38. Выравнивание графиков нагрузки как средство оптимизации режимов работы. Выравнивание графика нагрузки у потребителя. Заинтересованность потребителя в условиях рынка.

Неравномерность потребления электроэнергии в течение суток, недели и в течение года, вынуждает работать электрогенерирующее оборудование в таком же переменном режиме. Вследствие частых смен режимов работы происходит более быстрый износ оборудования, а значит и долговечность, т.е. срок службы снижается, снижается надежность, снижается экономичность (ранее мы уже рассмотрели вопросы снижения экономичности при эксплуатации оборудования в переходных режимах), растут издержки, связанные с эксплуатацией оборудования, растёт себестоимость электроэнергии. Поэтому обеспечение более равномерного графика нагрузки станции или энергосистемы позволит значительно повысить эффективность эксплуатации оборудования.

Более равномерной загрузки оборудования можно добиться за счёт выравнивания графиков нагрузки. Причём выравнивание графиков может производиться как со стороны потребителя, так и со стороны производителя электроэнергии.

Наибольший эффект достигается за счёт более равномерного потребления электроэнергии (аналогично и тепловой энергии), т.е. выравнивание графика потребления. Это достигается в первую очередь за счёт промышленных потребителей электроэнергии, при многосменной работе промышленных предприятий.

В этом случае потребитель должен быть заинтересован в таком режиме работы. Для заинтересованности потребителя может быть использован многоставочный тариф на электроэнергию: более высокий в часы пиков нагрузки и более низкий в часы провалов нагрузки. В настоящее время такая система тарифов уже используется, в том числе и для бытового потребителя, но она требует специальной технологии учёта потребленной энергии, которая должна учитывать не только количество потребляемой энергии, но и время её потребления. Однако возможности выравнивания графиков потребления электроэнергии таким образом ограничены условиями деятельности человека.

Второй вариант обеспечения более равномерной загрузки оборудования заключается в выравнивании графика нагрузки генерирующего оборудования при условии покрытия графика потребления. С этой целью решение может быть найдено либо при выделении части оборудования для работы в пиковом режиме, а остальное оборудование работает в базовом режиме. В энергосистемах, где есть ГЭС, обычно, для покрытия пиковой и полупиковой части графика нагрузки используют ГЭЭС. Если ГЭС в энергосистеме отсутствуют, то для этих целей может быть использовано специальное оборудование, обладающее высокой маневренностью, при сохранении достаточно высоких экономических показателей (например: газотурбинные установки, парогазовые установки, специальные паротурбинные блоки).

Кроме этого, действующие и вновь строящиеся станции могут быть оснащены специальными аккумуляторами энергии. Для этих целей могут быть использованы электрические аккумуляторы, аккумуляторы, запасающие энергию в виде тепловой энергии, аккумулируемой аккумуляторами различного типа, воздушные аккумуляторы, гидроаккумулирующие станции.

На рис. 13.1 представлена схема возможных вариантов выравнивания графиков нагрузки.

Рис. 13.1 Схема возможных вариантов выравнивания графиков генерации электроэнергии.

39. Выравнивание графиков нагрузки как средство оптимизации режимов работы у производителя энергии путем ее аккумулирования. Типы аккумуляторов, краткая характеристика. Применимость и условия использования.

Принципы работы всех аккумулирующих установок основан на потреблении энергии в процессе заряда аккумулятора. Данный процесс происходит в часы провала нагрузки у потребителя, что обеспечивает загрузку электрогенерирующего оборудования в это время. В процессе разряда аккумулятора его энергия используется для выработки дополнительной электроэнергии, что позволяет использовать эту дополнительную выработку в моменты максимумов нагрузки у потребителя. В результате, основное оборудование станций оказывается в течение всего времени загружено равномерно появляется возможность получения дополнительной мощности в часы кратковременных пиков нагрузки (причем это могут быть существенные приросты нагрузки и более глубокое разгружение для регулирования графика нагрузки).

На рис. 13.1 представлена схема возможных вариантов выравнивания графиков нагрузки.

Специальные аккумуляторы электроэнергии не нашли широкого применения, так как их емкость ограничена и они обладают слишком высокой стоимостью. Менее перспективны и воздушно–аккумулирующие станции. Принцип их работы заключается в следующем:

в часы провала нагрузки в энергосистеме с помощью компрессоров осуществляется закачка воздуха в специальные емкости, то есть осуществляется зарядка аккумулятора, где воздух находится под высоким давлением. В часы пиковых нагрузок происходит разрядка аккумулятора и энергия воздуха используется для выработки электрической энергии в специальных турбинах.

Основной недостаток таких аккумуляторов заключается в том, что по мере падения давления воздуха в емкости снижается мощность, которую можно получить в воздушной турбине. Кроме этого, для создания воздушной аккумулирующей установки требуются существенные капиталовложения в саму аккумулирующую установку, компрессор, воздушную турбину и другое оборудование.

В настоящее время наиболее широкое применение получили ГАЭС.