Графики нагрузки

Для составления баланса мощности используют графики элек­трических нагрузок, отображающие изменение потребляемой мощ­ности в течение рассматриваемого периода времени. Графики на­грузки могут выражать режим электропотребления отдельных пред­приятий, подотраслей, районов, районных и объединенных энер­госистем. От режимов потребления электроэнергии зависят режи­мы работы энергетических установок: основного оборудования электростанций, линий электропередачи и трансформаторных под­станций. Режимы электропотребления могут быть представлены в форме таблиц или в виде графиков. Графики электрической на­грузки рассматриваются как для активной нагрузки, так и для реактивной. Несовпадение конфигураций этих графиков опреде­ляется различиями в режимах потребления активной и реактив­ной мощности отдельными видами потребителей.

В зависимости от длительности рассматриваемого периода раз­личают:

• суточные, недельные, месячные и годовые графики нагрузок;
• зимние, весенние, летние и осенние.

При планировании нагрузок пользуются типовыми (усреднен­ными) графиками. Их составляют для разных групп потребителей (промышленных, сельскохозяйственных, коммунально-бытовых) и заданных периодов времени. В типовом графике каждая ордина­та нагрузки является среднеарифметической величиной для рас­сматриваемого периода.

Конфигурация графиков нагру­зок энергосистемы определяется структурой потребителей электро­энергии и их режимами работы.

Графики нагрузки характеризу­ются: конфигурацией; максималь­ной, средней и минимальной на­грузками; соотношениями этих на­грузок.

Для анали­за участия генерирующих мощностей в покрытии суточного гра­фика нагрузки энергосистемы в нем различают три части: пико­вую, полупиковую и базисную.

Часть суточного графика нагруз­ки, находящаяся между макси­мальной и средней нагрузкой, относится к пиковой (I); полупи­ковая — между средней и мини­мальной нагрузкой (II); базисная — ниже минимальной нагрузки су­точного графика (III).

Суточный график электри­ческой нагрузки энергосистемы характеризуется минимальной Р_тin, средней Р_ср, максимальной Р_тах нагрузками и их соотноше­ниями.

Рассматриваются следующие соотношения:

• коэффициент заполнения суточного графика:

где Э_сут – суточное потребление энергии, млн кВт∙ч/сут; Э_п – потенциальное потребление энергии; средняя нагрузка – P_ср=Э_сут/24

• коэффициент минимальной нагрузки:

α_min =Р_min/Р_max.

Показатели (β_сут и α_min отражают режим электропотребления и дают возможность сопоставлять и анализировать графики разных масштабов.

Повышение удельного веса жилищно-коммунальной и сель­скохозяйственной нагрузок, сокращение ночных смен приводят к разуплотнению графиков. Повышение удельного веса непрерыв­ных производств, улучшение загрузки оборудования – к уплот­нению графиков. Значения показателей графика зависят от струк­туры промышленности, климата и других факторов.

Создание объединенных энергосистем, использование двухставочных тарифов за потребление электроэнергии, ввод в действие потребителей-регуляторов (например, работа гидроаккумулирующей электрической станции в насосном режиме), увеличение коэффициента сменности предприятий, искусственное смещение начала суток – все это мероп­риятия, позволяющие снизить неравномерность суточных гра­фиков нагрузки.

Недельный график электри­ческих нагрузок отображает ко­лебание нагрузки по дням неде­ли, главным образом за счет вы­ходных и праздничных дней. Помимо колебаний нагрузки внутри отдельных недель существуют колебания между неделями, вызываемые изменениями продолжительности светлых часов суток, приростом нагрузки. Внутри каждого месяца еженедельное электропотребление не­одинаково:

где Э_нед1i; Э_нед2i, и т.д. — количество электроэнергии, потребляе­мой в первую и вторую недели рассматриваемого i-го месяца.

Месячные графики электрической нагрузки энергосистемы отображают колебание средненедельной нагрузки по неделям меся­ца.

Годовые графики электрической нагрузки показывают колеба­ние среднемесячных Р_ср.мес или среднемесячных регулярных макси­мумов – , регулярных наибольших месячных максимумов P_{max мес i}, абсолютных месячных максимумов P_{мес i} по месяцам года.

Основными показателями годового графика являются:

• коэффициент заполнения годового графика:

где Р_{max месi} – максимальная нагрузка энергосистемы за каждый месяц; Р_{max год} – годовой максимум нагрузки энергосистемы; Р_{max ср.год} – среднегодовая максимальная нагрузка;

• коэффициент роста, характеризующий увеличение максималь­ной нагрузки рассматриваемого года по сравнению с предшеству­ющим:

где Р_тях1i, Р_тахi2 — максимальные месячные нагрузки в январе и декабре рассматриваемого года.

Если k_р = 1, то годовой график нагрузки энергосистемы назы­вается статическим, если k_р > 1 – динамическим, отражающим внутригодовой рост нагрузки;

• годовое число часов использования максимума нагрузки энерге­тической системы:

где Э_год.с — количество энергии, потребляемое энергетической системой за год; P_max._c – максимальная нагрузка системы.

Показатель h_с характеризует расчетное число часов, при кото­ром годовая потребность в электроэнергии покрывается при по­стоянной нагрузке. Он может быть определен как произведение числа часов в году и коэффициентов заполнения суточного, не­дельного, месячного и годового графиков нагрузки, ч:

где β_нед и β _мес — коэффициенты заполнения недельного и месяч­ного графиков нагрузки соответственно.

Если известно значение h_c, найденное при использовании ко­эффициентов неравномерности графиков нагрузки, то годовой максимум электрической нагрузки энергосистемы может быть определен в следующем виде: