18 Март 2011

Основы энергосбережения — курс лекций




Значит, в одни часы суток требуется большая сум-марная мощность генераторов, а в другие часть генераторов или электростанций должна быть отключена или работать с меньшей нагрузкой. На рис 2.6 представлен примерный график потребления электрической энергии в течение зимних суток в большом городе, на котором имеются два характерных пика – утром, в 8 – 9 часов (подъем людей и начало рабочего дня) и вечером, в 18 – 19 часов (наступление темноты и возвращение с работы) — и характерный ночной провал нагрузки.

Из графиков нагрузки отдельных потребителей складывается суммарный график потребления для энергосистемы страны, так называемая национальная кривая нагрузки. Задача энергосистемы состоит в обеспечении этого графика. Количество электростанций в энергосистеме страны, их установленная мощность оп-ределяются относительно непродолжительным максимумом на-циональной кривой нагрузки. Это приводит к недоиспользованию оборудования, удорожанию энергосистем, росту себестоимости вырабатываемой электроэнергии.

Рис. 2.6. Примерный график электропотребления

Кардинально изменить характер потребления электрической и тепловой энергии весьма сложно. Более того, объективно суще-ствует тенденция роста неравномерности энергопотребления в силу перспективы увеличения доли коммунально-бытовой на-грузки.

Более ровная форма национальной кривой нагрузки означает более эффективное использование энергетических ресурсов в масштабах всей страны, и, следовательно, более успешную реализацию энергосберегающего потенциала.

Обеспечить график нагрузки означает организовать беспе-ребойную подачу электроэнергии в часы максимального потребления при дефиците мощности в энергосистеме, а в часы минимума потребления энергии не допускать разгрузки той части генерирующего оборудования, для которой это приводит к существенному сокращению сроков работы, иметь в энергосистеме оборудование, обладающее высокой маневренностью (газотурбинные установки, гидроакку-мулирующие станции и т. п.), и энергоаккумулирующие установки.

Чтобы обеспечить неравномерные графики нагрузки, элек-троэнергетические системы должны быть достаточно маневренными, т.е. способными быстро изменять мощность электростанций.

В промышленно развитых странах большая часть электро-энергии, около 80%, вырабатывается на ТЭС, для которых наибо-лее желателен равномерный график нагрузки. На агрегатах этих станций невыгодно производить регулирование мощности. Обычные паровые котлы и турбины тепловых станций допускают изменение нагрузки на 10–15%. Периодические включения и от-ключения ТЭС не позволяют решить задачу регулирования мощ-ности из-за большой продолжительности (часы) этих процессов. Работа крупных ТЭС в резко переменном режиме нежелательна, так как приводит к повышенному расходу топлива, износу тепло-силового оборудования и снижению его надежности. Еще более нежелательны переменные режимы для АЭС. Поэтому ТЭС и АЭС работают в режиме так называемых базовых электростанций, покрывая неизменяющуюся постоянную нагрузку энергосистемы, т.е. базовую часть графика нагрузки.

Дефицит в маневренных мощностях, т.е. пиковые и полупи-ковые нагрузки энергосистемы покрываются газотурбинными или парогазовыми установками на ТЭС, ГАЭС, ГЭС, у которых набор полной мощности от нуля можно произвести за 1-2 минуты, что широко применяется в белорусской энергосистеме. Регулирование мощности ГЭС производится следующим образом: когда в системе – провалы нагрузки, ГЭС работают с незначительной мощностью и вода заполняет водохранилище, при этом запасается энергия; с наступлением пиков нагрузки включаются агрегаты станции и вырабатывается энергия. Накопление энергии в водохранилищах на равнинных реках приводит к затоплению обширных территорий, что является отрицательным экологическим фактором. Целесообразно строительство ГЭС на быстрых горных реках.

В Беларуси в настоящее время осуществляется программа восстановления построенных в довоенные годы малых ГЭС, ко-торые являются экологически чистыми возобновляемыми источ-никами энергии и будут способствовать обеспечению маневрен-ности Белорусской ЭС.

Решение задачи выравнивания национальной кривой нагрузки связано с разработкой и реализацией политики управления спросом на энергию, т.е. Управления энергопотреблением. Управление спросом на энергию может осуществляться как социально-экономическими, так и техническими мероприятиями и средствами.

Весьма действенным экономическим инструментом являются дифференцированные тарифы (цены) на электрическую и тепловую энергию: в периоды максимумов нагрузки тарифы выше, что стимулирует потребителей к перестройке работы с целью уменьшения потребления в часы максимума нагрузки энергосистемы.

Эффективной технической мерой выравнивания графиков нагрузок служит аккумулирование различных видов энергии: в часы провала нагрузки следует запасать электроэнергию, а в часы максимума – использовать ее.