Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Новосибирский государственный технический университет

Факультет энергетики

Кафедра: Автоматизированных электроэнергетических систем

Курсовая работа

Режимы энергосистем

Выполнила: Гринько Н.А.

Группа: ЭНМ2-81

Преподаватель: Русина А.Г.

Новосибирск 2012



Оглавление

Введение

1. Прогнозирование графика нагрузки

1.1 Определение конфигурации ГН Рож(t+1)

1.2 Прогноз максимальной нагрузки Pmax

1.3 Прогноз ГН с учетом температуры

1.4 Погрешности прогноза

Выводы к разделу1

2. Планирование оперативного баланса мощности и выработки электроэнергии

2.1 Определение характерных мощностей электрических станций

2.2 Эксплуатационные свойства станции

2.3 Энергетические характеристики электрических станций

2.4 Экономические показатели электрических станций

3. Ожидаемый баланс мощности ЭЭС на предстоящие сутки

3.1 Баланс рабочих мощностей

3.2 Размещение ГЭС в балансах мощности системы

3.3 Составление баланса мощности и э/э в ЭЭС

4. Определение затрат на топливо в системе

5. Оптимальное распределение графика нагрузки между станциями системы

6. Управление режимами

Заключение

Список использованных источников



Введение

В курсовом проекте (КП) рассматривается задача оперативного планирования режима системы и электростанций с упреждением на сутки, то есть прогнозов. электроэнергия станция экономический

Основные прогнозы - это требования потребителей и возможности их обеспечения в ЭЭС. Все прогностические задачи решаются на основе моделей прогнозирования. Известно, что потребление электроэнергии происходит на электронном уровне, складировать электроэнергию в промышленных масштабах нельзя, потребление зависит от множества случайных факторов. Поэтому в основном применяется сочетание математических и эвристических моделей.

Это повседневная задача энергосистем и от ее решения зависят многие технические, экономические и коммерческие решения по управлению режимами.

Разделы курсового проекта.

Курсовой проект имеет 8 взаимосвязанных разделов.

1. Прогнозирование графика нагрузки (ГН) и электропотребления (Э), на основе которых составляется баланс мощностей ЭЭС на предстоящие сутки и плановые задания электростанциям.

2. Оценка возможностей электрических станций при расчетах энергетических балансов.

3. Планирование баланса мощностей системы.

4. Определение баланса выработки электроэнергии системы.

5. Определение ГН станций, участвующих в энергетических балансах ЭЭС.

6. Оптимизация режимов ЭЭС.

7. Управление режимами системы с учетом влияния на баланс мощностей случайных факторов.

8. Общее заключение по всем разделам.

1. Прогнозирование графика нагрузки

В курсовом проекте будет применяться способ прогнозирования графика нагрузки (ГН) энергосистемы, основанный на том, что его конфигурация устанавливается с помощью расчета по исходным данным (см. файл Данные_2012). По ним можно получить ГН за определенный период прошлого в именованных единицах (МВт). Конфигурация ГН будет определяться за месяц, предшествующий дате прогноза.

Датой прогноза в данной работе является день рождения студента в расчетном году (см. файл Данные_2012). На выходные дни и праздники прогноз не осуществляется, так как электропотребление в эти дни прогнозируется по специальной методике, которая в ходе данного курсового проекта не рассматривается. В случае если день рождения выпал на эти дни, следует принять датой прогноза будний день до или после даты рождения.

День рождения 15.02.2005 - выпал на вторник. Таким образом, день прогноза - 15.02.2005. Период, в течение которого будет определяться конфигурация ГН - месяц до даты прогноза, то есть с 14.01.2005 по 14.02.2005. Будем считать, что в файле Данные_2012 дана информация о потреблении энергии без учета потерь в распределительных электрических сетях и учета собственных нужд электростанций.

Прогнозирование ГН будет проводиться в 3 этапа:

- Определение конфигурации ГН;

- Определение максимальной нагрузки P_max;

- Поправка прогноза ГН с учетом температуры.

1.1 Определение конфигурации графика нагрузки Рож(t+1)

Для построения среднесуточного прогноза необходимо определить среднесуточное потребление электроэнергии. Для этого усредняем потребление энергии за сутки.

Таблица 1.1.1 Среднесуточное потребление

Номер дня	День недели	Дата	Потребление, МВт
1	Пятница	14.01	1829,492465
2	Суббота	15.01	1722,989011
3	Воскресение	16.01	1699,988691
4	Понедельник	17.01	1831,187635
5	Вторник	18.01	1880,372378
6	Среда	19.01	1892,267097
7	Четверг	20.01	1925,375369
8	Пятница	21.01	1958,766057
9	Суббота	22.01	1936,218318
10	Воскресение	23.01	1951,729513
11	Понедельник	24.01	2118,312169
12	Вторник	25.01	2137,992378
13	Среда	26.01	1925,401385
14	Четверг	27.01	2111,190285
15	Пятница	28.01	2062,496142
16	Суббота	29.01	1989,710899
17	Воскресение	30.01	1949,275617
18	Понедельник	31.01	2038,732712
19	Вторник	1.02	2084,682696
20	Среда	2.02	2101,127922
21	Четверг	3.02	2102,40137
22	Пятница	4.02	2095,164482
23	Суббота	5.02	1991,990735
24	Воскресение	6.02	1932,226608
25	Понедельник	7.02	2091,368708
26	Вторник	8.02	2040,633189
27	Среда	9.02	2004,328023
28	Четверг	10.02	1987,542783
29	Пятница	11.02	1975,108093
30	Суббота	12.02	1886,280373
31	Воскресение	13.02	1866,240733
32	Понедельник	14.02	2029,839981

Исключим выходные дни и праздники, поскольку потребление в эти дни нехарактерно (Таблица 1.1.1).

Изобразим на графике зависимость изменения мощности с учетом выходных дней, добавим линию тренда - устойчивого изменения. Величина достоверности аппроксимации довольно мала (рис.1.1.1), что означает малую вероятность правильного прогноза.

Рис. 1.1.1 Среднесуточная мощность с учетом выходных

Исключим из графика нагрузки потребление в выходные дни. Величина достоверности аппроксимации довольно мала (рис.1.1.1), что также означает малую вероятность правильного прогноза.

Рис. 1.1.2 Среднесуточная мощность без учета выходных



Исключим выбросы, то есть сгладим ряд данных. Для этого зададим диапазон допустимых отклонений от модели, которая будет подбираться, обычно он составляет 5-10 %, но в работе был принят 2%.

Рис. 1.1.3 Среднесуточная мощность без выходных

Визуально видно, что модель прогнозирования на рис. 1.1.3 имеет противоположную динамику изменения мощности (убывает), чем на рис. 1.1.1 и на рис. 1.1.2 (возрастает). Для дальнейшего построения модели прогноза оставим выбранные значения (15 дней - с 24.01 по 14.02 за исключением 26.01 и выходных дней), т.к. они ближайшие ко дню, на который необходимо сделать прогноз.

Можно определить следующие погрешности модели (результаты занесены в табл.1.1.2):

- Абсолютная погрешность: , МВт;

- Средняя погрешность: , МВт;

- Максимальная погрешность: , МВт;

- Среднеквадратичное отклонение: , где - дисперсия .

Уравнение модели соответствует линии тренда: .

Таблица 1.1.2 Погрешности модели прогноза

	Рпотр. МВт	Ртренд, МВт	Отклонение, МВт	Допустимые отклонения
1	2118,312169	2125,306	-6,993830607	2098,829394	2151,782606
2	2137,992378	2116,612	21,38037823	2090,135394	2143,088606
3	2111,190285	2107,918	3,272284729	2081,441394	2134,394606
4	2062,496142	2099,224	-36,72785793	2072,747394	2125,700606
5	2038,732712	2090,53	-51,79728821	2064,053394	2117,006606
6	2084,682696	2081,836	2,846696025	2055,359394	2108,312606
7	2101,127922	2073,142	27,98592206	2046,665394	2099,618606
8	2102,40137	2064,448	37,95336973	2037,971394	2090,924606
9	2095,164482	2055,754	39,41048212	2029,277394	2082,230606
10	2091,368708	2047,06	44,30870829	2020,583394	2073,536606
11	2040,633189	2038,366	2,267188883	2011,889394	2064,842606
12	2004,328023	2029,672	-25,34397673	2003,195394	2056,148606
13	1987,542783	2020,978	-33,4352169	1994,501394	2047,454606
14	1975,108093	2012,284	-37,17590674	1985,807394	2038,760606
15	2029,839981	2003,59	26,24998108	1977,113394	2030,066606
Ср.погр.	26,5
Макс. Погр., МВт	51,8
СКО	50,2

Теперь определим среднесуточную мощность на прогнозный день. Для этого экстраполируем модель (линию тренда) и спрогнозируем мощность на 11-й день (см. Рис.3): Рож(t+1) = 1994,896 МВт.

Далее необходимо определить почасовую мощность. Это осуществляется следующим образом: по всем выбранным дням (n) рассчитывается среднее потребление для каждого часа (i):

,МВт



Определим среднее потребление в час в относительных единицах:

,МВт

,о.е.

Таким образом, для прогнозирования потребления по часам:

, МВт

Таблица 1.1.3 Среднесуточный прогнозный график нагрузки, МВт

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1780,95	1694,65	1659	1647,2	1648,1	1670,95	1762,77	1944,5	2092,2	2161,3	2187,97	2199
12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
2168,5	2141,8	2134,6	2119,44	2115,1	2145,9	2218,88	2209,28	2139,8	2096,6	2037,7	1901,3

Представим графически ГН:

Рис. 1.1.4 Прогноз среднесуточного графика потребления в МВт



1.2 Прогноз максимальной нагрузки P_max

Пользуясь той же методикой, можно получить и прогноз максимальной нагрузки на предстоящие сутки.

Рис. 1.2.1 Прогноз максимального графика потребления в МВт

1.3 Прогноз ГН с учетом температуры

Величина прогноза Рож(t+1) изменяется в зависимости от многих случайных факторов, которые могут отличаться от тех, по которым составлялась модель Рож(t). Необходимо учесть изменение температуры наружного воздуха, ведь при снижении температуры зимой повышается потребление электроэнергии на обогрев помещений.

Для составления модели прогнозируемой температуры воспользуемся такой же методикой, как и в п.1.1, поскольку конфигурация ГН приведена к средней температуре за период, то сначала определим среднесуточную температуру. Так как она не зависит от календаря, то расчет будет произведен с учетом выходных дней.



Таблица 1.3.1 Среднесуточная температура. Исходные данные.

день	номер дня	средняя температура
14.01	1	-3,665421506
15.01	2	-5,16795215
16.01	3	-4,526109919
17.01	4	-4,526109919
18.01	5	-5,752849996
19.01	6	-10,84890488
20.01	7	-13,16932452
21.01	8	-20,65674933
22.01	9	-25,65939454
23.01	10	-28,54577629
24.01	11	-27,32442311
25.01	12	-25,45744014
26.01	13	-15,50977662
27.01	14	-22,30232839
28.01	15	-20,95466487
29.01	16	-26,35896734
30.01	17	-24,19141702
31.01	18	-19,63229279
1.02	19	-25,52650571
2.02	20	-22,47223993
3.02	21	-22,17689276
4.02	22	-25,19542789
5.02	23	-21,94955961
6.02	24	-20,89467943
7.02	25	-21,45394536
8.02	26	-14,92105377
9.02	27	-13,5895198
10.02	28	-15,61217278
11.02	29	-16,21127941
12.02	30	-18,83369899
13.02	31	-21,88989401
14.02	32	-21,31764615
		-18,32



Таблица 1.3.2. Среднесуточная температура с учетом поправок

день	номер дня	средняя температура
23.01	1	-28,54577629
24.01	2	-27,32442311
25.01	3	-25,45744014
29.01	4	-26,35896734
30.01	5	-24,19141702
1.02	6	-25,52650571
2.02	7	-22,47223993
3.02	8	-22,17689276
4.02	9	-25,19542789
5.02	10	-21,94955961
6.02	11	-20,89467943
7.02	12	-21,45394536
11.02	13	-16,21127941
12.02	14	-18,83369899
13.02	15	-21,88989401
		-23,23214313

Рис.1.3.2 График зависимости температуры от времени с учетом поправок

Теперь определим величину поправки на температуру.

Для начала необходимо посчитать среднюю температуру за выбранный интервал ( см. Таблица 1.3.2, последняя строка):

,

где - среднесуточная температура дня, n - количество дней за интервал.

°С.

Модель прогнозирования температуры (линия тренда): согласно ей получим следующее значение температуры на прогнозный день:

Примем, что снижение температуры зимой на 1°С эквивалентно повышению потребления мощности на 10 МВт.

Таким образом, величина поправки на температуру составит:

(МВт).

Таблица 1.3.3 График нагрузки с учетом поправки на температуру

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1780,95	1694,65	1659	1647,2	1648,1	1670,95	1762,77	1944,5	2092,2	2161,3	2187,97	2199
1831,7	1745,4	1709,7	1697,9	1698,85	1721,69	1813,5	1995	2142,96	2212,1	2238,7	2249,8
12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
2168,5	2141,8	2134,6	2119,44	2115,1	2145,9	2218,88	2209,3	2139,8	2096,6	2037,7	1901,3
2219,2	2192,5	2185,4	2170,2	2165,8	2196,6	2269,616	2260	2190,499	2147,3	2088,4	1952,067

Среднесуточная мощность с учетом температуры 2045,63 МВт с учетом температуры.



1.4 Погрешности прогноза

Модели и прогнозы всегда имеют погрешности. Погрешности определяются при сравнении исходной информации и данных, которые соответствуют при сравнении исходной информации и данных, которые соответствуют выбранной модели прогнозирования по отклонениям ?.

Таблица 1.4.1 Погрешности моделей и погрешности прогнозов без поправки на температуру

Виды погрешностей	Данные расчетов по КП
Абсолютная максимльная ?Рмакс, МВт	112,4
Средняя по модулю за период Т, |?Рср| , МВт	73,665
Среднеквадратичная за период Т, у^2	20,08
Дверительный интервал (+?Рдов - ?Рдов), МВт	±112,4

Таблица 1.4.2 Погрешности моделей и погрешности прогнозов с поправкой на температуру

Виды погрешностей	Данные расчетов по КП
Абсолютная максимальная ?Рмакс, МВт	61,66
Средняя по модулю за период Т, |?Рср|, МВт	25,5
Среднеквадратичная за период Т, у^2	16,52
Доверительный интервал (+?Рдов - ?Рдов), МВт	±61,66

Из таблиц видно, что с учетом поправки на температуру точность прогноза повышается, а доверительный интервал уменьшается.

Ниже приведем таблицу с расчетом погрешностей по часам с учетом поправки на температуру.



Таблица 1.4.3 Прогноз на предстоящие сутки и погрешности

часы	Прогноз графика нагрузки, МВт	Прогноз графика нагрузки с учетом температуры, МВт	Действительная нагрузка на 15.02.05 , МВт	Погрешность, МВт
0	1780,952244	1831,692244	1821,134644	10,55760061
1	1694,652151	1745,392151	1746,964478	1,572326364
2	1659,002874	1709,742874	1706,174377	3,568496232
3	1647,217728	1697,957728	1706,371643	8,4139154
4	1648,105275	1698,845275	1705,122375	6,27710057
5	1670,95268	1721,69268	1744,699707	23,00702704
6	1762,767139	1813,507139	1852,518677	39,01153818
7	1944,480837	1995,220837	2044,586609	49,3657722
8	2092,221474	2142,961474	2194,509766	51,54829176
9	2161,327414	2212,067414	2236,603882	24,53646788
10	2187,969245	2238,709245	2249,520142	10,81089615
11	2199,053446	2249,793446	2285,859741	36,06629483
12	2168,503062	2219,243062	2231,640869	12,39780748
13	2141,7835	2192,5235	2215,623413	23,09991287
14	2134,635945	2185,375945	2205,143188	19,76724345
15	2119,440035	2170,180035	2195,885254	25,7052189
16	2115,070282	2165,810282	2194,814087	29,00380492
17	2145,895076	2196,635076	2212,460083	15,82500733
18	2218,875707	2269,615707	2252,763062	16,85264554
19	2209,282335	2260,022335	2281,261963	21,23962797
20	2139,759448	2190,499448	2227,040161	36,54071291
21	2096,570554	2147,310554	2198,613892	51,30333716
22	2037,658847	2088,398847	2150,064697	61,66585018
23	1901,327373	1952,067373	1986,093811	34,02643808



Рис. 1.4.1 Спрогнозированный график нагрузки

Выводы к разделу

В данном разделе была построена модель Pож(t) на основе ретроспективных данных (месяц до дня прогноза), то есть была учтена тенденция потребления прошлого. Кроме этого была внесена поправка на температуру, поскольку изменение температуры влияет на поведение потребителя.

Анализ разработанной модели показал, что точность прогноза довольно-таки высока, так, относительная погрешность не превышает 5 процентов, а в отдельных часах и 1 процента.

Следует отметить, что повлиять на точность модели можно посредством оценки каких-либо дополнительных факторов, например облачности. Однако, повысит ли это точность прогноза или понизит - неизвестно.



2. Планирование оперативного баланса мощности и выработки электроэнергии

Энергетические балансы являются отправной точкой управления режимами. В первую очередь они определяются потребностями мощности и выработки электроэнергии, а на этой основе разрабатываются задачи по управлению режимами станций и сетей. В первом разделе КП рассчитывались прогнозы ГН и электропотребления - это потребности.

Генерирующие установки электроэнергетических систем должны покрывать спрос потребителей на мощность и электроэнергию. Для этого планируются и постоянно поддерживаются балансы мощности и электроэнергии. Все режимные свойства станций, сетей, оборудования влияют на энергетические балансы. Основными видами энергетических балансов являются - баланс активной мощности и баланс электроэнергии. Балансы мощностей дают картину использования мощностей агрегатов и станций, они необходимы для расчета режимов электрических систем, станций и сетей, для проведения ремонтов оборудования на станциях, для расчета затрат на эксплуатацию станций и системы.

Баланс это равенство генерируемой и потребляемой мощности энергетического производства.

На основе баланса мощностей системы задаются графики нагрузки электростанций и станции планируют свою работу - обеспечивают готовность оборудования к работе и выполнения функций возложенных системой на станцию.

2.1 Определение характерных мощностей электрических станций

Характерные мощности станций определяются техническими возможностями и режимными ограничениями. Режимные ограничения могут определяться внутренними причинами (например, желанием не останавливать оборудование в течение суток) и внешними причинами. В проекте рассматривается только два вида режимных ограничений. Для ГЭС ее влияние на предприятия водного хозяйства, расположенные по течению реки ниже ГЭС, Поэтому для ГЭС задается ее минимальный расход (минимальная мощность), с которым она должна работать (табл.2.1.2). Это ограничение может быть вызвано расположением водозаборов, транспортного фарватера по реке и др. Нарушать эти ограничение нельзя.

Для ТЭС задаются ограничения по теплоснабжению. В реальных условиях может быть много режимных ограничений для станций.

Некоторые параметры электрических станций по мощности:

- Установленная мощность станции, это электрическая мощность генераторов станции Руст. (табл.2.1.1).

- Располагаемая мощность агрегата и станции - мощность, которая может использоваться в рассматриваемый период. Располагаемая мощность может быть меньше установленной, если имеются ограничения мощности, т.е. имеется связанная мощность Рсвяз., которая не может быть получена. Следовательно,

Р_расп = Р_уст - Р_связ

- Связанная мощность (ограничения мощности) может быть вызвана различными причинами. Это аварийный простой агрегатов, ремонты, модернизация, техническое состояние агрегатов (износ, неполадки), плохое качество топлива ТЭС (высокая влажность, зольность, сернистость) и т.д. На ГЭС связанная мощность может быть в периоды снижения напора при пропуске паводка (за счет значительного повышения уровня нижнего бьефах, техническим состоянием агрегатов, ремонтов).

Связанная мощность в КП определяется в соответствии с данными табл. 2.1.2 и 2.1.3. Задаются ограничения - по качеству топлива к_3, техническому состоянию агрегатов к₂, текущие ремонты не принимаются в расчет. При оперативном управлении на коэффициенты к₂ и к₃ повлиять невозможно, то есть на величины связанной мощности повлиять нельзя и она постоянна. Текущие ремонты проводятся только в том случае, если имеется возможность и баланс системы от этого не нарушается.

- Рабочая мощность - это мощность, с которой агрегат или станция работают в течение рассматриваемый периода времени или которая планируется для работы. Рабочая мощность не превышает располагаемую.

- Резервная мощность зависит от вида резерва.

- Базовая и пиковая - от того, как станции участвуют в общих энергетических балансах.

Базовая мощность на ТЭЦ определяется ограничением по тепловому потреблению к1 (табл.2.1.3), а на КЭС - устойчивостью факела горения котла, обычно составляет 30-60% от располагаемой мощности, примем 40%.

Регулируемая мощность - это та часть мощности станции, которая может изменяться в течение работы станции, то есть:

(МВт).

Данные расчетов приводятся в табл. 2.1.4.

Таблица 2.1.1 - Исходные данные для проектирования

Состав исходных данных	№ варианта
	2
Предполагаемая максимальная нагрузка ЭЭС, МВт	2500
Установленные мощности электростанций, МВт
КЭС-2	1500
ТЭЦ-3	300
ТЭЦ-4	500
Варианты случайных воздействий на баланс мощности	2
Цена топлива руб /т у.т.:
КЭС-2	1000
ТЭЦ-3	900
ТЭЦ-4	680

Таблица 2.1.2 - Ограничения по использованию ГЭС

	Наименование параметра	Величины
1	Установленная мощность, МВт	1050
2	Связанная мощность, МВт	100
3	Суточная выработка электроэнергии, МВт.ч	8000
4	Ограничения по минимальной базовой мощности, МВт	200

Таблица 2.1.3 Ограничения мощности ТЭС

	Наименование станции	Ограничения мощности, % распологаемой
		По тепловому потреблению, к1	По техническому состоянию, к2	По качеству топлива,к3	По текущим ремонтам,к4
2	КЭС 2		10	0	5
3	ТЭЦ 3	85	8	8	7
5	ТЭЦ-4	85	8	8	7

Таблица 2.1.4 - Характерные мощности электростанций, МВт

Наименование мощности	Наименование станции	Данные по системе
	ГЭС	КЭС-2	ТЭЦ-4	ТЭЦ-3
Установленная	1050	1500	500	300	3550
Связанная, по различным причинам	100	225	80	48	453
Располагаемая	950	1275	420	252	3097
Базовая	200	510	357	214,2	1281,2
Ррег.	750	765	63	37,8	1615,8

2.2 Эксплуатационные свойства станции

В основном станцию характеризуют пять режимных свойств важных для энергетических балансов.

Предельные параметры по мощности: номинальная мощность Р_ном, минимальная допустимая мощность Р_{доп.мин}, максимальная допустимая мощность Р_{доп.мах}. Рабочая мощность станции должна удовлетворять условию:

Р_{доп.мин} Р_раб Р_{доп.мах} .

Регулирующие способности станции - быстрый набор и сброс мощности агрегатов и станции в автоматическом режиме.

Маневренность - время пуска t_пуск и останова t_ост агрегатов и время и параметры загрузки (разгрузки) при росте или снижении нагрузки. Маневренность зависит от возможностей техники.

Надежность.

Экономичность.

Допустимые минимальные мощности станции вызываются в КП условиями использования станций в системе (режимными ограничениями) для ТЭЦ и для КЭС устойчивостью горения факела - базовые мощности станций.

Допустимые максимальные мощности станций зависят от возможностей станции за исключением мощности, которая не может быть выработана из-за технических условий или качества топлива, то есть располагаемая мощность. Вид топлива ТЭС студентом задается самостоятельно.

Нагрузочный диапазон



,%

Чем больше величина нагрузочного диапазона, тем большие возможности имеет станция по регулированию мощности в балансах ЭЭС. В КП можно принять, что для ГЭС нагрузочный диапазон может изменяться от нуля до максимальной мощности.

Маневренность оборудования электростанций. Маневренность агрегатов определяется его пусковыми свойствами, которые включают длительность пуска, длительность набора нагрузки до номинальной, расходом энергоносителя на пуск (пусковым расходом). Время растопки котлов составляет примерно 1 - 5 час. Набор нагрузки до полной составляет тоже час или более. Для турбины прогрев паропровода перед пуском занимает 1,5 часа и больше. Длительность набора нагрузки турбины - 1-2 час. Как видно из приведенного, маневренные свойства оборудования ТЭС ограничиваются разнообразными техническими условиями. Нарушение их может привести к аварии и потому недопустимо.

Гидроагрегаты обладают несравненно лучшими маневренными свойствами, чем турбоагрегаты. На современных ГЭС, где пуск гидроагрегатов автоматизирован время, от подачи команды на пуск до достижения агрегатом полной мощности, составляет 2-3 мин. Только в особых случаях возникают ограничения на повторный пуск.

Надежность работы агрегатов и станций. Надежность определяется конструктивными решениями, условиями работы, решениями, принимаемыми при управлении. Заведомо известно, что наибольшую надежность имеют ГЭС, поскольку их техническое исполнение много проще, чем ТЭС.

Данные о станциях, которые будут учитываться в энергетически балансах и их свойства приводятся в табл.2.1.5.



Таблица 2.1.5 - Эксплуатационные возможности станции

Наименование станции	Диапазон рабочих мощностей, МВт	Регулирующие возможности, %	Время	КПД, %
	min	max		Пуск	Загрузка
ГЭС	200	950	79	2 мин	3 мин	98
КЭС-2	510	1275	60	3 ч	6 ч	35
ТЭЦ-4	357	420	15	3 ч	4,6 ч	42
ТЭЦ-3	214,2	252	15	3 ч	4,6 ч	42

2.3 Энергетические характеристики электрических станций

Основной характеристикой ТЭС, является связь расхода топлива В_тэс и мощности Р_тэс. - это расходная характеристика. Уравнения регрессии В_тэc(Р_тэс), приведены в таблице 2.3.1. На характеристики наносятся ограничения по мощности (min, max). Характеристика В_тэc(Р_тэс) позволяет получить удельные расходы топлива и относительные приросты топлива. Заданные расходные характеристики станций имеют вид (табл.2.3.1):

где a, b, c - постоянные уравнения регрессии для станции i.

Соответственно, удельный расход топлива

,

а относительный прирост



Таблица 2.3.1 - Данные для уравнений регрессии расходных энергетических характеристик

	Наименование объекта	а	в	с
2	КЭС 2	57	0,39	0,15
3	ТЭЦ 3	100	0,52	0,3
4	ТЭЦ 4	110	0,37	0,3

Рис.2.1. Энергетические характеристики ТЭЦ-3

Рис. 2.2. Энергетические характеристики КЭС-2



Рис.2.3. Энергетические характеристики ТЭЦ-4

2.4 Экономические показатели электрических станций

Энергетические характеристики позволяют получить различные показатели экономичности режимов. Чаще всего используются показатели удельных величин условного топлива тут/МВт, удельных затрат на топливо руб/МВт., себестоимости руб/МВт, относительных приростов, .Они применяются в различных задачах. По себестоимости определяют, какая из станций более экономична, по удельным затратам на топливо оценивают вид применяемого топлива и его коммерческую ценность, по относительным приростам порядок загрузки/разгрузки работающего оборудования.

Удельные экономические показатели позволяют получить сравнительные оценки станций. Для этого показатели экономичности определяются либо по средней мощности станций, либо по максимальной. По удельным величинам составляются приоритетные ранжированные ряды. Удельные величины зависят от мощности станции и энергетической характеристики. В КП удельные величины определяются по средним мощностям, которые соответствуют энергетическим характеристикам (рис.2.3.1-3). Это условный прием для получения первоначального баланса, который должен уточняться с применением методов оптимизации.

Приоритет участия тепловых станций в балансе определяется в соответствии с величиной ранга удельных величин (табл.2.4.1), причем цена для ТЭЦ3 увеличена в 2 раза, так как её работа в конденсационном режиме характеризуется большими затратами.

Таблица 2.4.1 - Приоритеты использования станций в энергетических балансах

Наименование станции	Средняя мощность, МВт	Показатель экономичности режимов	Ранг по показателю
		Уд.расход топлива А, т.у.т./МВт	Цена топлива Б,руб./ т.у.т.	В, руб./МВт	А	Б	В
КЭС-2	892,5	1,79	1000	1599,91	3	3	3
ТЭЦ-4	388,5	1,36	680	528,4	2	1	2
ТЭЦ-3	233,1	1,19	900	277,75	1	2	1

Таким образом, согласно рангу очередность загрузки станций в графике нагрузки: ТЭЦ-4, ТЭЦ-3 и КЭС-2.



3. Ожидаемый баланс мощности ЭЭС на предстоящие сутки

3.1 Баланс рабочих мощностей

Баланс рабочих мощностей составляется для суточного графика нагрузки. Состав станций задан. На интервале времени t баланс имеет следующий вид

где - нагрузка ЭЭС, - рабочие мощности станций, - мощность получаемая (продаваемая) с оптового рынка.

Оценка состояния баланса мощностей в ЭЭС.

Наиболее тяжелый режим будет при максимальной нагрузке ГН ЭЭС. Поэтому вначале оценим баланс мощностей при максимальной нагрузке и составим баланс для максимальной мощности ГН. В этом балансе все станции участвуют полной располагаемой мощностью. Его цель определить, какие возможности имеются в системе.

Если то в ЭЭС имеется дефицит мощности. Можно покупать мощность, либо отключать часть потребителей. Если , то имеется избыток мощности и его можно использовать для проведения ремонтов, для увеличения резервов и пр. Либо можно его предложить для продажи на электроэнергетическом рынке.

Если то система самобалансирующаяся. При этом не исключаются коммерческие возможности покупки/продажи электроэнергии в соответствием с ценами на рынке. Данные расчетов приведены в табличной форме (табл. 3.1.1).

Функциональные возможности станций в системе - зависят от технических возможностей станций. При создании станции уже предполагается ее роль в системе, и в соответствие с этим, выбираются ее параметры и технические решения. Если в системе требуются пиковые мощности, то станция должна обладать большими регулирующими возможностями, если базовые - то это может быть крупноблочная КЭС с экономичным производством, но не обладающая высокой маневренностью и регулирующими возможностями.

Примем для дальнейших расчетов, что величина собственных нужд станций и потерь в сети зависит от нагрузки и равна 3% и 5% соответственно от требуемой выработки станций.

3.2 Размещение ГЭС в балансах мощности системы

В КП рассматривается гидротепловая система, в которой имеется одна ГЭС с годовым регулированием стока ее водохранилищем. ГЭС имеет ряд преимуществ перед всеми другими станциями. Важнейшей эксплуатационной особенностью ГЭС является переменность отдачи электроэнергии. Она зависит от изменчивости напора и расхода.

Существующая ГЭС - годичного регулирования стока и её режим определяется бытовой приточностью и режимом использования водных ресурсов водохранилища за год.

Стремясь получить от ГЭС максимальную экономическую эффективность, необходимо строить ее режим работы, исходя из всего цикла регулирования. Во время сработки водохранилища ГЭС годичного регулирования обычно располагается в верхней части графика нагрузки и осуществляет суточное регулирование.

Кроме того, гидроэлектростанция с водохранилищем годичного регулирования создает благоприятные условия для использования ее мощности в качестве резервов системы. Если мощность ГЭС достаточно велика по отношению к мощности энергосистемы, то она может выполнять функцию нагрузочного резерва системы (как в нашем случае). Также при составлении балансов мощности и энергии ЭЭС резервы всех видов размещаются на электростанциях.

Есть 2 основных методики размещения работы ГЭС в графике нагрузки:

· Интегральная характеристика нагрузки

· Метод площадей

Для размещения графика работы ГЭС в графике нагрузки воспользуемся вторым методом, результаты приведены в таблице .

Как видно из графика (рис. ), ГЭС покрывает пики нагрузки, при этом суточная выработка э/э полностью обеспечена, станция загружена не на полную мощность. Мощность ГЭС недоиспользована: . Это можно объяснить тем, что график нагрузки имеет пологую форму.

3.3 Баланс мощности и электроэнергии в системе

Таблица 3.3.1. Составляющие баланса мощности и электроэнергии на сутки

Часы	Р раб	Р раб +потери	Р раб +P ав	Р гэс	Р тэц-4	Р кэс-2 (в т.ч. авар. рез.)	Р тэц3	Р покуп	Р ост
	МВт
0	1834,381	1978,23	2205,18762	200	420	1095,66	252	237,525	179,337
1	1745,492	1885,02	2111,98352	200	420	1002,46	252	237,525	272,541
2	1708,773	1846,52	2073,4823	200	420	963,957	252	237,525	311,043
3	1696,634	1833,79	2060,75435	200	420	951,229	252	237,525	323,771

Подобные документы

• Электропитающие системы и электрические сети

  Знакомство с суточными графиками нагрузки. Анализ способов определения располагаемой мощности станций энергосистемы. Рассмотрение особенностей оценки максимальных рабочих мощностей станций и резервов в электропитающих системах и электрических сетях.
  
  презентация [101,3 K], добавлен 30.10.2013
  

• Основы оптимизации режимов электрических станций и энергосистем

  Задачи и критерии оптимизации режимов энергосистем. Математическое моделирование. Оптимизации режимов электрической сети. Контроль напряжений узлов и перетоков мощности в линиях электропередачи. Планирование режимов работы электрических станций.
  
  реферат [198,5 K], добавлен 08.01.2017
  

• Электрические станции и подстанции

  Силовое, измерительное и коммутационное оборудования электрических станций и подстанций. Механизм выработки энергии на тепловых электрических станциях. Особенности построения государственных районных электрических станций. Структурные схемы подстанций.
  
  презентация [7,8 M], добавлен 10.03.2019
  

• Проектирование тепловых конденсационных электрических станций

  Принцип действия тепловых конденсационных электрических станций. Описание назначения и технических характеристик тепловых турбин. Выбор типа и мощности турбогенераторов, структурной и электрической схем электростанции. Проектирование релейной защиты.
  
  дипломная работа [432,8 K], добавлен 11.07.2015
  

• Анализ электрического состояния однофазных и трехфазных цепей

  Анализ однофазных электрических цепей, определение мгновенных значений токов при наличии и отсутствии индуктивно связанных элементов. Построение векторно-топографических и круговых диаграмм, проверка энергетического баланса мощностей, оценка погрешности.
  
  курсовая работа [569,6 K], добавлен 19.12.2010
  

• Общая характеристика энергосистем и систем электроснабжения

  Устройства и характеристики энергосистем. Системы электроснабжения промышленных предприятий. Преимущества объединения в энергосистему по сравнению с раздельной работой одной или нескольких электрических станций. Схема русловой гидроэлектростанции.
  
  презентация [526,7 K], добавлен 14.08.2013
  

• Графики нагрузки различных типов потреблений электроэнергии и энергосистемы в целом, их обеспечение и регулирование

  Факторы распространенности электроэнергии на современных производствах и в быту в виде энергии пара, горячей воды, продуктов сгорания топлива. Виды тепловых электрических станций. Графики электрической и тепловой нагрузки, способы покрытия их пиков.
  
  контрольная работа [62,5 K], добавлен 19.01.2011
  

• Расчет электрических сетей

  Расчет токов методом контурных токов, методом узловых потенциалов. Составление баланса мощности. Определение комплексных действующих значений токов. Баланс активных и реактивных мощностей. Уравнения Кирхгоффа в дифференциальной и в комплексной формах.
  
  контрольная работа [226,8 K], добавлен 02.12.2014
  

• Электроснабжение сельского хозяйства

  Исследование основных сведений о структуре сельскохозяйственного электроснабжения: электрических нагрузках сельских потребителей, устройстве и работе основного электрооборудования. Анализ характерных электрических схем соединения станций и подстанций.
  
  курс лекций [5,8 M], добавлен 16.03.2015
  

• Электрооборудование электрических станций и подстанций

  Технологический процесс производства электроэнергии на электростанциях. Виды регулирования напряжения в трансформаторах. Построение схем электрических соединений и конструкции распределительных устройств. Отличие турбогенератора от гидрогенератора.
  
  контрольная работа [2,0 M], добавлен 08.01.2011
  

• Методы анализа электрических цепей

  Расчет схемы с использованием топологических матриц. Определение сопротивления схемы относительно зажимов заданного резистора. Расчет токов во всех ветвях схемы. Составление баланса мощности. Сумма мощностей потребителей. Расхождение мощности по модулю.
  
  контрольная работа [180,5 K], добавлен 04.03.2013
  

• Проектирование сети для электроснабжения группы потребителей

  Схемы электрических соединений подстанций. Расчет баланса мощности и расстановка компенсирующих устройств. Выбор трансформаторов на подстанциях потребителей. Уточнение баланса мощности. Себестоимость передачи электроэнергии. Расчет электрических режимов.
  
  курсовая работа [764,6 K], добавлен 08.10.2013
  

• Электрические цепи постоянного и переменного тока

  Расчет линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока. Определение реактивного сопротивления элементов, составление баланса активных и реактивных мощностей с целью исследования переходных процессов в одно- и трехфазных электрических цепях.
  
  контрольная работа [8,2 M], добавлен 14.05.2010
  

• Теория электрических цепей

  Анализ и расчет линейных электрических цепей постоянного тока. Первый закон Кирхгоффа. Значение сопротивления резисторов. Составление баланса мощностей. Расчет линейных электрических однофазных цепей переменного тока. Уравнение гармонических колебаний.
  
  реферат [360,6 K], добавлен 18.05.2014
  

• Оптимизация структуры генерирующих мощностей и схем электрических сетей

  Формирование модели выбора структуры генерирующих мощностей. Расчет коэффициентов уравнений ограничений и целевой функции. Характеристика программы "Оптимум", структура генерирующих мощностей и ее анализ. Выбор номинального напряжения и сечения проводов.
  
  курсовая работа [293,5 K], добавлен 03.12.2012
  

• Исследование электрических цепей постоянного тока

  Определение напряжения на нагрузки и токи во всех ветвях цепи методом узловых напряжений. Проверка соблюдения второго и третьего законов Кирхгофа для каждого контура схемы. Составление баланса мощностей источников и потребителей электрической энергии.
  
  контрольная работа [1,0 M], добавлен 07.11.2013
  

• Распределение электроэнергии по территории предприятия

  Определение расчетных нагрузок корпусов и предприятия. Построение картограммы электрических нагрузок цехов. Режимы работы нейтралей трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Схема электрических соединений. Компенсация реактивной мощности.
  
  курсовая работа [776,0 K], добавлен 05.01.2014
  

• Проектирование тепловых электрических станций

  Проектирование цикла тепловых электрических станций: паросиловой цикл Ренкина, анализ процесса трансформации. Регенеративный цикл паротурбинной установки, техническая термодинамика и теплопередача, установки со вторичным перегреванием пара, цикл Карно.
  
  курсовая работа [360,0 K], добавлен 12.06.2011
  

• Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей

  Расчет линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока. Анализ состояния однофазных и трехфазных электрических цепей переменного тока. Исследование переходных процессов, составление баланса мощностей, построение векторных диаграмм для цепей.
  
  курсовая работа [1,5 M], добавлен 23.10.2014
  

• Приемники электрической энергии. Электрические нагрузки

  Понятие о многоступенчатой передаче электроэнергии. Характеристики основных промышленных потребителей. Графики электрических нагрузок. Определение приведенного числа приемников, средних нагрузок, расхода электроэнергии, расчетных электрических нагрузок.
  
  контрольная работа [465,0 K], добавлен 13.07.2013
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам