Характеристика эксплуатационных свойств электроэнергетических систем. Эксплуатационные свойства линий электропередачи. Экологические аспекты электрических систем

Глава 11. Характеристика эксплуатационных свойств электроэнергетических систем

11.1. Технологические особенности электрических систем

Энергетическое производство по сравнению с другими отраслями народного хозяйства имеет ряд особенностей. Одна из основных технологических особенностей энергосистем заключается в одновременности процессов производства, распределения и потребления энергии. В каждый момент времени в энергосистеме должен соблюдаться баланс генерирующей и потребляемой мощности. Снижение выработки энергии в энергосистеме приводит к ущербу у потребителей. С другой стороны, величина выработки зависит от потребления.

Другая технологическая особенность заключается в быстроте протекания переходных процессов. Это обстоятельство требует автоматизации управления режимами энергосистемы.

К третьей особенности следует отнести тесную связь энергосистем со всеми отраслями народного хозяйства. Для обеспечения нормального развития промышленности и сельского хозяйства рост энергосистем должен опережать рост потребления. Элементы системы должны развиваться без диспропорций.

Из технологических особенностей энергосистем вытекают требования к их работе. В нормальных условиях энергосистемы должны полностью удовлетворять потребности в мощности и энергии. Структура энергосистемы и ее режимы должны обеспечивать наибольшую экономичность выработки, передачи и потребления энергии, соответствующую минимуму удельной стоимости полезно отпущенной энергии. Определенные требования предъявляются к качеству энергии, так как оно влияет на технико‑экономические показатели работы приемников электроэнергии и элементов энергосистемы. Важным является также требование надежности электроснабжения.

Расчетная стоимость полезно отпускаемой энергии зависит от величины капитальных затрат в энергосистемы К и годовых эксплуатационных расходов И_э:

где Е_н — нормативный коэффициент эффективности капитальных затрат;

W_п — полезно отпущенная электроэнергия.

Этот показатель существенно зависит от типа станций, работающих в энергосистеме.

Для сопоставления капитальных затрат в различные типы станций применяют показатель удельных капитальных затрат на 1 кВт установленной мощности:

где Р_эс — установленная мощность станции.

После ввода станции в эксплуатацию экономическая эффективность ее работы в энергосистеме оценивается по себестоимости отпущенной с шин электроэнергии:

где И_э.эс—годовые эксплуатационные расходы на электростанцию;

W₀ ‑ отпущенная с шин станции электроэнергия.

Себестоимость энергии на тепловых станциях существенно зависит от удельных расходов топлива:

где В ‑ расход топлива за период времени, в течение которого отпущено с шин энергии W₀.

Удельные расходы топлива в значительной степени зависят от вида топлива, единичной мощности агрегатов, расхода электрической энергии и теплоты на собственные нужды электрической станции.

При заданной структуре энергосистемы на ее технико-экономические показатели оказывает сильное влияние характер электропотребления, который выражается суточным графиком нагрузки (рис. 11.1). В связи с изменением во времени мощности потребителей электрические станции значительную часть суток вынуждены работать с нагрузкой ниже номинальной. При этом возрастают удельные расходы топлива и увеличивается себестоимость энергии на станциях.

Неравномерность потребления энергии характеризуют коэффициентом неравномерности графика нагрузки, под которым понимают отношение наименьшего значения мощности к наибольшему:

Коэффициент неравномерности зависит от структуры и режимов