1. Определение основных технико-экономических показателей по графику активных нагрузок
1.1. Общие положения
Электрическая нагрузка отдельных потребителей, а следовательно, и суммарная их нагрузка, определяющая режим работы электростанций в энергосистеме, непрерывно меняется. Принято отражать этот факт графиком нагрузки, т. е. диаграммой изменения мощности (тока) электроустановки во времени.
По виду фиксируемого параметра различают графики активной Р, реактивной Q, полной S мощностей и тока I электроустановки.
Как правило, графики отражают изменение нагрузки за определенный период времени. По этому признаку их подразделяют на суточные (24 ч), сезонные, годовые и др.
По месту изучения или элементу энергосистемы, к которому они относятся, графики подразделяют на следующие группы:
– графики нагрузки потребителей, определяемые на шинах подстанций;
– сетевые графики нагрузки, определяемые на шинах районных и узловых подстанций;
– графики нагрузки энергосистемы, характеризующие результирующую нагрузку энергосистемы;
– графики нагрузки электростанций.
Графики электрических нагрузок позволяют правильно подойти к выбору основного оборудования подстанций – трансформаторов, компенсирующих устройств, кабелей и наметить наиболее экономичный режим их работы [1].
В условиях действующего предприятия графики электрических нагрузок помогают выявить основные показатели электрических нагрузок, которые необходимы для проектирования электроснабжения аналогичных производств.
Рассмотрим суточный и годовой графики нагрузок электростанций [2].
1.1.1. Суточный график нагрузки электростанций
Просуммировав графики нагрузки потребителей и потери распределения в электрических сетях в целом по энергосистеме, получают результирующий график нагрузки электростанций энергосистемы.
График нагрузки генераторов энергосистемы строят на основе графика мощности, отпускаемой с шин, учитывая при этом дополнительный расход электроэнергии на собственные нужды. При значительных колебаниях нагрузки электростанций необходимо учитывать переменный характер потребления собственных нужд [2]:
,
(1.1)
где
–
мощность,
отдаваемая с шин станции, МВт;
–
установленная мощность генераторов,
МВт;
–
максимальный расход на собственные
нужды, МВт; коэффициенты 0,4 и 0,6 приближенно
характеризуют соответственно долю
постоянной и
переменной
части расхода на собственные нужды
.
Нагрузка между отдельными электростанциями распределяется таким образом, чтобы обеспечить максимальную экономичность работы в целом по энергосистеме. Исходя из этих соображений, диспетчерская служба энергосистемы задает электростанциям суточные графики нагрузки.
В качестве примера на рис. 1.1 приведены суточные графики: подстанции с преимущественно осветительной нагрузкой (а); предприятия легкой промышленности с работой в две смены (б); нефтеперерабатывающего завода с работой в три смены (в).
Рис. 1.1. Суточные графики потребителей электроэнергии: а – подстанция с преимущественно осветительной нагрузкой; б – предприятие легкой промышленности с работой в две смены; в – нефтеперерабатывающий завод с работой в три смены
Графики электрических нагрузок предприятий различных отраслей промышленности, городов, рабочих поселков позволяют прогнозировать ожидаемые максимальные нагрузки, режим и размеры потребления электроэнергии, обоснованно проектировать развитие системы. Чем равномернее графики нагрузки потребителей, тем равномернее и график нагрузки электрической системы в целом, тем легче обеспечить экономичную работу электростанций [3].
1.1.2. Годовой график продолжительности нагрузок
Цель годового графика продолжительности нагрузок – показать длительность работы установки в течение года с различными нагрузками. По оси ординат откладывают нагрузки в соответствующем масштабе, по оси абсцисс – часы года от 0 до 8760. Нагрузки на графике располагают в порядке их убывания от Рmax до Рmin (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Годовой график продолжительности нагрузок
Построение годового графика продолжительности нагрузок производится на основании известных суточных графиков.
На рис. 1.3 показан способ построения графика при наличии двух суточных графиков нагрузки – зимнего (183 дня) и летнего (182 дня).
Для наиболее распространенных потребителей электроэнергии в справочниках приводятся типовые графики активной и реактивной нагрузок по продолжительности [2].
Рис. 1.3. Способ построения годового графика продолжительности нагрузок
Графики активных нагрузок для определения основных технико-экономических показателей установки служат для расчетов потерь электроэнергии, оценки использования оборудования в течение года и т. д. [1].