Güç sistemlerinin yük modları ve enerji santralleri arasında optimum yük dağılımı

Enerjinin tüketilme şekli ve dolayısıyla sistemler üzerindeki yük eşit değildir: bir yıl içinde mevsimsel dalgalanmaların yanı sıra bir gün içinde karakteristik dalgalanmaları vardır. Bu dalgalanmalar esas olarak, nüfusun bu yaşam ritmiyle ilgili elektrik tüketicileri olan işletmelerin çalışma ritmi tarafından, daha az ölçüde - coğrafi faktörler tarafından belirlenir.

Genel olarak, günlük döngü her zaman geceleri, yıllık döngü için - yaz aylarında tüketimde daha fazla veya daha az azalma ile karakterize edilir. Bu yük dalgalanmalarının derinliği, kullanıcıların bileşimine bağlıdır.

Özellikle sürekli teknolojik süreçlerin (metalürji, kimya, kömür madenciliği endüstrisi) ağırlıklı olduğu, günün her saati çalışan işletmeler, neredeyse aynı tüketim biçimine sahiptir.

Metal işleme ve makine yapımı endüstrilerindeki işletmeler, üç vardiyalı çalışmalarda bile, gece vardiyaları sırasında üretim faaliyetlerindeki olağan düşüşle bağlantılı olarak enerji tüketiminde gözle görülür dalgalanmalar yaşıyor. Gece bir veya iki vardiya halinde çalışırken, enerji tüketiminde keskin bir düşüş gözlenir. Yaz aylarında da tüketimde gözle görülür bir azalma görülmektedir.

Enerji tüketiminde daha da keskin dalgalanmalar, gıda ve hafif sanayi işletmelerinin karakteristiğidir.En büyük dengesiz tüketim, ev sektöründe gözlenir.

Sistemin yük modu, enerji tüketimindeki tüm bu dalgalanmaları özetlenmiş ve tabii ki biraz yumuşatılmış bir biçimde yansıtır. Yük koşulları genellikle bir yük çizelgesi şeklinde sunulur.

Günlük grafikte, saatler apsis üzerinde ve MW cinsinden yükler veya maksimum yükün %'si ordinatta çizilir. Maksimum yük, genellikle aydınlatmanın üretim enerji tüketimine eklendiği akşam saatlerinde düşer. Bu nedenle, maksimum puan yıl içinde biraz değişir.

Sabah saatlerinde, maksimum üretim faaliyetini yansıtan bir yük tepe noktası vardır. Öğleden sonra yük azalır, geceleri keskin bir şekilde azalır.

Aylar, yıllık çizelgelerin apsisinde, aylık kilovat-saat miktarları veya aylık pik yükler ordinatta çizilir. Maksimum yük, yıl içindeki doğal artışından dolayı yıl sonunda düşer.

Eşit olmayan şarj modu, bir yandan enerji üretim ekipmanlarının çeşitliliği ve operasyonel ve teknik-ekonomik özellikleri, istasyonlar ve üretim birimleri arasında optimum yük dağılımı için sistem personeli için karmaşık bir görev oluşturmaktadır.

Güç üretiminin bir bedeli var. İçin termal istasyonlar — bunlar, servis personelinin bakımına, ekipman onarımlarına, amortisman kesintilerine ek olarak yakıt maliyetleridir.

Farklı istasyonlarda, teknik seviyelerine, güçlerine, ekipman durumlarına bağlı olarak, bir Vt • h'lik spesifik üretim maliyeti farklıdır.

İstasyonlar arasında (ve bir istasyon içinde bloklar arasında) yük dağılımı için genel kriter, belirli bir elektrik miktarının üretimi için minimum toplam işletme maliyetleridir.

Her istasyon (her birim) için maliyetler, şarj moduyla ilgili işlevsel olarak sunulabilir.

Toplam maliyetlerin minimum koşulu ve dolayısıyla sistemdeki yüklerin optimum dağılımı için koşul şu şekilde formüle edilir: yük, istasyonların (birimlerin) ilgili adımlarının eşitliği her zaman korunacak şekilde dağıtılmalıdır.

İstasyonların ve birimlerin yüklerinin farklı değerlerindeki neredeyse göreceli adımları, sevkiyat servisleri tarafından önceden hesaplanır ve eğriler halinde gösterilir (resme bakın).

Bağıl büyüme eğrileri

Yatay çizgi, optimum duruma karşılık gelen bu yükün dağılımını yansıtır.

Sistem yükünün istasyonlar arasında optimum dağılımının bir de teknik yönü vardır.Yük eğrisinin değişken kısmını, özellikle keskin üst pikleri kapsayan üniteler, hızla değişen yük koşullarında, bazen günlük dur-kalklarla çalıştırılır.

modern güçlü buhar türbini üniteleri bu tür bir çalışma moduna uyarlanmamıştır: başlamaları uzun saatler alır, değişken yük modunda çalışma, özellikle sık duruşlarda kazaların artmasına ve aşınmanın hızlanmasına neden olur ve ayrıca oldukça hassas bir aşırı tüketim ile ilişkilidir yakıt

Bu nedenle, sistemlerdeki yükün "tepe noktalarını" kapatmak için, teknik ve ekonomik olarak keskin bir değişken yükle çalışma moduna iyi adapte edilmiş başka tipte birimler kullanılır.

Bu amaç için idealdirler hidroelektrik santralleri: hidrolik ünitenin çalıştırılması ve tam yükü bir ila iki dakika gerektirir, ek kayıplarla ilişkili değildir ve teknik olarak oldukça güvenilirdir.

Pik yükleri karşılamak üzere tasarlanan hidroelektrik santraller, önemli ölçüde artırılmış kapasiteyle inşa edilir: bu, sermaye yatırımını 1 kW azaltır, bu da onu güçlü termik santrallerdeki özel yatırımla karşılaştırılabilir hale getirir ve su kaynaklarının daha eksiksiz kullanılmasını sağlar.

Alanın topoğrafyasının yeterince büyük basma yüksekliği elde etmeye izin verdiği birçok alanda hidroelektrik santral inşa etme olanakları sınırlı olduğundan, pompaj depolamalı hidroelektrik santraller (PSPP) yük piklerini karşılamak için inşa edilir.

Böyle bir istasyonun birimleri genellikle tersine çevrilebilir: gece sistem arızası saatlerinde, pompalama birimleri olarak çalışırlar ve yüksek bir rezervuarda su yükseltirler. Tam yük saatlerinde depoda depolanan suya enerji vererek elektrik üretim modunda çalışırlar.

Gaz türbini enerji santrallerinin yük piklerini kapatmak için yaygın olarak kullanılırlar. Çalıştırma sadece 20-30 dakika sürer, yükün ayarlanması basit ve ekonomiktir. Pik GTPP'lerin maliyet rakamları da uygundur.

Elektrik enerjisinin kalitesinin göstergeleri, frekans ve voltajın sabitlik derecesidir. Belirli bir seviyede sabit bir frekans ve voltajın korunması büyük önem taşımaktadır. Frekans düştükçe motorların hızı orantılı olarak düşer, dolayısıyla tahrik ettikleri mekanizmaların performansı düşer.

Frekans ve voltajı artırmanın faydalı olduğu düşünülmemelidir. Frekans ve voltaj arttıkça tüm elektrikli makine ve cihazların manyetik devrelerindeki ve bobinlerindeki kayıplar keskin bir şekilde artar, ısınmaları artar ve aşınmaları hızlanır. Ek olarak, motorların frekansındaki ve dolayısıyla devir sayısındaki değişiklik, çoğu zaman ürünü reddetmekle tehdit eder.

Sistemin birincil motorlarının efektif gücü ile manyetik akı ve akımların etkileşiminden jeneratörlerde ortaya çıkan toplam karşıt mekanik moment arasındaki eşitlik korunarak frekans sabitliği sağlanır. Bu tork, sistemin elektrik yükü ile orantılıdır.

Sistem üzerindeki yük sürekli değişir, eğer yük artarsa ​​jeneratörlerdeki frenleme torku ana motorların efektif torkundan daha fazla olur, hız düşürme ve frekans düşürme tehdidi oluşur. Yükün azaltılması ise tam tersi bir etkiye sahiptir.

Frekansı korumak için, ana motorların toplam etkin gücünü buna göre değiştirmek gerekir: birinci durumda bir artış, ikinci durumda bir azalma. Bu nedenle, frekansı sürekli olarak belirli bir seviyede tutmak için, sistemin yeterli miktarda son derece hareketli bekleme gücü kaynağına sahip olması gerekir.

Frekans düzenleme görevi, yeterli miktarda ücretsiz, hızla seferber edilen güçle çalışan belirlenmiş istasyonlara atanır. Hidroelektrik santraller bu sorumlulukları en iyi şekilde yerine getirebilmektedir.

Frekans kontrol özellikleri ve yöntemleri hakkında daha fazla bilgi için buraya bakın: Güç sisteminde frekans regülasyonu