Суточные графики электрических нагрузок и их характеристика

Для анализа режимов электропотребления используются следующие виды графиков нагрузки: суточные, недельные, годичные, многолетние. Наиболее широко используются среднесуточные графики, при построении которых нагрузка каждого часа определяется как средняя величина по графикам за разные сутки. Так получают характерные (стандартные) графики для всех дней недели, для разных месяцев года (рис.2.2.).

Рис. 2.2. Совокупность суточных графиков нагрузки характерных дней недели: после праздничного (а), нормального рабочего (б), предпраздничного (в) и праздничного (г)

Величина нагрузки непрерывно подвержена изменениям во времени и достигает минимальной (Р_мин), средней (Р_ср) и максимальной величин (Р_макс).

или ;

где - нагрузка i-го часа, - потребление электроэнергии за сутки.

Точки, отражающие размер этих величин, являются наиболее существенными для характеристики графика (Рис.2.3.). Кроме того, в графиках нагрузки различают базовую, полупиковую и пиковые зоны. Такое условное расчленение облегчает определение зон работы электростанций различных типов при покрытии суммарного графика нагрузки ЭЭС. Расположение характерных зон и точек в суточном графике нагрузки приведено на рис. 2.3. Базовая зона располагается между горизонтальными линиями, проведенными через начало координат (ось абсцисс) и точку на графике, показывающую минимальную нагрузку. Полупиковая зона расположена между горизонтальной линией, отражающей среднюю нагрузку, и горизонтальной линией, проведенной через точку минимальной нагрузки. Пиковая зона расположена выше линии, отражающей среднюю нагрузку, и ниже горизонтальной линии, проведенной через точку максимальной нагрузки.

Рис. 2.3 Расположение характерных зон и точек в суточном графике нагрузки

Суточные графики нагрузки характеризуют и относительные показатели: коэффициент неравномерности; коэффициент заполнения (плотности); число часов использования максимума нагрузки.

1) коэффициент неравномерности графика нагрузки (коэффициент ночного провала)

2) коэффициент заполнения графика нагрузки (коэффициент нагрузки; плотность суточного графика)

= = ;

3) число часов использования суточного максимума нагрузки

;

В крупных энергосистемах с высокой плотностью нагрева a, ß ®1, в малых a, ß < 1.

Производные (модификации) суточного графика нагрузки получают на основе первичного. Этот вид графиков находит широкое применение при проектировании, планировании и эксплуатации ЭЭС. Существует много типов производных графиков: построенные в процентах от суточного максимума нагрузки; продолжительности нагрузок; интегральная кривая суточной выработки энергии; недельных максимальных нагрузок; годовой график нагрузки.

Для характеристики режимов нагрузки энергетических объектов наиболее часто используются первые три типа.

Относительные суточные графики в процентах от максимума нагрузки представляют собой наиболее простой тип производных графиков. В данном случае максимум нагрузки принимается за 100%. Все ординаты графика выражаются в процентах от максимума. Площадь таких графиков измеряется в искусственных единицах — проценто-часах. Таким способом строятся все стандартные графики.

Типичными производными являются графики по продолжительности и интегральные кривые нагрузок за тот или иной период. Они строятся на основе преобразования натуральных графиков. В принципиальном виде построение этих графиков показано на рис. 2.4. Суточный график нагрузки (рис. 2.4, а)отражает изменение нагрузки (Р) по часам суток (Т) и представляет собой зависимость P = f_l(T). График нагрузки по продолжительности (рис. 2.4, б) показывает длительность времени (Т),в течение которого нагрузка (Р) будет не ниже определенного значения, и представляет зависимость P = f₂(T). Площадь этих графиков показывает суточную выработку энергии. Интегральная кривая суточного графика нагрузки (в) может быть построена как на основе натурального суточного графика нагрузки, так и на основе графика по продолжительности. Интегральная кривая суточного графика на­грузки выражает зависимость выработки энергии от изменения нагрузки и представляет зависимость W=f₃(P). Для построения этого графика площади пиковых частей графиков а и б делят посредством горизонтальных прямых на ряд элементарных слоев. Площадь каждого слоя представляет выработку энергии (например, W₂). На горизонтальной оси интегральной кривой суточного графика нагрузки откладываются последовательно выработки энергии (W₁, W₂ и т. п.) в линейном масштабе. Линия ОБ — прямая, а БВ— отклоняется от этой прямой. Это объясняется тем, что при переходе в пиковую часть графика один и тот же прирост нагрузки дает все меньшую площадь — выработку энергии.

Рис. 2.4. Суточные графики нагрузки:

а — суточный график нагрузки; б — график нагрузки по продолжительности; в—интегральная кривая суточного графика нагрузки

Интегральная кривая графика нагрузки позволяет определять количество необходимой выработки энергии при любых режимах работы ЭЭС. С помощью интегральной кривой устанавливают оптимальную зону работы электростанций (с заданной суточной выработкой электроэнергии) в графике нагрузки ЭЭС.