Условия наивыгоднейшего распределения активных нагрузок
1. Между параллельно работающими агрегатами одной электростанции (блоки КЭС, турбогенераторы и парогенераторы ТЭЦ с общим паропроводом, гидроагрегаты ГЭС) активная нагрузка должна распределяться по условиям:
(5.2)
где – удельный («относительный» – у многих авторов) прирост расхода энергоносителя i-го агрегата, определяет изменение расхода энергоносителя в единицу времени Bi (т.у.т/ч, Гкал/ч, м3/с) при изменении нагрузки агрегата Рi на одну единицу; для всех агрегатов bi >0;
Рi, PЭС.уст – нагрузка i-го агрегата и суммарная нагрузка, заданная всем n агрегатам;
Рi min ÷ Рi max – диапазон допустимых нагрузок i-го агрегата.
Справедливость равенства удельных приростов как условия наивыгоднейшего распределения подтверждается простым «мысленным» экспериментом. Пусть параллельно работают два агрегата с нагрузками Р1 и Р2, причем b1<b2, .
Не изменяя заданной нагрузки PЭС.уст, увеличим нагрузку 1-го агрегата и уменьшим 2-го на . При этом изменится расход энергоносителя:
т.е. получим экономию.
Такое перераспределение для любого количества агрегатов, очевидно, выгодно вести до тех пор, пока удельные приросты сравняются.
Для оптимизации распределения PЭС.уст по условиям (5.2) пользуются характеристиками удельного («относительного») прироста – зависимостями bi(Pi), получаемыми путем графического дифференцирования расходной характеристики агрегата Bi(Pi).
По характеристикам УП отдельных агрегатов можно построить характеристики УП нескольких агрегатов при их последовательном соединении (рис. 5.2,а), параллельном (рис. 5.2,б) и для электростанции в целом.
Рис. 5.2. Последовательное (а) и параллельное (б) соединение агрегатов
При последовательном соединении агрегатов
,
при параллельном
.
Поскольку при наивыгоднейшем распределении
то
Для электростанции в целом строятся зависимости
или ,
которые используются для задания мощности каждому агрегату Рi по заданному удельному приросту ЭС – bЭС или по заданной мощности ЭС – РЭС.
2. Между тепловыми электростанциями в сосредоточенных (концентрированных) энергосистемах с короткими линиями, когда потерями активной мощности в сетях можно пренебречь, активная нагрузка должна распределяться по условию уравнивания удельных приростов часовой стоимости затрат на топливо (удельных приростов переменной составляющей издержек), а не удельных приростов часового расхода условного топлива, так как стоимость одной тонны условного топлива на различных ТЭС различна:
(5.3)
где – удельный прирост часовой стоимости затрат (издержек) i-й электростанции;
– часовая стоимость затрат (топливная составляющая) на выработку мощности Рi, т. е.
, Pоб.уст– суммарная нагрузка ЭЭС и задаваемая обменная мощность по всем связям с другими ЭЭС;
, – диапазоны допустимых нагрузок i-й ЭС при заданном составе включенного оборудования.
3. Между тепловыми электростанциями в рассредоточенных энергосистемах, когда потерями активной мощности в сетях пренебречь нельзя, распределение активной нагрузки должно производиться с учетом этих потерь по условиям:
(5.4)
где – удельный прирост затрат i-й электростанции при изменении нагрузки энергосистемы в балансирующей точке Рн на одну единицу и неизменной мощности остальных электростанций;
– суммарные потери активной мощности в основных сетях энергосистемы;
– удельный прирост потерь при изменении мощности только i-й электростанции.
Выражение для µi в (5.4) можно получить простыми рассуждениями. Увеличим нагрузку i-й электростанции на малую величину . Нагрузка балансирующей точки должна быть изменена при этом на . Чтобы частота в энергосистеме не изменилась, должен сохраняться баланс мощностей:
где – приращение потерь в сетях.
Отсюда
,
где – доля полезно используемого приращение мощности на i-й электростанции. Прирост затрат на i-й электростанции ( и в энергосистеме) составит при этом
а удельный прирост затрат – на единицу полезно отпущенной мощности, т.е. с учетом потерь в сетях:
Если величины µi не одинаковы для каких-либо двух электростанций, то можно получить экономию в энергосистеме, увеличив нагрузку станции с меньшим значением µi и соответственно снизив нагрузку станции с бо́льшим значением. Оптимальный режим наступит тогда, когда нагрузки электростанций перераспределятся так, что удельные приросты затрат с учетом потерь в сетях – µi сравняются.
4. Между тепловыми и гидравлическими электростанциями (АЭС работают в базовом режиме и к регулированию не привлекаются) в смешанной рассредоточенной энергосистеме распределение нагрузки необходимо производить так, чтобы за расчетный период (цикл регулирования) при заданном расходе воды турбинами ГЭС, который определяется по прогнозу притока воды и расхода для судоходства, орошения и т.п., затраты тепловых электростанций были минимальными.
Для экономичного распределения нагрузки в этом случае необходимо непрерывно соблюдать условия:
(5.5)
где i=1…n – индекс тепловой электростанции;
– индекс гидравлической электростанции;
– удельный прирост часового расхода воды -й ГЭС;
– заданный расход воды -й ГЭС за период .
Размерность коэффициента :
.
Значение коэффициента определяет изменение затрат тепловых электростанций при изменении пропуска воды через турбины -й ГЭС на единицу.
Величину λ называют неопределенным множителем Лагранжа. Его предварительно рассчитывают для каждой ГЭС на период , исходя из предполагаемых графиков нагрузки, так чтобы расход воды на ГЭС за расчетный период имел заданное значение , а затем периодически корректируют. Неоправданно заниженное значение коэффициента приведет к тому, что электрическая нагрузка -й ГЭС будет задаваться слишком большой, что в свою очередь приведет к снижению напора и затоплению нижнего бьефа и наоборот.
Расчет коэффициентов и удельных приростов потерь в сетях для каждой ЭС выполняется для различных режимов работы энергосистемы по специальным программам на ЭВМ.
5. Между объединениями, входящими в единую энергосистему, распределение нагрузки определяется заданным (согласованным) графиком суммарной обменной мощности Pоб.уст=f(t) для каждого объединения. Собственная генерация объединения должна покрывать свою нагрузку, потери в сетях и обеспечивать заданное значение обменной мощности – второе уравнение в (5.5).
Рассмотренные условия наивыгоднейшего распределения активных нагрузок реализуются при вторичном или третичном регулировании.
Дата добавления: 2016-07-27; просмотров: 1847;