Вопрос 3 Объединенные энергосистемы, их преимущества.

Общее стремление к объединению энергосистем вызвано большим преимуществом крупных систем по сравнению с энергообъединениями, состоящими из отдельно работающих электростанций и подключенных к ним потребителей.

1. Объединение в Единую энергосистему (ЕЭС) позволяет уменьшить суммарную установленную мощность электростанций объединенных энергосистем (ОЭС) за счет долготного и широтного эффектов. При долготном эффекте суточные максимумы нагрузок ОЭС разнесены во времени на 1- 6 часов, и в утренние часы мощность может передаваться  с запада на восток, а в вечерние часы - с востока на запад. При широтном эффекте длительность сезонных максимумов нагрузок северных ОЭС больше, чем южных, в связи с этим мощность может передаваться с юга на север. В обоих случаях взаимопомощь между ОЭС позволяет иметь в каждой из ОЭС меньшую резервную мощность электростанций.

2. Более полно используются энергетические ресурсы, т.к. пиковую часть графика нагрузки энергосистемы можно покрывать гидравлическими электростанциями, а базовую часть - тепловыми, на увеличение мощности которых в часы максимума нагрузки приходится затрачивать дополнительное топливо.

 

		Рис. 1.3. Суточный график нагрузки энергосистемы

                                              

3. Повышается экономичность выработки электроэнергии, т.к. в первую очередь можно увеличить мощность более экономичных станций, имеющих меньший расход условного топлива на выработку 1кВт.ч электроэнергии.

4. Позволяет увеличить единичную мощность агрегатов, имеющих лучшие технико-экономические показатели.

5. Повышается надежность электроснабжения потребителей за счет резервирования и автоматики.

6. Позволяет повысить маневренность в энергосистемах и осуществлять взаимопомощь между ОЭС при авариях, при проведении плановых ремонтов, при маловодных годах на ГЭС.

7. Разгружаются магистральные линии электропередачи.

8. Появляется возможность присоединения промежуточных потребителей.

9. Позволяет сократить численность ремонтного персонала за счет концентрации мощности оборудования, централизации ремонтов, автоматизации производственных процессов.

Вопрос 4 Режимы и параметры системы и сети

Состояние системы в любой момент времени или на некотором интервале времени называется режимом системы.

Режим определяется показателями, которые называются параметрами режима к их числу относятся:

1)частота,

2)активная и реактивная мощность в элементах системы,

3)напряжение в различных точках сети у потребителей,

4)величины токов,

5)величины углов расхождения векторов ЭДС и напряжения.

Различают три основных вида режимов электроэнергетических систем:

1. Нормальный установившейся режим, применительно к которому проектируется электрическая сеть и определяются ее технико–экономические характеристики;

2. Послеаварийный установившийся режим, наступающий после аварийного отключения какого – либо элемента сети или ряда элементов (в этом режиме система и соответственно сеть могут работать с несколько ухудшенными технико– экономическими характеристиками);

3. Переходный режим, во время которого система переходит из одного состояния к другому.

Любой режим состоит из множества различных процессов.

Различают параметры режима и параметры сети.

Параметры режима электрической сети связаны между собой определенными зависимостями, в которые входят некоторые коэффициенты, зависящие от физических свойств элементов сети, от способа соединения этих элементов между собой, а также от некоторых допущений расчетного характера.

К ним относятся полное сопротивление, активное и реактивное сопротивление, проводимости элементов, собственная и взаимная проводимости, коэффициент трансформации, коэффициент усиления.

Например, ток на участке ЛЭП определяется зависимостью:

I=(U1-U2)/Z_Л,

где Здесь U₁,U₂,I – параметры режима; Z_Л – сопротивление данного участка системы (линии), является одним из параметров сети.

Ряд параметров сети зависит от характера изменений ее режима, т.е. является нелинейной системой. Однако во многих практических задачах параметры сети можно полагать не изменяющимися и считать сеть линейной.

Другой вид нелинейности сети обусловлен характером соотношений между параметрами ее режима. Так, мощность, связана квадратичной зависимостью с напряжением и т.д. (S=√3∙U∙I=√3∙U∙U/(√3∙Z)=U²/Z) Нелинейность такого вида надо учитывать.

Электрическую сеть рассматривают применительно к неизменному режиму системы, но в действительности такого режима не существует, и говоря об установившемся режиме имеют в виду режим малых возмущений. Отклонения параметров режима, происходит около некоторого устойчивого состояния.

Система должна быть устойчива при этих малых возмущениях. Иначе говоря, она должна обладать статической устойчивостью.

Аварийные переходные процессы возникают при резких аварийных изменениях режима, например, при к.з. элементов системы и последующем их отключении, при изменении схемы электрических соединений элементов системы.

Большие возмущения в системе при аварийных переходных процессах приводят к значительным отклонениям параметров режима к большим возмущениям, устойчивость по отношению к которым определяют как динамическую.

При этом под динамической устойчивостью понимают способность системы восстанавливать после больших возмущений свое состояние, практически близкое к исходному.

Необходимо учитывать изменения параметров режима, которые возникают при:

1) увеличении передаваемых мощностей;

2) росте нагрузок;

3) изменении схемы электрических соединений в результате повреждений в сети.

Определяется активное сопротивление линии:

(1.1)

где L – длина ЛЭП, км; F – сечение активной части провода, мм²; γ – удельная проводимость алюминия.

Определяется индуктивное сопротивление линии:

где - радиус провода, мм; - среднее геометрическое расстояние между осями соседних фаз, мм; - относительная магнитная проницаемость проводника (алюминия); L – длина ЛЭП, км.

Определяется активная проводимость линии:

(1.4)

где ΔР_кор – потери активной мощности на корону, кВт; U_н – номинальное напряжение на ЛЭП, кВ.

Определяются потери активной мощности на корону:

(1.5)

где - коэффициент, учитывающий атмосферное давление; U_ф – фазное напряжение ЛЭП, кВ; U_ф.кор. - фазное напряжение, при котором появляется корона, кВ.

Определяется фазное напряжение, при котором появляется корона:

(1.6)

где - коэффициент, учитывающий состояние поверхности провода; - коэффициент, учитывающий состояние погоды;

Определяется реактивная проводимость линии:

(1.7)

Основные уравнения, описывающие режимы токов и напряжений ЛЭП и ПС электрических сетей