4.6. Эксплуатационные свойства специальных типов электростанций
В связи с разуплотнением графика нагрузки для покрытия пиковой части необходимы специальные типы станций, наибольшее применение, среди которых нашли ГАЭС и ГТУ.
ГАЭС присущи многие свойства ГЭС. Они оборудованы обратимыми гидроагрегатами, которые работают то в режиме турбины, то в режиме насоса.
Особенности эксплуатационных свойств ГАЭС:
1. Практически их полная независимость от располагаемого водотока – вода используется многократно.
2. Отсутствие других водопользователей позволяет использовать ГАЭС только для энергетических целей.
3. ГАЭС имеет 100% регулировочный диапазон.
4. К.п.д. ГАЭС меньше к.п.д. ГЭС и составляет 0,65-0,70, но все равно использование ГАЭС выгодно.
5. Умеренные значения к.п.д. ГАЭС предопределяют необходимость ее минимального использования в течение суток, как правило, до 8 часов. Иначе обстоит дело, если энергия, потребляемая в часы зарядки дешевле энергии, которую заменяют ГАЭС в режиме турбоагрегата. Такие случаи возможны в энергосистемах с большим удельным весом АЭС и когда потребление энергии ГАЭС в режиме зарядки исключает ежесуточные остановы блочного оборудования КЭС. В случае потребления энергии в ночные часы ГАЭС позволяет снижать или исключать холостые сбросы воды на ГЭС, что имеет место во время паводка, либо во время дождей. Фактор же, ограничивающий возможности ГАЭС – малый объем водохранилища.
ГТУ в отличие от ГАЭС не привязаны к водотоку и могут располагаться в любой точке энергосистемы. Эксплуатационные свойства ГТУ примерно такие же высокие как у ГАЭС. Регулирующий диапазон 100%, время пуска – до 20 мин., капиталовложение в ГТУ примерно в два раза ниже, чем в ГАЭС. ГТУ допускают возможность полной автоматизации. Особенно эффективно использовать ГТУ, отработавшие свой ресурс в авиации. Так, ГТУ двигатели ТУ-154 – 50 Мвт (1 турбина), ТУ-104 – 25 Мвт, Антей – 180 Мвт.
Ограничивающий фактор использования ГТУ – высокая стоимость горючего. ГТУ могут ликвидировать утренний пик и не могут регулировать ночной минимум нагрузки.
Участие электростанций в покрытии суточного графика нагрузки энергосистемы
Распределение нагрузки между станциями системы и размещение отдельных станций в суточных графиках нагрузки производится в соответствии с эксплуатационными свойствами станций (см. табл.4).
Режим работы ГЭС в многоводный период – базисный, в маловодный – в пиковой части графика нагрузки за исключением той нагрузки, которая связана с обязательным круглосуточным пропуском воды в нижний бьеф.
Режим работы ТЭЦ задается в базисной части графика нагрузки на тепловом потреблении. Остальная часть мощности ТЭЦ размещается в любой зоне графика нагрузки (конденсационная мощность).
Мощность КЭС размещается в любой части графика нагрузки энергосистемы в зависимости от эксплуатационных свойств основного оборудования КЭС. Размещение КЭС зависит от вида сжигаемого топлива, способа его сжигания, условий топливоснабжения, водоснабжения и экономичности станций.
ТЭЦ(к)
+ КЭС
АЭС + ТЭЦ(т)
ГЭС
ГЭС, ГАЭС, ГТУ
Принципиальное размещение станций в суточном графике
нагрузки энергосистемы
Эксплуатационные свойства станций Таблица 4.6
Тип электростанций |
Элемент оборудования, ограничивающий маневренные свойства |
Регулировочный диапазон, % |
Время пуска, мин. |
Роль электростанций в системе |
КЭС |
Котел |
65-70 |
210-390 |
Покрывают базовую и полупиковую части графика нагрузки энергосистемы |
ТЭЦ |
|
10-15 |
100-200 |
При больших тепловых нагрузках работают по теплофикационному циклу в базовой части графика, при малых – участвуют в регулировании графика нагрузки системы |
АЭС |
Ядерный реактор |
20 |
|
Работают в базовой части графика нагрузки |
ГЭС |
|
70 |
1-2 |
Работают в полупиковой и пиковой частях графика нагрузки системы; выполняют функцию резерва мощности |
ГАЭС |
|
100 |
1-3 |
Снимают пик графика нагрузки при одновременном заполнении его ночного провала, используются в качестве аварийного резерва |
ТГУ |
|
100 |
15-40 |
Используются для снятия остропиковой части графика нагрузки, выполняют функции частотного, аварийного и других видов резервов |
ПГУ |
|
80 |
30-180 |
Работают в полупиковой и пиковой частях графика нагрузки системы |