Эксплуатационные свойства агрегатов и электростанций

Категории мощности агрегатов и электрических станций. ~ Эксплуатационные свойства электростанций. ~ Экономические оценки различных категорий мощности и выработки электроэнергии. ~ Роль ГЭС в повышении экономичности и надежности энергосистемы

КАТЕГОРИИ МОЩНОСТИ АГРЕГАТОВ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАННИЙ

Различают несколько категорий мощности, которые отражают возможности участия станций и агрегатов в энергетических балансах. Установленная мощность станции. Установленная мощность — это электрическая мощность генераторов. Она определяется при проектировании исходя из потребностей энергосистемы, в которой будет использоваться. Рассчитывается установленная мощность станции по наибольшей нагрузке и необходимой величине резервов мощности. При выборе установленной мощности ТЭЦ учитываются потребности в тепловой энергии и часто они бывают определяющими. Установленные мощности КЭС и ГЭС обусловлены их электрическими нагрузками.

Имеются важные особенности выбора установленной мощности ГЭС. Как уже отмечалось, мощность ГЭС зависит от регулирования речного стока и водности года (приточности). Установленная мощность соответствует гарантированной выработке электроэнергии, т. е. выработке электроэнергии расчетного маловодного года. Обычно расчетный маловодный год имеет обеспеченность 95% и более. Мощность, соответствующая гарантированной выработке электроэнергии, называется вытесняющей. Это означает, что она вытесняет мощность ТЭС, которую необходимо было бы установить при отсутствии ГЭС. Однако в годы повышенной водности по сравнению с расчетным маловодным периодом ГЭС может давать большую мощность. Поэтому обычно установленная мощность ГЭС больше вытесняющей. Эта дополнительная мощность является дублирующей — такая же величина мощности установлена на ТЭС. Называют эту составляющую мощности сезонной мощностью. Сезонная мощность используется при наличии водных ресурсов, но она не гарантирована. Она может использоваться в соответствии с требованиями системы в виде рабочей или резервной мощности. Таким образом, установленная мощность ГЭС.

а выработка электроэнергии ГЭС.

где Рвыт, Л: ез — вытесняющая и сезонная мощность, а Э_гар, Э_сез — гарантированная и сезонная выработка электроэнергии.

Почти все гидростанции имеют сезонные составляющие мощности и выработки электроэнергии. Например, Красноярская ГЭС имеет установленную мощность 6400 МВт, гарантированную составляющую мощности 1300 МВт, а сезонную — 5100. Установленная мощность Новосибирской ГЭС равна 500 МВт, гарантированная 130 и сезонная 370 МВт соответственно. Только при многолетнем регулировании стока (Братская ГЭС, Усть-Илимская) вся мощность является вытесняющей. Экономическая значимость гарантированных и сезонных составляющих различна. Гарантированная составляющая вытесняет мощности ТЭС и отвечает общим требованиям надежности и бесперебойности энергоснабжения. Сезонная мощность позволяет экономить топливо на ТЭС, заменяя их мощность в периоды паводка, и позволяет повысить экономичность электроснабжения.

Установленная мощность агрегата — это номинальная мощность, указанная в паспорте агрегата. Установленная мощность агрегата Р_уСт.а соответствует установленной мощности генератора, поскольку от него зависит электрическая мощность, выдаваемая в сеть. Установленная мощность турбины, котла — это их паспортная номинальная мощность, которая определяет их максимальную производительность. Для агрегатов ТЭС она постоянная. Для агрегатов ГЭС установленная мощность турбины зависит от того напора, с которым работает агрегат, так как расход воды агрегата также зависит от напора.

Располагаемая мощность агрегата и станции — мощность, которая может использоваться в рассматриваемый период. Располагаемая мощность может быть меньше установленной, если есть ограничения мощности, т. е. имеется связанная мощность Р_сът, которая не может быть получена. Следовательно,.

Ограничения мощности могут быть вызваны различными причинами. Некоторые причины являются общими для любых электростанций: аварийный простой агрегатов, ремонты, модернизация, техническое состояние агрегатов (износ, неполадки). Причинами связанной мощности ТЭС могут быть: плохое качество топлива (высокая влажность, зольность, сернистость), качество питательной воды, величина вакуума, не соответствующая нормативу, отклонение режимных параметров турбин и котлов от нормального состояния. На ГЭС связанная мощность может быть в периоды снижения напора при пропуске паводка (за счет значительного повышения уровня нижнего бьефа).

Связанную мощность еще называют разрывами мощности. Станции заявляют о своих разрывах мощности при планировании режимов системы. Экономические оценки разрывов мощности учитывают, какой ущерб они наносят энергосистеме, какие инвестиции требуются для устранения разрывов, какая доля затрат станции определяется недоиспользованием мощности. Отметим, что все свои затраты станция включает в себестоимость продукции и потребители оплачивают связанную мощность. Условие экономичности энергоснабжения требует минимизации затрат на связанную мощность за счет проведения систематической работы по устранению разрывов мощности.

Рабочая мощность — это мощность, с которой агрегат или станция работают в течение рассматриваемого периода времени или которая планируется для работы. Рабочая мощность не превышает располагаемой:

Резервная мощность — это мощность, предназначенная для различных резервов, которые необходимо иметь для обеспечения надежного энергоснабжения и поддержания качества энергии в нормируемых пределах.

Перечисленные выше категории мощности используются при составлении балансов мощности и энергии системы.

В различных задачах используются и другие категории, например, экономическая мощность, которая соответствует определенным экономическим показателям, перегрузочная мощность — предельная мощность, которая кратковременно может быть получена.

Различные виды мощности имеют параметрическое содержание, т. е. это параметры мощности. Для получения параметрических характеристик необходимо знать возможности агрегатов или станции и реальные данные по их использованию. Как будет показано дальше, параметры мощности имеют различную ценность. Эксплуатационные издержки для них различаются, а соответственно меняется и их цена.