Участие аэс в покрытии графиков электрических нагрузок

Нагрузку, характерную для наибольшего числа часов работы, называют базовой, для наименьшего – пиковой. Обычно в покрытии годового графика нагрузки системы участвуют агрегаты и станции разной экономичности. Распределяют суммарную нагрузку по отдельным станциям (агрегатам) так, чтобы обеспечить наиболее экономичную работу системы в целом. Этого можно достичь, если станции, имеющие меньшие издержки на топливо и эксплуатационные расходы, будут загружаться большее число часов в го­ду, а станции с большими издержками на топливо и эксплуатационными расходами — меньшее. Станции, работающие с наибольшей возможной на­грузкой значительную часть года и тем самым участвующие в покрытии нижней части графика продолжительности нагрузки, называют базовыми, используемые только в течение части года для покрытия пиковой нагрузки — пиковыми. Кроме того, в системе имеется ряд электростанций, несущих промежуточную нагрузку между базовой и пиковой.

В настоящее время атомные электрические станции строят в основном в районах дорогого органического топлива. Стоимость ядерного горючего, рассчитанная на 1 кВт-ч вырабатываемой электроэнергии, меньше, чем органического топлива. Поэтому атомные электростанции, работающие в системе, целесообразно рассматривать в основном как базовые. Однако в часы значительного уменьшения электропотребления, особенно если продолжительность такого режима невелика (ночной «провал» нагрузки) и полная остановка части оборудования нецелесообразна, АЭС должны допускать частичную разгрузку для улучшения режимов работы других электростанций. Последнее необходимо, например, для мощных блоков, работающих на органическом топливе, поскольку снижение их нагрузки до 60–70% связано с техническими трудностями.

Существенное увеличение мощностей АЭС ближайшей перспективе потребует их участия в регулировании нагрузки. безусловно, должна быть обеспечена работа в базисном режиме для АЭС реакторами на быстрых нейтронах. Это объясняется тем, что такие реакторы являются наработчиками плутония, а также наибольшей стоимостью их оборудования. Что же касается АЭС на тепловых нейтронах, то именно на них должно быть возложено участие в регулировании нагрузки и в тем большей степени, чем большей будет доля АЭС на быстрых нейтронах. Так как в отдаленной перспективе соотношение АЭС на тепловых и на быстрых нейтронах постепенно будет изменяться в пользу последних, то уже в настоящее время к оборудованию АЭС на тепловых нейтронах должны предъявляться требования возможности снижения нагрузки на 20–30% и даже непродолжительного останова со значительной скоростью набора нагрузки.

В качестве пиковых могут сооружаться электростанции, специально пред­назначенные для этой цели. Они должны располагаться вблизи от потребите­лей и быть приспособлены для частого пуска и останова. Тепловая эконо­мичность пиковых электростанций обычно ниже, чем у базовых, что не столь существенно из-за сравнительно небольшой выработки ими электроэнер­гии, но это позволяет снизить стоимость их строительства.

Для покрытия пиковых нагрузок могут использоваться газотурбинные остановки (ГТУ), регулирующие гидроэлектростанции, особенно гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС), которые не только покрывают пики нагрузки, но и позволяют выравнивать электрическую нагрузку за счет работы в насосном режиме в период «провала» нагрузки. Для покрытия пиковых нагрузок могут использоваться также электростанции на дорогом органическом топливе или с устаревшим оборудованием.

Одна из основных характеристик электростанции — ее установленная мощность, определяемая как сумма номинальных мощностей электрогенераторов. Номинальная мощность генератора — это наибольшая мощность, при которой он может работать длительное время в режимах, оговоренных техническими условиями.

Для оценки напряженности и качества работы электростанции и ее основного оборудования пользуются коэффициентом μ_уст использования установленной мощности станции. Этот коэффициент представляет собой отношение количества выработанной электроэнергии в течение года Э_год к тому количеству, которое могло быть выработано за тот же период при ра­боте станции с установленной мощностью:

μ_уст = Э_год/(W_{э.уст..год})

где τ_год = 8760 – число часов в году.

Работа станции может также характеризоваться годовым числом часов использования установленной мощности:

τ_уст = Э_год/W_э.уст.

Из сравнения формул видно, что коэффициент использования установленной мощности и число часов использования установленной мощности связаны между собой соотношением:

μ_уст = τ_уст /8760

Число часов использования установленной мощности зависит от того, в каком режиме работает станция, т. е. является ли она базовой, пиковой или несет промежуточную нагрузку. Для станций, работающих с базовой нагрузкой, число часов использования установленной мощности составляет обычно 6000—7000, в то время как в среднем оно около 5500 ч/год, а для специальных пиковых агрегатов может быть 2000 ч/год и менее.