Основные параметры и режимы работы энергосистем.

Режимы работы энергетических систем, их параметры и оптимизация детально рассматриваемая специалистами электроэнергетического профиля. Здесь кратко рассматриваются лишь вопросы, важные для эксплуатации энергетических блоков с точки зрения теплоэнергетики.

Режимы работы энергосистемы – это совокупность ее состояний и процессов перехода из одного состояния в другое, определяющихся большим количеством ее параметров. Основными электрическими параметрами здесь являются частота и напряжение генерируемого тока. Одновременно они являются и показателями качества отпускаемой электроэнергии, устанавливаемыми ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения». Частота электрического тока является общесистемным параметром и должна поддерживаться на уровне 50 Гц. В нормальных режимах работы энергосистемы России допускается отклонение частоты тока в среднем

± 0,1 Гц, что для паротурбинных агрегатов с номинальной частотой вращения в 3000 об/мин соответствует отклонениям скорости их вращения на ± 6 об/мин. Допускается временная работа энергосистемы с отклонениями частоты до ± 0,2 Гц. Кроме того в переходных режимах работы допускается предельное отклонение частоты до ± 0,4 Гц (± 24 об/мин). Отклонение частоты тока от нормального значения происходит при нарушениях баланса вырабатываемой и потребляемой активной мощности, причинами которого могут быть отклонение нагрузки от графика, предусмотренного планом, обусловленное как неравномерностью потребления в течение суток, так и возможными отказами оборудования как у потребителя, так и у производителя или аварийными ситуациями в электрических сетях, сопровождающимися потерей части генерируемой мощности. Это приводит к временному нарушению баланса мощности в энергосистеме и вызывает отклонение частоты.

Если работа энергосистемы с частотой 50 Гц не может быть обеспечена вследствие отсутствия достаточных резервов активной мощности на электростанциях, должны быть приняты меры по снижению нагрузки. В практике энергосистем России основным методом планового снижения нагрузки является ограничение потребления, вводимое заранее в установленном порядке. При внезапных (аварийных) дефицитах активной мощности для восстановления частоты в энергосистеме применяется отключение потребителей, осуществляемое оперативно. Как ограничения, так и отключения потребителей в аварийных условиях производятся по распоряжению диспетчеров высших ступеней управления в порядке, установленном действующими инструкциями (разгрузка по частоте). Аварийный режим в энергосистеме при невыполнении вышеуказанных мер может привести к отклонению ее параметров за допустимые пределы и к нарушению устойчивости энергосистемы.

В зарубежной практике (США, Англия) для уменьшения нагрузки в энергосистеме широко применяется понижение напряжения у потребителей двумя – тремя ступенями по 2,5%. При этом потребители или предупреждаются заранее (за сутки или менее), или не предупреждаются (в аварийных условиях).

Напряжениев отличие от частоты является параметром режима, характеризующим качество электроэнергии на данном участке энергосистемы. Допустимые отклонения напряжения здесь от нормы устанавливаются в первую очередь его допустимыми отклонениями на приемниках электроэнергии, при которых обеспечивается ее эффективное использование и надежность работы потребителей. На основании этих допущений устанавливаются нормы отклонения напряжений на шинах пунктов питания распределительной сети. ГОСТ 13109-97 устанавливает нормально-допустимое отклонение в соответствии с «Нормами качества электроэнергии» предельно допустимые отклонения напряжения в ± 10 %. Напряжение в электрической сети регулируется оперативным персоналом в соответствии с заданными графиками напряжения в основных узлах, служащих контрольными точками. Этими графиками, которые задаются в виде двух предельных (наивысшего и наинизшего) уровней или в виде оптимального графика с предельно допустимыми отклонениями, должно обеспечивать поддержание необходимых уровней напряжения в пунктах питания распределительной сети. Задаваемые уровни напряжения при этом должны соответствовать возможностям энергосистемы по располагаемой реактивной мощности и по ее средствам регулирования и должны находиться в пределах, допустимых для оборудования энергосистемы. Поддержание заданных оптимальных графиков напряжения в контрольных точках энергосистемы осуществляется воздействием на возбуждение синхронных машин, изменением коэффициентов трансформации силовых трансформаторов и последовательно включенных регулировочных агрегатов, включением или отключением батарей конденсаторов.