13.4.3. Технологические графики нагрузки

В эксплуатации электрических сетей графики ПЭЭ задаются технологическим процессом. Технологические графики нагрузки для различных ПЭЭ подлежат отработке дежурным персоналом диспетчерской службы. Реальные графики нагрузки отдельных ПЭЭ отличаются от задаваемых технологических графиков, поскольку их исполнение осуществляют ступенчато, переключением регулятора напряжения трансформатора (либо вручную, либо автоматически с помощью устройства автоматики). При автоматическом режиме реальный график более близок к технологическому, при ручном же режиме расхождение между ними больше. Таким образом, технологический график является идеальным и реализуется с определённой точностью. При расчетах электрических нагрузок и потерь в сетях, обусловленных мощными технологическими установками (дуговые сталеплавильные печи, печи графитации и др.), технологические графики принимаются в качестве моделей реальных графиков. Любой технологический график можно представить в виде ступенчатой модели и использовать для расчетов его характеристик, описываемых в данном разделе, формулы, применяемые для ступенчатых периодических моделей.

13.5. Основные положения теории выравнивания групповых графиков нагрузки

Как известно, основным показателем неравномерности графика нагрузки является его дисперсия, которая равна разности квадратов эффективного и среднего его значений:

DI = I_э² - I_c². (13.5)

Потери электроэнергии W в 3-фазной сети с сопротивлением R за время Т равны

,

где    I_эк – эффективный ток k-й фазы, равный, в соответствии с формулой (13.4),

I_эk² = I_ck² + DI_k.

Поэтому формулу (13.5) можно переписать в виде

,

следовательно, дисперсия может служить оценкой дополнительных потерь в питающей сети обусловленных неравномерностью графика нагрузки. Кроме того, снижение дисперсии нагрузки группы ПЭЭ позволяет уменьшить величину заявленной потребителем максимальной мощности, участвующей в максимуме нагрузки энергосистемы, и, следовательно, снизить оплату за пользование электрической энергией данным предприятием. Под заявленной мощностью имеется в виду абонируемая потребителем наибольшая получасовая электрическая мощность Р₃₀, совпадающая с периодом максимальной нагрузки энергосистемы и определяемая по известной формуле

,

где    Р_с и DP – соответственно средняя мощность и её дисперсия; коэффициент  принимается, равным 1,73.

Уменьшение заявленной мощности позволит предприятию снизить оплату за энергию.

При уменьшении дисперсии групповой нагрузки снижаются загрузки и потери в трансформаторах ГПП.

При известных графиках нагрузки N отдельных электроприёмников, дисперсию их группового графика определяют по формуле (13.3), которую можно представить в следующем виде:

, (13.6)

где   Dp_r – дисперсия графика отдельного r-го ПЭЭ;

kp_rs(t_rs) – взаимно корреляционная функция (ВКФ), зависящая от сдвига во времени t_rs графиков нагрузки r-го и s-го ПЭЭ. Под знаком суммы второго слагаемого в формуле (13.6) число ВКФ равно N (N - 1) / 2.

Решение задачи выравнивания группового графика сводится к определению условий, при которых его дисперсия будет минимальной.

Дисперсия группового графика является функцией режима совместной работы N электроприёмников с их индивидуальными графиками нагрузки, сдвиги между которыми и определяют, в конечном счёте, величину дисперсии. Полагая и индивидуальные графики нагрузки периодическими с периодом t_ц, ВКФ между отдельными их парами определяют по формуле:

или для ступенчатых моделей

(13.7)

где   p_rc, p_sc – средние значения графиков нагрузки r-го и s-го ПЭЭ;

t_ц – длительность циклов, полагаемая одинаковой для r-го и s-го графиков.

Задачу выравнивания группового графика нагрузки решают с помощью аналитического или приоритетно-шагового методов. Первый метод пригоден для решения задач, если ВКФ индивидуальных графиков моделируются с допустимыми погрешностями параболами вида

,

где сдвиг во времени между графиками задан в относительных единицах: 0 < t_rs ≤ 1.

Приоритетно-шаговый метод может быть применён для приёмников с различными индивидуальными графиками. Выбор сдвигов производится последовательно, т.е. «шагами». В первую очередь по значениям экстремумов ВКФ выбирается сдвиг между парой графиков, имеющих наибольшее значение минимума ВКФ (приоритет) и т.д. Этим методом удобно пользоваться при небольшом количестве приёмников.