Построение характеристик относительных приростов электростанций и энергосистемы

На основе характеристик относительных приростов (ХОП) электростанции осуществляется как экономическое распределение активной электрической нагрузки между электростанциями энергосистемы. Критерием экономичности является минимум затрат на топливо.

ХОП энергоблока или электростанции определяется:

(3.1)

где q – относительный прирост расхода тепла турбоагрегата (ТА);

r – относительный прирост расхода топлива котлоагрегата (КА).

Энергетические характеристики турбоагрегатов приведены в табл.5. ХОП котлоагрегатов приведены в табл.6. Расчет относительных характеристик КЭС производится по трем точкам и сводится в табл.1.

Таблица 1

Результат расчета относительных характеристик КЭС

Минимальная нагрузка КЭС определяется минимальной нагрузкой котлоагрегатов. Для КЭС, работающих на газомазутном топливе, минимальная нагрузка котлоагрегатов принимается равной 50% от номинальной, а для работающих на твердом топливе – 60%.

Зная минимальную тепловую нагрузку КА, можно найти электрическую нагрузку ТА и КЭС в целом. ХОП ТА при минимальной нагрузке:

(3.2)

где Q_хх – расход тепла на холостой ход ТА.

В результате минимальная электрическая нагрузка КЭС:

(3.3)

где n – количество блоков на КЭС.

Для экономической и максимальной (номинальной) нагрузок ТА по характеристикам (табл.6) определяется часовой расход тепла и соответствующее значение относительных приростов КА. Так как ХОП КА в табл.5 приведены в дискретной форме, то относительный прирост КА при любой нагрузке находится с помощью интерполяции:

(3.4)

где Q₁, Q₂, r₁, r₂ – смежные с Q значения тепловых нагрузок и соответствующих им относительных приростов из табл.5 (Q₂>Q₁, r₂>r₁).

Характеристики относительных приростов ТЭЦ строятся на основе энергетических характеристик теплофикационных ТА. В целях упрощения расчетов вместо относительных характеристик КА используются удельный расход топлива на отпущенное с КА тепло, величина которого не зависит от нагрузки КА и принимается:

(3.5)

При КПД=0,9:

В результате относительный прирост расхода топлива ТЭЦ по конденсационному циклу,

(3.6)

где q_к – относительный прирост теплофикационного ТА по конденсационному циклу.

Для построения ХОП ТЭЦ необходимо определить минимальную электрическую нагрузку теплофикационных агрегатов. Для этого тепловую нагрузку между агрегатами распределяют пропорционально мощности тепловых отборов. Зная величину тепловой нагрузки для каждого агрегата, определяется теплофикационная мощность для каждого из них в соответствии с энергетическими характеристиками (табл.6). Теплофикационная мощность всей станции (P_т) определяется как произведение теплофикационной мощности одного агрегата на их количество. Найденная теплофикационная электрическая мощность вписывается в базовую часть графика электрической нагрузки энергосистемы как вынужденная мощность. К вынужденной мощности ТЭЦ относится также и минимально необходимая конденсационная мощность, обусловленная пропуском пара в конденсатор. Для каждого агрегата эту мощность (P_кмин) можно принять равной 5% от минимальной. В результате полная вынужденная мощность агрегата и всей станции, которой и будет минимальной электрической нагрузкой, определится как:

(3.7)

На основе ХОП электростанций строится ХОП энергосистемы. Для этого на листе миллиметровой бумаги вначале строятся ХОП всех электростанций, а затем справа от них на основе этих ХОП строится ХОП энергосистемы по характерным точкам. Первая точка – это минимальная нагрузка энергосистемы, равная сумме минимальных нагрузок электростанций. Последняя точка – это максимальная нагрузка, равная сумме максимальных нагрузок станций. Эти нагрузки соответствуют Е_мин и Е_мах энергосистемы.

ХОП энергосистемы строятся отдельно для зимнего и летнего периодов года. При этом предполагается, что все оборудование находится в работе, а для летнего периода один агрегат на каждой станции выводится в ремонт. Если по условию баланса тепловых нагрузок на ТЭЦ вывод одного агрегата в ремонт недопустим, то считаются включенными в летний период все агрегаты. Если в случае вывода в ремонт агрегатов не выполняется условие баланса по электрической нагрузке для энергосистемы в целом, то на одной из КЭС агрегаты не отключаются в летний период.

Распределение нагрузки между станциями производится по принципу равенства относительных приростов или по принципу первоочередной загрузки станции, имеющей меньшее значение относительного прироста. Распределение производится для каждого часа суток отдельно для зимних и летних суток. Одна из КЭС принимается балансирующей, то есть ее нагрузка определяется как разность нагрузки энергосистемы и остальных станций. В результате такого распределения получаем суточные графики нагрузки всех электростанций. Зная суточные графики и количество суток в зимний и летний период года, можно определить годовую выработку электроэнергии по каждой станции. Для ТЭЦ дополнительно необходимо учитывать выработку электроэнергии по теплофикационному циклу.