Неравномерность графика нагрузки
Нагрузка в энергосистемах характеризуется суточной, недельной и сезонной неравномерностью. В зависимости от состава потребителей конкретной энергосистемы, от соотношения промышленной нагрузки разных видов, транспортной и бытовой, от равномерности, с которой потребители пользуются электроэнергией в течение суток, недели, года, вид графика нагрузки может заметно меняться от одной системы к другой.
На рис. приведен характерный суточный график для типовой энергосистемы на нем распределение нагрузки между электростанциями разных типов для случая, когда суммарная мощность АЭС невелика и они работают в базовой части графика.
Коэффициент неравномерности (отношение минимальной суточной нагрузки к максимальной) составляет, например, для системы Центра около 0,55 и, вообще говоря, как и для других систем, имеет тенденцию к уменьшению за счет роста осветительно-бытовой нагрузки. Более высокие значения (0,80-0,85) коэффициент неравномерности имеет в ОЭС Урала и Сибири, где преобладает трехсменная промышленная нагрузка.
Помимо суточной имеет место недельная неравномерность. Она вызывается в основном общим понижением потребления промышленными предприятиями в выходные дни (субботу и воскресенье) и может быть охарактеризована недельным коэффициентом неравномерности, представляющим собой отношение суточного минимума нагрузки выходного дня к максимуму для рабочего дня. Но, по-видимому, более показательным в этом смысле является соотношение максимумов: в субботу максимум нагрузки понижается на 10-12%, а в воскресенье на 20-25% по отношению к обычным будним дням. В эти же дни снижается и дневная нагрузка.
Наконец, сезонная неравномерность. Максимум суточной нагрузки летом составляет около 0,8 от зимнего максимума; минимальные нагрузки приходится на июль-август.
Суточные графики нагрузки дают возможность определить два важных параметра, из которых следуют требования к маневренным характеристикам электростанций, работающих в энергосистеме:
· наибольшую разность между максимальной и минимальной нагрузками энергосистемы, которая определяет необходимый диапазон регулирования мощности и соответственно требуемую глубину разгрузки работающего оборудования электростанций;
· требуемую скорость изменения нагрузки станций в различных режимах. Эта скорость обычно выражается в процентах от включенной мощности станции или соответственно системы за минуту и достигает при прохождении утреннего или вечернего пиков единиц процентов. В некоторых случаях (например, при сбросе мощности одной из регулирующих станций или отключении межсистемной линии связи) наблюдались скорости до 20-25% в минуту.
Недельные графики определяют долю останавливаемого и пускаемого оборудования, возможные условия проведения кратковременных ремонтов. Наконец, сезонная неравномерность имеет важное значение для проведения капитальных и средних ремонтов и оказывает влияние на определение ремонтного резерва.
Обеспечить реализацию графиков нагрузки можно двумя путями: либо каждая станция меняет свою мощность по задаваемому потребителями графику, либо выделяются специальные станции и/или агрегаты, регулирующие нагрузку системы, а остальная часть последней работает в т.н. базовом (базисном) режиме. Естественно, что при выборе варианта должны учитываться как технические возможности оборудования станций того или иного типа, так и экономические соображения. И те, и другие диктуют использование второго варианта решения. Причем для регулирования нагрузки может использоваться и вариант полной остановки части блоков (агрегатов) на время ночного провала нагрузки.
При этом реальные возможности конкретной энергосистемы обеспечить требуемые величины глубины разгрузки и скорости изменения нагрузки определяются тем набором станций (по типам и мощностям), которыми она располагает и которые могут быть выделены для регулирования нагрузки. Соответственно от этого в значительной мере зависят и требования, предъявляемые к маневренности АЭС.
В понятие маневренности энергоблоков входит комплекс их свойств, определяющих в итоге возможность и эффективность работы блока в целом и его оборудования в переменных, пускоостановочных и аварийных режимах, возможность, в частности, привлечения блоков к регулированию нагрузки в энергосистеме в суточном или недельном графиках.
К основным маневренным характеристикам энергоблоков относят:
· диапазон допустимых нагрузок – интервал нагрузок (мощностей), которые энергоблок может нести неограниченное технологией время;
· регулировочный диапазон – интервал нагрузок, внутри которого мощность может изменяться автоматически за счет действия систем авторегулирования или технологических защит без изменения состава основного и вспомогательного оборудования;
· характеристики переходных режимов – допустимые скорости изменения мощности и/или технологических параметров, включая скорости разогрева и расхолаживания оборудования, время пуска блока (время от начала пусковых операций до включения турбогенератора в сеть) из различных исходных состояний блока и его оборудования и т.д.;
· допустимое число циклов изменения режима – показатель связан с влиянием пусковых, аварийных и других переходных режимов на долговечность оборудования;
· приемистость– скорость изменения нагрузки блока при изменении задания регулятора;
· допустимая длительность работы блока на нагрузке собственных нужд и холостом ходу
· и ряд других.