Понятия об энергетической системе

Любые задачи по развитию или эксплуатации систем и их объектов должны решаться с учетом этих связей. В настоящей работе рассматриваются в основном электроэнергетические системы. Электроэнергетическая система включает электрическую и энергетическую. Дадим их определения.

Электроэнергетическая система — это совокупность электрических станций, подстанций и потребителей электроэнергии, связанных между собой электрическими сетями.

Энергетическая система — это совокупность электрических станций, подстанций, потребителей электрической и тепловой энергии, связанных между собой электрическими и тепловыми сетями.

Современные крупные электростанции работают обычно не изолированно, а совместно, образуя систему. В отдельных случаях, особенно для объектов малой и нетрадиционной энергетики возможна и изолированная работа станций на своего потребителя.

На размеры и связи энергетических объектов с потребителями влияют не только технические характеристики, но и хозяйственные отношения. В масштабах одной энергетической системы могут выделяться локальные подсистемы, которые определяются видом рынка, формами собственности, договорными отношениями. Однако и при этом электрические связи между локальными подсистемами остаются. При любых формах собственности в энергетике большая часть станций будет работать в единой энергосистеме. И только отдельные станции будут работать изолированно на своих потребителей.

Работа в энергосистеме создает ряд технических и экономических преимуществ. Увеличивается использование установленной мощности, режим станций становится более равномерным, уменьшается зависимость станций от случайных колебаний нагрузки. Режим мощностей, электроэнергии, частота, напряжение меняются в лучшую сторону. Создаются более благоприятные условия по использованию энергоресурсов, особенно в тех случаях, когда в системе имеются ГЭС. Улучшаются условия проведения ремонтов. Повышается надежность энергоснабжения. Особо необходимо отметить, что при объединении улучшаются технико-экономические показатели электростанций и снижаются их издержки, а эго очень важно для ценовой стратегии.

Недостатком крупных объединений является сложность управления такими объектами. Нужны комплексы средств и систем управления, которые позволили бы управлять системой как единым целым.

Уникальным примером преимуществ объединения станций в систему служит единая энергосистема СССР, включающая 11 объединенных энергосистем. Мощное территориальное объединение обеспечило большие преимущества при функционировании энергосистемы, но особенно при ее развитии. Мощности ЕЭС СССР наращивались в основном за счет крупных электростанций с уникальными параметрами. Мощность энергоблоков КЭС достигла 800 МВт, мощность ядерных реакторов — 1000 МВт, мощности электростанций, работающих на органическом топливе, увеличились до 6400 МВт, мощности АЭС до 6000…7000 МВт, мощности ГЭС до 4000…6000 МВт. Укрупнение мощности агрегатов и станций, как известно, сопровождается снижением удельных капиталовложений на единицу мощности. Без ЕЭС не могло быть и речи о создании таких крупных электростанций. Не было бы Волжско-Камского каскада ГЭС и Ангаро-Енисейского каскада, не было бы BJI с напряжением 500 КВ и выше.

Высокая эффективность объединения была обусловлена и тем, что территория СССР включала шесть часовых поясов и простиралась от западных границ до Дальнего Востока (отмстим, что ЕЭС на Востоке простиралась только до Забайкалья) и от Северного Урала до Черного и Каспийского морей. При этом в объединении ярко проявлялся широтный эффект. За счет широтного эффекта совмещенный максимум нагрузки снизился на 8… 10 млн кВт, что составило 5…8% установленных мощностей. Повысилась надежность, и это привело к снижению резерва еще на 4…5 млн кВт. В сумме установленные мощности станций ЕЭС снизились на 10… 12%. Этим перечислением не исчерпываются все преимущества создания ЕЭС. По оценкам суммарная экономия капитальных затрат составляла к 1980 году 2 млрд руб, а ежегодные эксплуатационные издержки снизились на 700 млн руб. Этих средств было достаточно для строительства двух-трех электростанций.

Приведенный пример показывает, что работа электростанций в объединении всегда выгоднее, чем изолированная. Выигрывают экономика и энергетика страны, энергетика отдельных регионов, потребители, население.

Единая электроэнергетическая система России — ЕЭС России имела в 2002 г. следующие масштабы (цифры даются с округлением).