Виконати розрахунки зон річного графіку навантаження енергетичної системи, його нерівномірність і густину.

Зміст

1. Теоретичні положення………………………………………………..4

2. Зміст контрольної роботи…………………………………………….8

3. Приклад розрахунків для наданого завдання………………………..8

4. Варіанти завдань для виконання контрольної роботи……………..11

 

Теоретичні положення

Електричні баланси – це баланс потужності та баланс енергії в енергосистемі, тобто генерація та споживання у будь-який період часу мають бути однаковими, інакше робота енергосистеми, об’єднаної системи або об’єднання об’єднаних систем, стає неможливою.

Таким чином, додержання енергетичних балансів є необхідною умовою. І для проведення необхідних розрахунків та проектування балансів перш за все треба розглянути обидві складові балансів – генеруючу та споживаючу, тобто джерела енергії (живлення) в енергосистемах та об’єкти споживання.

Споживання електроенергії залежить від призначення електроприймачів, режимів їх роботи, часу та інших факторів. Процес електроспоживання у часу відображається графіком навантаження.

Графіком електричного навантаження називається графічне зображення залежності електроспоживання від часу. По осі абсцис визначають час, а по осі ординат – навантаження в одиницях потужності, струму або у відсотках відносно максимуму навантаження.

Графіки можуть бути: добові, сезонні, річні, річні графіки по протяжності, графіки місячних максимумів.

Графік навантаження (сумарний добовий або річний) характеризується такими показниками: 1) Енергія що була спожита (1.1) До речі, саме річне споживання енергії і є найважливішим звітним показником. 2) Максимальна, мінімальна та середня потужності (1.2)

; , (1.3)   де k – коефіцієнт мінімального завантаження систем.

3) Коефіцієнт нерівномірності навантаження:

 

(1.4)

 

4) Густина графіка:

(1.5)

5) Число годин використання максимуму навантаження .

Це фіктивний час, за який була б спожита річна енергія при умові постійного максимуму навантаження. стосується лише річного графіка навантаження:

(1.6)

З пов’язана густина річного графіка

(1.7)

або

Велична залежить від графіків споживачів: чим рівномірніший графік вони мають, тим більше значення і тим ефективніше працює система. Для комунально-побутових споживачів графік навантаження нерівномірний і год/рік. Також для однозмінних підприємств має невелике значення – 1500 год/рік.

В цілому для системи

Сумарний графік навантаження умовно розрізняють на 3 зони: базисну (базис), пікову (пік) та напівпікову (напівпік).

Базисна зона визначається мінімальною потужністю ; пікова між середньою потужністю та максимальною ; напівпікова – між та

Таким чином, базисна зона – рівномірне споживання за весь час графіку, пікова характеризується то збільшенням, то зменшенням потужності, напівпікова має нерівномірність, але ступінь цієї нерівномірності значно менший ніж у піковій.

В покритті графіка навантаження беруть учать електростанції з різними техніко-економічними показниками. Розподіл сумарного навантаження між окремими станціями та агрегатами має бути зроблено таким чином, щоб забезпечити найбільш економічну роботу системи в цілому. Це буде досягнуто, якщо більш економічні електричні станції завантажити на більший час використання протягом року, а менш економічні відповідно менше.

Електричні станції, що покривають базисну частину графіка, працюють безперервно і називаються базисними, і на відміну від пікових, що включаються тільки в часи, коли треба покривати пікову зону графіка. Станції, що залишились, - напівпікові, які при зменшенні загального електричного навантаження переводяться на зменшену генерацію потужності, або виводяться в резерв, частина їх агрегатів може бути зупинена на вихідні та свята.

В зв’язку з концепцією, що викладена, базисну частину графіка покривають ТЕС, АЕС, потужні ГЕС і ТЕЦ. В певні періоди в базисі працюють невеликі ТЕЦ, необхідна електрична потужність яких визначається графіком теплового навантаження, та невеликі ГЕС – в період паводку.

Пікова частина графіка покривається станціями з великою маневреністю, що пристосовані для частих пусків та зупинів (ГЕС з добовим регулюванням, ГТУ, ГАЕС в турбінному режимі, ПГЕС).

Навантаження напівпікової зони розподіляються між КЕС і ТЕЦ відповідно до їх економічності, та ГАЕС у насосному режимі.

При складанні добового графіка покриття навантаження перш за все використовують ГЕС та ГАЕС з урахуванням найбільш повного використання їх потужності, також споживання енергії ГАЕС у насосному режимі.

Розподіл навантаження між ТЕС, КЕС і ТЕЦ, ГТЕС, ПГЕС проводяться відповідно до мінімуму сумарних приведених витрат палива. При цьому режими роботи ТЕЦ визначаються умовами повного завантаження по теплу із роботою в денні години з повним навантаженням (за виключення резерва).

АЕС розміщують в базисній частині графіка без розвантаження в нічні години.

Однією з основних характеристик електричних станцій є її встановлена потужність, що дорівнює сумі номінальних потужностей всіх агрегатів. Число використання встановленої потужності залежить від того, в якому режимі працює станція, тобто чи є вона базисна, чи забезпечує інші навантаження. Для базисних електричних станцій це число годин дорівнює 6000-7000 год/рік, а для напівпікових – 2000-3000 год/рік.

Графіки навантаження використовують при плануванні електричних навантажень станцій та систем, розподілу навантаження між окремими станціями та агрегатами, визначення необхідного резерву, при розроблені планів ремонту устаткування та при вирішенні інших задач, наприклад, щодо регулювання графіків, умов роботи міжсистемних зв’язків.

 

Зміст контрольної роботи

Задачею контрольної роботи є виконання розрахунків сумарних графіків навантаження системи та їх покриття електричними станціями.

Контрольна робота призначена для закріплення знань з проектування балансів потужності енергосистем.

Вихідні дані:

- Річний графік навантаження систем;

- Річне електроспоживання А, млн. МВт год;

- Кількість годин використання максимуму навантаження , год;

- Коефіціент мінімального завантаження системи.

 

 

Задачі

 

1. Виконати розрахунки зон річного графіку навантаження енергетичної системи.

2. Визначити нерівномірність та густину графіку.

3. Вказати місце в участі покриття графіку навантаження заданих електричних станцій.

4. Проаналізувати результати.

 

6. Приклад розрахунків для наданого завдання (стор. 10)

 

3.1 Розрахунки зон річного графіку навантаження.

Використовуючи формули (1.1) – (1.3), (1.6) визначаємо , , :

 

 

 

 

Таким чином, базисна зона обмежується 900 МВт, напівпікова – від 900 МВт до 1712,329 МВт, пікова – від 1712,329 МВт до 3000 МВт (це показано на графіку).

 

6.2 Використовуючи (1.4), (1.5) (або (1.7)) визначити нерівномірність та густину графіку:

 

 

або

 

6.3 Визначення місця в участі покриття графіку заданих електричних станцій: ГЕС великої потужності та ТЕЦ невеликої потужності із заданим графіком по теплу.

ГЕС великої потужності має покривати навантаження в базисній частині графіка, тому що станнції великої потужності є економічними і треба, щоб вони працювали найбільшу кількість годин.

ТЕЦ невеликої потужності при заданому графіком по теплу меж мають працювати в базисі, тому що при постійному тепловому графіку видача електричної енергії теж буде постійною.

В цілому треба відмітити, що графік навантаження енергосистеми не є рівномірним. Про це свідчать як , так і коефіцієнти нерівномірності і густини.

Нерівномірність графіку пояснюється значною складовою комунально-побутового навантаження.

 

 

Вар. Приклад

Виконати розрахунки зон річного графіку навантаження енергетичної системи, його нерівномірність і густину.

Вказати місце в участі покриття графіку навантаження електростанцій:

________

Вихідні дані:

Річне електроспоживання А =15 млн. МВт×год

Кількість годин використання максимуму навантаження Т_м = 5000 год

Коефіцієнт мінімального навантаження системи k=0,3.

Розробила: доцент Буслова Н.В.

Затверджено на засіданні кафедри електричних мереж та систем.

Протокол № 6 від 16.06. 2016 року.

Завідувач кафедри електричних мереж та систем проф. Кирик В.В.

 

 

Вар. 1