Структура мощностей системы определяется в период ее проектирования, и в эксплуатации ее изменить нельзя. Выбор структуры — это важнейшая задача развития энергосистемы. Обычно структура мощностей выбирается для больших районов электроснабжения и увязывается с топливно-энергетическими ресурсами. При выборе структуры устанавливается соотношение станций различных типов, т. е. ГЭС, ТЭС, АЭС и их параметры. Определяются возможности станций при выполнении ими различных функций, их экономические характеристики. Если во время эксплуатации станции работают не так, как это предусматривалось при выборе структуры системы, то снижается их надежность и экономичность. Имеются экономико-математические модели по выбору оптимальной структуры мощностей ЭЭС.
При расчете оптимальной структуры решается задача покрытия пиковых нагрузок. Покрытие пиковых нагрузок осуществляется гидростанциями, КЭС с докритическими параметрами пара, конденсационными мощностями ТЭЦ, ГАЭС и ГТС. Базовую нагрузку несут крупные КЭС и АЭС. Таким образом, энергосистема всегда имеет собственные режимные возможности и они не могут существенно меняться при эксплуатации. При развитии энергосистемы, т. е. при вводе новых станций и линий электропередачи, свойства системы могут целенаправленно изменяться.
Технологический процесс — это процесс преобразования первичного энергетического ресурса (органического топлива, гидроэнергии, ядерного топлива) в конечную продукцию (электрическую энергию, тепловую энергию). Параметры и показатели технологического процесса определяют эффективность производства. Схематично технологический процесс показан на рис. 1.3, откуда видно, что имеется несколько этапов преобразования энергии. В котле К энергия горения топлива преобразуется в тепловую. Котел — это парогенератор. В турбине тепловая энергия преобразуется в механическую. В генераторе механическая энергия преобразуется в электрическую. Напряжение электрической энергии в процессе ее передачи по ЛЭП от станции к потребителю трансформируется, что обеспечивает экономичность передачи. Эффективность технологического процесса зависит от всех этих звеньев. Следовательно, имеется комплекс режимных задач, связанных с работой котлов, турбин ТЭС, турбин ГЭС, ядерных реакторов, электрического оборудования (генераторов, трансформаторов, ЛЭП и др.). Необходимо выбирать состав работающего оборудования, режим его загрузки и использования, соблюдать все ограничения и нормативы на технические параметры, добиваться максимального КПД.
