6.2. Сравнительная эффективность сооружения электростанций различного типа

Для сравнительной оценки эффективности электростанций рассчитываются удельные затраты. Если пренебречь динамикой изменения затрат, то удельные затраты на единицу вырабатываемой электроэнергии равны

руб/кВт*ч,

а удельные затраты на единицу мощности равны

руб/кВт.

Капиталовложения К и издержки И равны

,

.

Удельные затраты равны

.

Эффективность зависит от технико-экономических показателей оборудования ( , ), стоимости топлива ( ), режима работы электростанции ( ). При уменьшении увеличивается доля первого слагаемого пропорционального и уменьшается доля второго слагаемого.

Для работы в базисной части графика нагрузки оправдано использование электростанций с большими капиталовложениями, но более экономичных. В пиковой части графика – наоборот. Относительная эффективность различных типов электростанций должна исследоваться отдельно для разных зон графика нагрузки.

Для работы в базисной зоне графика нагрузки европейской части страны наиболее экономичными являются АЭС, затем базисные КЭС на органическом топливе (рис. 34).

Рис. 34. Эффективность базисных и полупиковых электростанций

1 - КЭС;

2, 3 – то же при росте цены на топливо в 2 и 3,5 раза;

4 – АЭС;

5 – то же при росте удельных капиталовложений в 1,3 раза;

6 – полупиковые КЭС;

7 – ТЭЦ;

8 – ГТУ;

9 – то же в составе ПГУ.

Оптимальная доля ТЭЦ в структуре генерирующей мощности определяется на основе сопоставления относительной эффективности ТЭЦ и КЭС+котельная.

В полупиковой зоне графика нагрузки ( <3000 час) с базисными КЭС конкурируют маневренные (полупиковые) КЭС и ПГУ с более дешёвым, но менее экономичным оборудованием. Для покрытия полупиковой зоны графика нагрузки могут оказаться эффективными ГЭС, имеющие сезонное или многолетнее регулирование.

В пиковой зоне графика нагрузки конкурирующими являются ГТС, ГАЭС, ГЭС (рис. 35).

Рис. 35. Эффективность пиковых электростанций

1 – ГТС при =500 ч; 2 – то же при =1000 ч;

3 – ГАЭС, =500 ч, заряд от АЭС;

4 – то же, =500 ч, заряд от КЭС;

5 – то же, =1000 ч, заряд от АЭС;

6 – то же, =1000 ч, заряд от КЭС;

7 – ГЭС.

Сопоставление ГЭС и ГАЭС с замещаемыми электростанциями даёт приближённый результат. В реальных условиях ГЭС и ГАЭС по мощности заменяют не один какой-либо тип ТЭС, а их комбинацию. При определении эффективности ГЭС и ГАЭС необходимо анализировать годовые режимы, так как в разные сезоны ГЭС и ГАЭС могут вытеснять различные ТЭС.

На структуру вновь вводимых электростанций существенное влияние может оказать перераспределение графика нагрузки между новыми и старыми электростанциями.

6.3. Концентрация мощности электростанций и их оборудования

Эффективность укрупнения КЭС обусловлена наличием в составе капиталовложений постоянной составляющей . Это затраты на водоснабжение, подготовку территории, внешние дороги. При отсутствии ограничений на размеры площадки удельные капиталовложения равны

,

где - удельные капиталовложения на дополнительный кВт мощности КЭС.

При увеличении числа блоков КЭС удельные капиталовложения снижаются (рис. 36).

Рис. 36. Зависимость удельных капиталовложений от числа блоков.

Эффективность увеличения мощности КЭС сохраняется до тех пор, пока сохраняется неизменной величина . Практически все КЭС доводились до предельной мощности. Основной фактор, ограничивающий концентрацию мощности КЭС на органическом топливе, - это экологические требования. Для КЭС на донецких углях мощность КЭС не более 3200 МВт, на канско-ачинских – 6400 МВт.

При размещении КЭС в максимальном приближении к потребителям затраты в сеть существенно зависят от мощности и темпов ввода электростанций. Выбор рациональной степени концентрации мощности электростанций превращается в системную задачу (рис. 37):

.

Рис. 37. Зависимость оптимальной мощности АЭС и оптимального

радиуса сети от изменения плотности нагрузки

Увеличение единичной мощности агрегата приводит к уменьшению удельных капиталовложений, уменьшению численности персонала. В то же время ухудшается надёжность и необходимы дополнительные затраты на резервирование (рис. 38).

Рис. 38. Увеличение аварийного резерва (1) и пропускной способности ЛЭП (2) при изменении единичной мощности агрегата

Увеличение единичной мощности агрегатов эффективно, если выполняется следующее условие

,

где - уменьшение затрат на выработку электроэнергии при укрупнении агрегатов;

- увеличение затрат на резервирование.

При единичной мощности 1 – 1,5 % мощности системы =const.