5.3 Интегральная кривая нагрузки

Из хронологического графика может быть получен график продолжительности и интегральная кривая нагрузки. Интегральной кривой суточного графика нагрузки называется зависимость суточной выработки энергии от мощности. Эта зависимость выражается формулой: или конкретнее .Обратите внимание при построении ИКН ось ординат перевернута и направлена сверху вниз.

Рис. 4 Интегральная кривая нагрузки

Интегральная кривая характеризует зависимость прироста суточной выработки энергии DЭ от прироста нагрузки энергосистемы DР и строится методом графического интегрирования суточной кривой продолжительности нагрузки или непосредственным подсчетом соответствующих элементарных выработок энергии по площади суточного (хронологического) графика нагрузки энергосистемы.

Рассмотрим порядок построения ИКН одним из методов.

1. Переменная часть суточного графика нагрузки системы делится на несколько (например, 10) равных частей, характеризующих элементарные приращения нагрузки DР. Каждому приращению нагрузки DР соответствует элементарное приращение суточной выработки DЭ, количественно равное площади элемента графика нагрузки между двумя горизонталями, ограничивающими элементарное приращение нагрузки DР.

2. Подсчитываются элементарные приращения суточной выработки электроэнергии DЭ (по площади соответствующих элементов графика нагрузки по графику, либо табличным способом).

3. Выбираем масштаб по оси абсцисс: предельная суточная выработка энергии системой – это средняя мощность умноженная на 24 часа.

4. На горизонтальной оси Э справа налево откладываются последовательно элементарные приращения суточной выработки DЭ₁, DЭ₂ и т.д. в линейном масштабе, выбранном в п.3

5. Каждая точка интегральной кривой, отвечающая какому-либо элементарному приросту нагрузки (например, DР₁) и выработки (например, DЭ₁), определяется пересечением горизонтали, ограничивающий элементарный прирост нагрузки, с вертикалью, проведенной через точку горизонтальной оси координат (оси Э), ограничивающую соответствующую величину приращения выработки.

Применение ИКН

Построенная кривая может быть использована и для расчета Э_с при задании N_c от 0 до Р ^макс.

Пусть, например, задана максимальная рабочая мощность l-й ГЭС N_l и ее суточная выработка Э_/. Для определенности пусть Э_l = Э₂—Э₁, a N_l = N.₂—N₁. Тогда решением задачи будет зона графика нагрузки, размещенная между горизонтальными линиями, соответствующими пиковым мощностям N₂ и N₁ на рисунке 5. Практически это будет означать, что прямоугольный треугольник abc с катетами (Э_l, N_l) совместится с треугольником a'b'c' на интегральной кривой.

Рис. 5 Применение ИКН

Наиболее широко интегральная кривая нагрузка используется при проектировании ГЭС и ГАЭС, причем отличие полученного по ней режима ГЭС или ГАЭС от оптимального будет тем меньше, чем больше ограничений накладывается на их режим и чем меньше удельный вес этих станций в энергосистеме.

Рассмотренный способ приближенного расчета суточного режима ГЭС весьма прост и нагляден. Однако он применим только при независимости режимов разных ТЭС и ГЭС друг от друга. В противном случае возможно получение ситуации, показанной на рисунке 6а. Здесь треугольники abc и def для двух ГЭС (/-й и (/ + 1)-ой) взаимно перекрывают друг друга на интегральной кривой нагрузки. В подобном случае требуется принятие дополнительных условий для определения режимов каждой ГЭС.

Например, для рис. 6б принято условие максимального участия двух ГЭС в покрытии пиковой части графика нагрузки. В связи с этим (/+1)-я ГЭС, как обладающая большими возможностями регулирования, будет работать как в пиковой, так и в базовой части графика нагрузки системы.

Рис. 6

Точно так же можно определять и режимы группы ГЭС при заданном порядке их размещения в графике нагрузки системы и известных максимальных рабочих мощностях.

Следует предостеречь от характерной ошибки в расчетах режимов группы ГЭС, для каждой из которых заданы Э и N. Она возникает, если совместный режим этих станций определяют по общему треугольнику с катетами, равными сумме всех Э и N. Подобный прием можно применять либо только для базовой части графика нагрузки системы, либо при априорной уверенности в том, что все частные треугольники с катетами Э и N размещаются в зоне существования общего независимо друг от друга.

Исходные данные по энергосистеме для водно-энергетических расчетов:

-          район, в котором расположена энергосистема;

-          годовой максимум нагрузки Р_с^max энергосистемы;

-          число часов использования годового максимума нагрузки T_c;

-     укрупненная структура генерирующих мощностей тепловых электростанций;

-     установленная и гарантированная мощности существующих ГЭС.