 ча- сов (подъем людей и начало рабочего дня) и вечером, в 18—19 часов (наступление тем- ноты и возвращение с работы) – и характерный ночной провал нагрузки.
Из графиков нагрузки отдельных потребителей складывается суммарный график по- требления для энергосистемы (ЭС) страны, так называемая национальная кривая нагрузки. Задача ЭС состоит в обеспечении этого графика. Количество электростанций в энергосисте- ме страны, их установленная мощность определяются относительно непродолжительным максимумом национальной кривой нагрузки. Это приводит к недоиспользованию оборудо- вания, удорожанию энергосистем, росту себестоимости вырабатываемой электроэнергии.
Отсюда выявляются важнейшие цели энергетического менеджмента:
обеспечение графиков нагрузки,
выравнивание национальной кривой нагрузки.
Более ровная форма национальной кривой нагрузки означает более эффективное ис- пользование энергетических ресурсов в масштабах всей страны, и, следовательно, более ус- пешную реализацию энергосберегающего потенциала.
Обеспечить график нагрузки означает организовать бесперебойную подачу электро- энергии в часы максимального потребления при дефиците мощности в энергосистеме, а в часы минимума потребления энергии не допускать разгрузки той части генерирующего оборудования.
В промышленно развитых странах большая часть электроэнергии, около 80%, выраба- тывается на ТЭС, для которых наиболее желателен равномерный график нагрузки. На агре- гатах этих станций невыгодно производить регулирование мощности. Обычные паровые котлы и турбины тепловых станций допускают изменение нагрузки на 10-15%. Периодиче- ские включения и отключения ТЭС не позволяют решить задачу регулирования мощности из-за большой продолжительности (часы этих процессов). Работа крупных ТЭС в резко пе- ременном режиме нежелательна, так как приводит к повышенному расходу топлива, износ- теплосилового оборудования и снижению его надежности. Еще более нежелательны пере- менные режимы для АЭС. Поэтому ТЭС и АЭС работают в режиме так называемых базо- вых электростанций, покрывая неизменяющуюся постоянную нагрузку энергосистемы, т.е. базовую часть графика нагрузки (рис. 2.6).
Дефицит в маневренных мощностях, т.е. пиковые и полупиковые нагрузки энергосис- темы покрываются ГТУ или парогазовыми установками на ТЭС, ГАЭС, ГЭС, у которых на- бор полной мощности от нуля можно произвести за 1-2 минуты. Регулирование мощности ГЭС производится следующим образом: когда в системе – провалы нагрузки, ГЭС работают с незначительной мощностью и вода заполняет водохранилище, при этом запасается энер- гия; с наступлением пиков нагрузки включаются агрегаты станции и вырабатывается энер- гия. Накопление энергии в водохранилищах на равнинных реках приводит к затоплению обширных территорий, что является отрицательным экологическим фактором. Целесообраз- но строительство ГЭС на быстрых горных реках.
В Беларуси в настоящее время осуществляется программа восстановления построен- ных в довоенные годы малых ГЭС, которые являются экологически чистыми возобновляе- мыми источниками энергии и будут способствовать обеспечению маневренности Белорус- ской ЭС.
Решение задачи выравнивания национальной кривой нагрузки связано с разработ-
кой и реализацией политики управления спросом на энергию, т. е. управления энергопо- треблением. Управление спросом на энергию можем осуществляться как социально- экономическими, так и техническими мероприятиями и средствами.
Весьма действенным экономическим инструментом являются дифференцирован- ные тарифы (цены) на электрическую и тепловую энергию: в периоды максимумов на- грузки тарифы выше, что стимулирует потребителей к перестройке работы с целью умень- шения потребления в часы максимума нагрузки энергосистемы. В дальнейшем будут рас- смотрены и другие экономические механизмы обеспечения эффективности энергопотреб- ления.
Эффективной технической мерой выравнивания графиков нагрузок служит акку- мулирование различных видов энергии. Идея заключается в том, что в часы провала на- грузки следует запасать электроэнергию, а в часы максимума - использовать се. Представ- ляет значительный интерес идея так называемого встречного регулирования режима по- требления и способы ее практического осуществления. Суть ее состоит в том, чтобы стиму- лировать потребителя к максимальному потреблению в часы минимума ЭС и к минималь- ному потреблению в часы максимума ЭС.