1.2 Графики нагрузки и баланс активной мощности энергосистемы

График нагрузки энергосистемы получается путем суммирования всех отдельных нагрузок для каждого часа.

Время	Величина нагрузки для каждой отрасли промышленности и для каждого интервала времени (МВт)						Нагрузка
(час), с… - по …							энергосистемы
							(МВт)
	Н-1		Н-2		Н-3
	Р(%)	Р(МВт)	Р(%)	Р(МВт)	Р(%)	Р(МВт)
00 - 02	47	8,46	87	24,36	75	21	53,82
02 - 04	47	8,46	87	38,28	80	22,4	69,14
04 - 06	47	8,46	87	24,36	73	20,44	53,26
06 - 08	81	14,58	87	24,36	63	17,64	56,58
08 - 10	100	18	100	28	100	28	74
10 - 12	85	15,3	94	26,32	75	21	62,62
12 - 14	85	15,3	94	26,32	65	18,2	59,82
14 - 16	100	18	100	28	100	28	74
16 - 18	82	14,76	92	25,76	85	23,8	64,32
18 - 20	74	13,32	92	25,76	70	19,6	58,68
20 - 22	76	13,68	92	25,76	50	14	53,44
22 - 00	70	12,6	87	24,36	70	19,6	56,56
(Pi · ti)		160,92		321,64		253,68	736,24
Рср		6,705		13,401667		10,57	30,67666667
Кз		0,279375		0,3045833		0,3108824
β		2,2938494		2,1968763		2,1745061

Таблица 5. Графики активных нагрузок рабочего дня

Рисунок 2. Суточный график нагрузки 1.

Рисунок 3. Суточный график нагрузки 2.

Рисунок 4. Суточный график нагрузки 3.

Рисунок 5. Годовой график по продолжительности активной нагрузки для энергосистемы

Определяем среднюю мощность Рср. по формуле:

,

Определяем коэффициент заполнения графика нагрузки – К_З:

,

Коэффициент допустимой перегрузки трансформаторов (β) на подстанциях определяется по выражению:

1.3 Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях и электростанциях агрегатов на электростанциях

Особенность электроэнергетических систем состоит в практически мгновенной передаче энергии от источников к потребителям и невозможности накапливания выработанной электроэнергии в заметных количествах.

В каждый момент времени в установившемся режиме системы ее электрические станции должны вырабатывать мощность, равную мощности потребителей, и покрывать потери в сети – должен соблюдаться баланс вырабатываемой и потребляемой мощности.

Расчетное значение мощности трансформатора определяется по формуле:

, (4)

где N_тр, β и Cos  - число трансформаторов на подстанции, коэффициент допустимой перегрузки одного трансформатора и коэффициент мощности нагрузки.

Параметры выбранных трансформаторов сводятся в таблицу:

Таблица 6. Параметры выбранных трансформаторов для подстанций

	Расчетные данные				Каталожные данные
№ ПС	Рмах, МВт	β	Cos	Sрасч, МВА	Тип тран-сформа-тора	Ixх, %	ΔPxх, кВт	ΔPкз, кВт	Uкз, %	Nтр, шт
ПС-1	18	1,987	0,77	11,76	ТДН-16000/110	0,7	19	85	10,5	2
ПС-2	28	1,792	0,87	17,96	ТРДН-25000/110	0,7	27	120	10,5	2

Также необходимо для каждой электростанции выбрать число и мощность генераторов и трансформаторов. Это делается на основе баланса активной мощности для электростанций (ЭС-1 – Р_уст1, ЭС-2 – Р_уст2):

;

.

В этих формулах K_м = 0,95 - коэффициент участия нагрузок в часе максимума энергосистемы, K_сн = 1,12 - коэффициент расхода мощности электростанции на собственные нужды, K_p = 1,1 - коэффициент резерва мощности, K_тр = 1,02 и K_лэп = 1,08 - коэффициенты потерь мощности в трансформаторах и в ВЛЭП, соответственно.

Рассчитываем установленную мощность для генераторов:

По рассчитанным значениям Р_уст1 и Р_уст2 для каждой электростанции подбираются число и мощность генераторов на основании исходных данных из таблицы 3 контрольного задания, k – номер электростанции:

.

Число агрегатов на электростанциях

;

принимаем в энергосистеме-1 n1=5 агрегатов.

;

принимаем в энергосистеме-2 n2=2 агрегата.

Проверка правильности выбора числа агрегатов на электростанциях осуществляется путем сравнения:

где Ртреб – это максимума графика нагрузки энергосистемы.

В качестве вырабатываемой мощностью в данном случае принимается сумма установленных мощностей первой и второй электростанций за вычетом мощности одного, наиболее мощного, агрегата:

Рвыр = P_{уст1 +} P_уст2 = n₁ • P_ном1 + ( n₂ - 1 )• P_ном2 ;

Условие выполняется: Р_выр  P_треб.

Для ЭС-1, на которой генераторы присоединены к шинам генераторного напряжения, выбираем число трансформаторов не менее двух и S_расч определяется по формуле:

где Р_мах = Р_ЭС-1, а  и cos - мощность электростанции, коэффициент допустимой перегрузки одного трансформатора и коэффициент мощности электростанции.

_{Nтр. = 2 на электростанции 1.}

ЭС-2 является блочной электростанцией, поэтому S_расч для выбора трансформаторов принимается равной полной номинальной мощности генератора, приведенной в таблице 3 исходных данных, а их количество равно числу блоков.

_{Nтр. = 4 на электростанции 2.}

Полученные значения расчетных мощностей - S_расч сравниваются со стандартной шкалой номинальных мощностей трансформаторов и по ней выбираются трансформаторы с ближайшей большей по отношению к S_расч номинальной мощностью, по которой осуществляется выбор марки трансформатора и его паспортных данных.

Таблица 7 - Параметры выбранных трансформаторов для электростанций

	Расчетные данные				Каталожные данные
№ эл.ст.	Рмах, МВт	β	Cos	Sрасч, МВА	Тип тран-сформа-тора	Ixх, %	ΔPxх, кВт	ΔPкз, кВт	Uкз, %	Nтр, шт
ЭС-1	Руст1= 29,654	1,985	0,77	9,7	ТД-10000/110	0,7	14	60	10,5	3
ЭС-2	Рн.ген= 36	Nген = 2		36,78	ТД-40000/110	0,6	36	172	10,5	2