3. Режимы выдачи мощности электростанций. Взаимосвязь балансов активной и реактивной мощностей, частоты и напряжения в ээс. Качество электрической энергии.

Режимы выдачи мощности:

Графики нагрузки энергосистемы характеризуется неравномерностью. Это связано с тем, что часть потребителей электроэнергии работает круглосуточно, часть — только днем, а часть — только в определенные часы суток .В результате при суммировании всех нагрузок получается зависимость электрической нагрузки от времени суток, которую называют суточным графиком электрической нагрузки. Выработка электроэнергии в соответствии с этим графиком называется покрытием электрического графика нагрузки.

График электрической нагрузки принято делить на три зоны: базовую, полупиковую и пиковую. Базовая зона лежит ниже уровня минимальной нагрузки. (Отношение минимальной нагрузки к ее максимальному значению называется коэффициентом неравномерности графика нагрузки (α)). Если на графике нагрузки провести линию, соответствующую средней нагрузке, то область, лежащая выше этой линии, называется пиковой зоной. (Отношение средней нагрузки к максимальной называется плотностью графика нагрузки (β)). Область графика, расположенная между пиковой и базовой зоной, называется полупиковой.

Покрытие базовой части суточного графика нагрузки наиболее экономично обеспечивать за счет: АЭС, из-за затруднений регулирования их мощности; ТЭЦ, работающих максимально экономично тогда, когда их электрическая мощность соответствует тепловому потреблению. В тех энергосистемах, где доля установленной мощности велика (например, в Сибири), к покрытию базовой части графика привлекаются и ГЭС. Так же ГЭС используются для покрытия пиков, поскольку рабочая мощность ГЭС легко изменяется в широких пределах.

Качество электрической энергии:

Качество электрической энергии характеризуется частотой тока f и напряжением передачи энергии U. На качество электроэнергии установлены государственные стандарты (ГОСТы). Имеются ГОСТы на частоту и напряжение и на их показатели.

Показатели качества электроэнергии по частоте. ГОСТ регламентирует два показателя:

-номинальная частота =f-fном

- отклонение частоты от номинальной

(∆f_норм= ∆f_пред=).

Показатели качества электроэнергии по напряжению. В ГОСТе имеются показатели разного типа: по изменчивости напряжения от режима электрической системы, по не симметрии напряжения по фазам, по его не синусоидальности. Наиболее важными являются показатели по :

- отклонению напряжения от номинального

(∆U_{y норм}=, ∆U_{y пред}= для сетей до 1кВ и 6-10кВ; по условии работы изоляции ∆U_{y пред} для 6-20 кВ- 20%, 35-220кВ-15%, 330- 10%, 500-750-5%)

- колебаниям напряжения

- размах изменения ∆U_t (допустимое значение устанавливается в зависимости от частоты его появления)

- коэффициент n-ой гармонической составляющей U – K_U(n) (K_U(n)норм – в зависимости от U и исполнения сети, № гармоники, K_U(n)пред=1,5 K_U(n)норм)

- коэффициент несимметрии U по обратной последовательности K_2U (K_{2U норм}=2%, K_{2U пред}=4%)

- коэффициент несимметрии U по нулевой последовательности K_0U (2 и 4%)

- глубина и длительность провала ∆U_п, ∆t_n (при UкВ, ∆t_{n пред} =30с, ∆U_п не нормируется)

- импульсное напряжение Uимп (не нормируется, возникает при высокочастотных импульсах)

- коэффициент временного перенапряжения К_перU (не нормируется, возникает при коммутации или КЗ)

Взаимосвязь балансов активной и реактивной мощности:

Баланс активной мощности- равенство генерируемой и потребляемой мощности на интервале времени t. :

- суммарная мощность генераторов

- нагрузка потребителей

- мощность потерь в сетях

Баланс реактивной мощности:

- мощность компенсирующих устройств

-зарядная мощность ЛЭП

При уменьшении приходной части баланса происходит уменьшение уровней напряжения, а при увеличении наоборот. U-один из показателей качества ЭЭ, следовательно регулируя баланс реактивной мощности, необходимо поддерживать его определенные уровни.

Связь балансов акт. мощности и частоты системы. При небалансе актив. мощности нарушается электрическое равновесие на валах агрегатов системы, это вызывает изменение частоты системы. Допустим на валу агрегата существует баланс: .

Уравнение состояния агрегата имеет вид:. I-инерция вращения, 2 – угловая скорость вращения; ускорение. Если у агрегата имеется баланс активной мощности, то .

Допустим нагрузка увеличилась на величину , тогда баланс мощности нарушится, агрегат тормозится, ускорение уменьшается. Автоматика турбины реагирует на торможение агрегата и открыв НА, следовательно увеличиваем впуск воды в турбину. Увеличивается мощность турбины и частота, следовательно восстанавливается баланс и