Атомные электростанции (АЭС)

 

Ограничения по балансу мощности определяются теми же факторами, что и для ТЭС. Для АЭС существуют в отличие от ТЭС ограничения по пределам изменения нагрузок: скорость набора мощности меньше скорости набора нагрузки. АЭС в силу физических принципов работы очень инерционны, поэтому для обеспечения надежного энергоснабжения АЭС следует давать ровный график нагрузки (т.е. в пиковой части графика нагрузки они работать не могут).

Линии электропередач (ЛЭП)

 

ЛЭП характеризуются постоянную пропускной способностью, которая обеспечивает надежное энергоснабжение в регионе, поэтому при оперативном управлении на баланс мощности влияния не оказывают.

Таким образом,

для долгосрочного регулирования баланса мощности применяются ТЭС.

    для краткосрочного регулирования баланса мощности применяются ГЭС.

    АЭС для регулирования баланса мощности не применяются.

Рассмотрим природу нарушения надежности на каждом из этих предприятий. Для генерирующих предприятий факторы, влияющие на качество и надежность энергоснабжения, следующие:

1. Внутреннее состояния оборудования (износ, дефект).

2. Квалификация оперативного персонала.

3. Ошибки в стратегическом и оперативном управлении (нехватка энергетических ресурсов, неправильный режим работы энергооборудования).

Среди электростанций ГЭС предназначены для регулирования надежности и качества, ТЭС – менее предназначены для регулирования, АЭС – совсем не предназначены для регулирования надежности и качества энергоснабжения.

Для передающих энергию предприятий факторы, влияющие на качество и надежность энергоснабжения, следующие:

1. Природные явления (гололед, ветер, просадка грунта).

2. Ошибки оперативного персонала.

3. Техническое состояние оборудование.

Уровень надежности ЛЭП зависит от количества последовательно включенных звеньев в энергетической цепочке и систем резервирования (дублирование – создание резервных элементов, или собственно резервирование – создание дополнительных систем).

 

 

Показатели эффективности оперативного управления                             в энергетике

 

Все показатели эффективности оперативного управления в энергетике можно сгруппировать по пяти признакам:

1 - показатели качества            4 - временные показатели

2 - показатели надежности       5 - экономические показатели

3 - показатели мощности

 

Показатели качества

 

- частота переменного тока f_факт = f_ном ± 0, 02· f_ном (50 Гц ±0, 1 Гц).

Уровень колебаний частоты определяется как отношение среднего значения за период времени к номинальному или как отношение максимального отклонения к номинальному значению. На уровень частоты влияет баланс активной мощности в энергосистеме.

- напряжение переменного тока U_факт = U_ном ± (0, 05÷ 0, 1)U_ном;

Уровень колебаний напряжения определяется как отношение среднего значения за период времени к номинальному или как отношение максимального отклонения к номинальному значению. На уровень напряжения влияет баланс реактивной мощности в энергосистеме.

- коэффициенты формы кривой напряжения и тока (ГОСТ 13109-97);

- параметры теплоносителя – номинальная температура и номинальное давление (для оценки качества тепла).

Показатели надежности

 

- число отказов (в абсолютном выражении – количество отказов в системе или в относительном – отказ на единицу оборудования, на единицу длины линии, на единицу мощности в год);

- параметр потока отказов: усредненный показатель удельного числа отказов за какой-то период времени;

- вероятность безотказной работы до первого отказа (для нового оборудования) или между двумя отказами (для остального оборудования);

- число отключений потребителей;

- число ограничений потребителей;

- продолжительность аварийных простоев;

Показатели мощности

 

Эти показатели характеризуют степень использования мощности и уровень загрузки оборудования. В эту группу отнесены следующие показатели:

- коэффициент экстенсивного использования оборудования.

,                                            (3.16)

Т_факт = Т_кал – Т_рем – Т_рез,                                           (3.17)

где Т_факт – фактическое время работы оборудования за рассматриваемый период времени, Т_кал – календарная продолжительность рассматриваемого периода (с позиций оперативного управления эта величина постоянна), Т_рем – продолжительность ремонта оборудования за рассматриваемый период, времени (с позиций оперативного управления эта величина постоянна), Т_рез – продолжительность нахождения оборудования в резерве за рассматриваемый период времени (с позиций оперативного управления эта величина переменна).

- коэффициент интенсивного использования оборудования.

                                           (3.18)

где N_ср – средняя мощность оборудования за рассматриваемый период времени (с позиций оперативного управления эта величина постоянна), N_ном – номинальная мощность оборудования (с позиций оперативного управления эта величина постоянна).

В энергетике возможностей для повышения К_э и К_и нет, поэтому эти показатели используются преимущественно в промышленности.

- интегральный коэффициент (коэффициент полного использования оборудования или коэффициент использования номинальной мощности)

,                                    (3.19)

где W_факт – фактическая выработка электроэнергии за рассматриваемый период времени.

В энергетике этот показатель применяется чаще первых двух. Если этот показатель вычисляют для электростанции в целом, то вместо номинальной мощности берется установленная мощность. Для всех показателей этой группы максимальное значение равно 1.

Временные показатели

 

- число часов использования установленной (номинальной) мощности (около 5600 – 6500 часов в год).

                                            (3.20)

- число часов использования максимальной нагрузки.

                                                            (3.21)

С позиций оперативного управления показатели третьей и четвертой групп можно улучшить путем:

- увеличению степени загрузки оборудования,

- предотвращению аварийных простоев оборудования,

- своевременному выводу в ремонт энергетического оборудования.

Экономические показатели

 

Показатели этой группы вычисляются в целом для энергетического предприятия: коэффициент фондоотдачи, коэффициент фондоемкости, рентабельность продукции.

1. Коэффициент фондоотдачи.

,                                             (3.22)

где Ф_о – стоимость основного капитала (основных производственный фондов), П – количество произведенной продукции за рассматриваемый период времени. Продукция может быть товарной (ТП) или реализованной (РП). В энергетике они рассчитываются следующим образом.

ТП = W_{пол.отп} × Т_э + Q_пол._отп × Т_т + S_кр + S_проч + S_зав,       (3.23)

,                               (3.24)

,                                          (3.25)

где W _{i опт} – отпуск электроэнергии с шин i электростанции, входящей в энергообъединение; Q _{i опт} – отпуск теплоэнергии с коллекторов i ТЭЦ, входящей в энергообъединение; S_кр – стоимость капитальных ремонтов, выполняемых хозспособом; S_проч – стоимость услуг промышленного характера; S_зав – стоимость продукции ремонтных заводов, входящих в энергообъединение; Т_э, Т_т – средние тарифы для данного энергообъединения соответственно на электрическую и тепловую энергию; W_{пол.отп}, Q_{пол.отп} – полезный отпуск соответственно электрической и тепловой энергии; W_пок – покупная от других поставщиков (блок-станции, оптовый рынок) электроэнергия; W_пот, Q_пот – потери соответственно электрической и тепловой энергии при передачи ее в сетях.

РП = ТП + D S_э + D S_т,                                 (3.26)

где D S_э, D S_т – изменение остатков абонентской задолженности на начало и конец рассматриваемого периода соответственно по электрической и тепловой энергии.

Оперативное управление влияет на уровень потерь и на выбор режима работы энергетического оборудования, т.е. на соотношение двух величин – отпуск электроэнергии с шин собственных станций и покупная электроэнергия. Таким образом процесс оперативного воздействия оказывает косвенное воздействие на показатели этой группы.

2. Коэффициент фондоемкости.

                                           (3.27)

3. Рентабельность продукции (по отношению к себестоимости продукции)

;                                               (3.28)

ПЭ = (П – С) ± DD_проч,                                  (3.29)

где ПЭ – прибыль, полученная энергообъединением за рассматриваемый период времени; С – себестоимость произведенной в энергообъединении продукции; DD_проч – доход от других видов деятельности.

Оперативное управление влияет на уровень себестоимости продукции (электрической и тепловой энергии) за счет топливной составляющей (60%) при правильном выборе режима производства энергии, т.е. влияние носит косвенный характер. Повысить уровень рентабельности можно за счет снижения потребности в оборотном капитале (уменьшение резервных запасов топлива).

 

3.6. Контрольные вопросы

 

1. Характеристика технологических и режимных особенностей энергетики.

2. Надежность энергоснабжения и пути ее обеспечения в оперативном управлении.

3. Баланс мощности и резервы мощности в энергетике.

4. Причины возникновения небаланса мощности и энергии.

5. Особенности энергетических предприятий по обеспечению баланса мощности и энергии, надежности и качества электроснабжения.

6. Показатели эффективности оперативного управления энергооборудованием.

Контрольный тест

 

1. Из предложенного списка выберите характеристики надежности. Какие из них относятся к оперативному управлению?

     а) непрерывность;          б) безотказность;           в) долговечность;

     г) ремонтопригодность; д) транспортабельность; е) сохраняемость.

2. Что означает сокращение «R _факт», дайте определение этому термину.

3. Из предложенного списка выберите виды резервов мощности. Какие из них являются минимальным уровнем обеспечения надежного энергоснабжения?

     а) установленная мощность;              д) аварийный резерв мощности;

     б) ремонтный резерв мощности;      е) запас воды в водохранилище;

   в) нагрузочный резерв мощности;   ж) народнохозяйственный резерв мощности;

     г) запас топлива на складе;                 з) полезный отпуск энергии.

4. Дайте определение термину «Баланс мощности и энергии».

5. Из предложенного списка выберите источники собственной выработки энергии в энергосистеме.

     а) блок-станции;                                    в) гидравлические электростанции;

     б) тепловые электростанции;              г) оптовый рынок электрической энергии и мощности.

6. На основании исходных данных рассчитайте следующие виды резервов: фактический и нагрузочный

Наименование показателя	1 квартал	2 квартал	3 квартал	4 квартал
Установленная мощность, МВт	3200	3220	3220	3250
Располагаемая мощность, МВт	3190	3200	3210	3240
Максимальная нагрузка потребителей, МВт	3160	3130	3140	3180
Аварийный резерв, МВт	200	250	250	300

7. Что означает положительная величина резерва мощности для проведения капитального ремонта в энергосистеме. Напишите расчетную формулу.

8. Какие электростанции применяются для краткосрочного регулирования баланса мощности.

а) АЭС,                             б) ГЭС,                            в) ТЭС,                 г) ГАЭС.

9. Из предложенного списка выберите показатели качества оперативного управления в энергетике.

а) частота переменного тока;                       и) интегральный коэффициент;

б) число отказов;                                            к) продолжительность аварийных отказов;

в) число отключений потребителей;          л) уровень колебаний напряжения переменного тока;

г) параметры теплоносителя;                       м) коэффициент экстенсивного использования;

д) уровень колебаний частоты;                   н) число часов использования установленной мощности;

е) величина недоотпуска энергии;              о) вероятность безотказной работы;

ж) напряжение переменного тока;             п) коэффициент интенсивного использования;

з) число ограничений потребителей;         р) число часов использования максимальной нагрузки.

 

 

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: