6. Проблема покрытия суточного графика объединенной энергосистемы

Графики нагрузок энергосистем отличаются большой неравномерностью в суточном, недельном и годовом разрезе. Это определяется климатическими, производственными и социальными факторами. В связи с этим возникает проблема обеспечения оптимальных в техническом и экономическом смыслах режимов покрытия нагрузки за счет разного рода станций и выбора структуры генерирующих мощностей на перспективу, параметров их оборудования и режимов работы.

Особые сложности представляет покрытие суточного графика. Они связаны с резкими изменениями мощности нагрузки, что обусловливает высокие требования к маневренности оборудования электростанций, т. е. способности резко увеличивать и снижать выдачу мощности [2].

Характерные графики нагрузки энергосистем для ЕЕЭС и ОЭС Сибири приведены на рис. 4.7, коэффициенты неравномерности  соответственно 0,7 и 0,8. График нагрузки делится на три характерные зоны: пиковую (1), полупиковую (2), базовую (3). Из сравнения графиков видно, что электропотребление в ЕЕЭС более неравномерное, чем в Сибири. Базовая часть графика располагается ниже ночного минимума и покрывается тепловыми и атомными станциями и мощными блоками. Полупиковая часть расположена между ночным и дневным провалами, обеспечивает равномерную загрузку оборудования 1618 часов в сутки, требует резких сбросов нагрузки ночью и быстрого набора утром. Пиковая часть связана с работой оборудования в течение 34 часов дневного пика и 68 часов вечернего с двумя остановами в сутки.

Показатели суточных графиков по России:

; .

Коэффициент неравномерности  для западных районов России значительно ниже среднего по стране и составляет 0,55—0,62 (для Ленэнерго 0,52). За десять лет  снизился примерно на 20%.

Для улучшения графика вводятся энергоемкие потребители-регуляторы, используются мероприятия по изменению графиков отдельных предприятий (изменение сменности, сдвиг перерыва, введение повышенного тарифа на нагрузку и ограничение потребителей в период максимума). Однако эти меры полностью проблемы не решают. Более того, наблюдается тенденция к разуплотнению графиков (увеличение бытовой нагрузки, сокращение рабочей недели).

Режимные трудности усугубляются тем, что в настоящее время структура генерирующих мощностей меняется в сторону снижения маневренности, это связано с вводом в эксплуатацию крупных блоков. Для покрытия пиков нагрузки энергосистем приходится привлекать к переменным режимам работы блоки мощностью 200—300 МВт на газомазуте, которые на это не рассчитаны. В отдельные дни электростанция мощностью выдает до 1,2—1,5 ГВт. Около 50% времени в году блоки эксплуатируются при нагрузках40% от номинальной мощности. При такой эксплуатации оборудования блоков снижается их экономичность. Снижение нагрузки энергосистем в воскресные дни приводит к необходимости отключения части блоков (20—25 раз в году), что в свою очередь повышает аварийность оборудования, так как велика вероятность отказа блока при пуске (до 0,4).

Исследования показали, что проблема покрытия графика нагрузки энергосистемы может быть решена только комплексно путем увеличения маневренности оборудования; сооружения пиковых электростанций; внедрения специальных блоков повышенной маневренности на газомазуте мощностью 500 МВт, использования газотурбинных станций; сооружения гидроаккумулирующих электростанций, введения режимных мероприятий, объединения энергосистем в единую ЭЭС РФ.