4.4. Назначение графиков нагрузки

Графики нагрузок энергосистем используются при решении проектных и эксплуатационных задач с целью:

обеспечения бесперебойного, надежного и экономичного электроснабжения потребителей, благодаря возможности заблаговременного определения оптимального состава работающего оборудования в ожидаемых режимах;

определения ожидаемой выработки электростанций, потребности в различных видах топлива, воды. Особенно важно при комплексном использовании ГЭС;

планирования ремонтов оборудования электростанций, электрических сетей, потребителей;

выработки рекомендаций для проведения мероприятий по уплотнению графиков объединенных энергосистем (смещение перерывов, увеличение сменности, тарифные сетки, присоединение сезонных потребителей);

разработки типовых графиков для составления энергобалансов и определения необходимых генерирующих мощностей (активных и реактивных) в различных узлах системы.

4.5. Определение показателей суммарных нагрузок

Проектирование развития электрических сетей энергосистем обычно ведется с учетом нагрузок, которые предполагается ввести через 5—7 лет. Как правило, на этот период известны типы механизмов и установленные мощности электродвигателей и других потребителей. Известны, кроме того, типовые графики нагрузки для каждого вида потребителей.

Исходя из этого, при определении расчетных показателей нагрузки узла сети рассчитывают присоединенную мощность.

Для двигателей

пр дв⁄η,

где η — КПД двигателей; для ламп

пр уст.

Далее определяется суммарная присоединенная мощность

	пр	пр	,
где — число потребителей узла сети.			нmax	пр,	,
	Суммарная максимальная нагрузка узла						(4.8)
где	— коэффициент одновременностинmax з пр, показывающийс пр					среднее относитель-
ное число одновременно работающих потребителей в период максимума;							—
коэффициент загрузки, показывающий отношение рабочей мощности потребиз								-
теля к его присоединенной мощности;		32с — коэффициент спроса,

с

з.

(4.9)

Коэффициент спроса различен для разных отраслей промышленности:

Отрасль

0,25—0,3с

Машиностроительная

Текстильная

0,25

Собственные нужды электростанций

0,7—0,95

Металлургия

0,7—0,8

При суммировании нескольких нагрузок, имеющих различные показатели

(

cosφ

,

max

,

1,

…

,

), рекомендуется вычислять средневзвешенные величи-

,

по формулам

ны

maxср.взв

cosφср.взв

∑

max cosφ

∑

max

;

(4.10)

cosφср.взв

∑

max

∑

max

∑

cosφ

maxср.взв

max

max

.

(4.11)

∑

max

Часто ставится задача определения максимальной нагрузки объединенной энергосистемы (ОЭС) по известным максимальным нагрузкам районных энергосистем (РЭС), РЭС — по известным максимальным нагрузкам энергорайонов (ЭР), ЭР — по таким же данным узлов сети (УС) и т. д., т. е. определения максимальной нагрузки системы по максимальным нагрузкам входящих в нее под-

систем		,	1,	…	, . Несовпадение по		времени максимальных	нагрузок
подсистемmaxс
			максимальной нагрузкой системы учитывается коэффициентом
участия подсистемы в образовании максимума нагрузки системы
где	сmax				у	сmax	max,	(4.12)
						период максимума нагрузки системы. То-
гда		— нагрузка подсистемы в				⁄	у .
					сmax	max		(4.13)

Для желающих более углубленно познакомиться с расчетом графиков нагрузки энергосистем рекомендуется проработать метод обобщенных характеристик, изложенный в [5, с. 53—59].

4.6.Проблема покрытия суточного графика объединенной энергосистемы

Графики нагрузок энергосистем отличаются большой неравномерностью в суточном, недельном и годовом разрезе. Это определяется климатическими, производственными и социальными факторами. В связи с этим возникает проблема обеспечения оптимальных в техническом и экономическом смыслах режимов покрытия нагрузки за счет разного рода станций и выбора структуры генерирующих мощностей на перспективу, параметров их оборудования и режимов работы.

33

Особые сложности представляет покрытие суточного графика. Они связаны с резкими изменениями мощности нагрузки, что обусловливает высокие требования к маневренности оборудования электростанций, т. е. способности резко увеличивать и снижать выдачу мощности [2].

Характерные графики нагрузки энергосистем для ЕЕЭС и ОЭС Сибири приведены на рис. 4.7, коэффициенты неравномерности α соответственно 0,7 и 0,8. График нагрузки делится на три характерные зоны: пиковую (1), полупиковую (2), базовую (3). Из сравнения графиков видно, что электропотребление в ЕЕЭС более неравномерное, чем в Сибири. Базовая часть графика располагается ниже ночного минимума и покрывается тепловыми и атомными станциями и мощными блоками. Полупиковая часть расположена между ночным и дневным провалами, обеспечивает равномерную загрузку оборудования 16 18 часов в сутки, требует резких сбросов нагрузки ночью и быстрого набора утром. Пиковая часть связана с работой оборудования в течение 3 4 часов дневного пика и 6 8 часов вечернего с двумя остановами в сутки.

Показатели суточных графиков по России:

α	min⁄ max	а0,55 0,85;	н	Э⁄ max	24б	0,8 0,93.
, %			, %
90		1	90			1
					2
		2
70			70			max
		max
	min			min
50		3	50		3

, ч

4

12

20

4

12

20

Рис. 4.7. График нагрузок Единой Европейской энергосистемы (а) и ОЭС Сибири (б)

Коэффициент неравномерности α для западных районов России значительно ниже среднего по стране и составляет 0,55—0,62 (для Ленэнерго 0,52). За десять лет α снизился примерно на 20 %.

Для улучшения графика вводятся энергоемкие потребители-регуляторы, используются мероприятия по изменению графиков отдельных предприятий (изменение сменности, сдвиг перерыва, введение повышенного тарифа на нагрузку и ограничение потребителей в период максимума). Однако эти меры полностью проблемы не решают. Более того, наблюдается тенденция к разуплотнению графиков (увеличение бытовой нагрузки, сокращение рабочей недели).

34