Общие сведения об электрических схемах электростанций и энергетических системах

Общие сведения об электрических схемах электростанций и энергетических системах

Электростанция — электрическая станция, совокупность установок, оборудования и аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии, а также необходимые для этого сооружения и здания, расположенные на определённой территории.

Энергетическая система (энергосистема) — совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединённых между собой и связанных общностью режимов в непрерывном процессе производства, преобразования, передачи и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этим режимом.

Особенности ЭЭС

• 1. Производство, преобразование, перераспределение, потребление электроэнергии — процессы взаимосвязанные. Аккумулировать электроэнергию в промышленных масштабах невозможно.
• 2. Быстрота переходных процессов и переходов режимов работы.
• 3. ЭЭС осуществляет функционирование всех остальных систем.

Электроснабжение промышленных, коммунально-бытовых и других потребителей производится от электрических станций (ЭС), вырабатывающих электроэнергию. Электрические станции могут находиться, как вблизи электропотребителей (ЭП), так и удалены на значительные расстояния. В обоих случаях передача и распределение электрической энергии осуществляется по проводам линий электропередачи. С помощью современных автоматических средств управления постоянно поддерживается равновесие между объемами вырабатываемой и потребляемой электрической энергии.

Тепловые электростанции выгодно располагать вблизи залежей топлива. Гидроэлектростанции также редко располагаются у крупных центров нагрузки. Крупные электрические станции связываются с центрами нагрузок линиями электропередачи (ЛЭП).

Передачу электроэнергии на большие расстояния осуществляют на повышенном напряжении. Для этого между электрической станцией и потребителями сооружаются повышающие и понижающие (преобразовательные) подстанции (ПС). Исключение могут представлять отдельные промышленные электрические станции небольшой мощности или теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). ТЭЦ могут быть и крупными, но располагаются они вблизи потребителей, т.к. передача пара и горячей воды обычно осуществляется на относительно небольшие расстояния.

Совокупность электростанций, линий электропередач, подстанций и тепловых сетей, связанных в одно целое общностью режима и непрерывностью процесса производства и распределения электрической и тепловой энергии называется энергетической системой (энергосистемой) (рис.1).

Электроэнергетический режим энергосистемы — единый процесс производства, преобразования, передачи и потребления электрической энергии в энергосистеме и состояние объектов электроэнергетики и энергопринимающих установок потребителей электрической энергии (включая схемы электрических соединений объектов электроэнергетики).

Рис. 1 Структура энергетической системы

Часть энергетической системы, состоящая из генераторов, распределительных устройств, повышающих и понижающих подстанций, линий энергетической сети и приемников электроэнергии, называется электроэнергетической системой (рис. 2).

Электрическими сетями называются части электроэнергетической системы, состоящие из подстанций и линий электропередачи постоянного и переменного тока различных напряжений. Электрическая сеть служит для передачи и распределения электрической энергии от места ее производства к местам потребления.

Важными характерными свойствами электроэнергетических систем (ЭЭС) являются: одновременность процессов производства, распределения и потребления электрической энергии (выработка электрической энергии жестко определяется ее потреблением и наоборот). Преобразование и передача энергии происходит с потерями энергии во всех элементах ЭЭС. Необходимо своевременно развивать ЭЭС, ее рост должен опережать рост потребления энергии.

Отдельные энергетические системы связываются между собой электрическими сетями в объединенную энергетическую систему. Объединенная энергетическая система (ОЭС) — совокупность нескольких энергетических систем, объединенных общим режимом работы, имеющая общее диспетчерское управление как высшую ступень управления по отношению к диспетчерским управлениям входящих в нее энергосистем.

Статистические данные, характеризующие современное положение энергосистемы Кыргызстана

Примечание: 53% всех мощностей энергосистемы Кыргызстана были введены более 40−50 лет назад, оставшихся 37% были введены в эксплуатацию свыше 30 лет назад.

электростанция энергосистема выработка потребление Баланс воды в Токтогульском водохранилище.

Выработка электроэнергии по энергосистеме Кыргызстана за 2010;2013гг., млн. кВтч.

Потребление электроэнергии по категориям (млн. кВтч).

Рис. 3 Принципиальная схема энергосистемы

Объединение электростанций на параллельную работу и создание энергосистем имеет большое народнохозяйственное значение и дает ряд технических и экономических преимуществ:

• · позволяет увеличивать темпы развития энергетики и осуществлять это развитие наиболее экономично для современных условий, т. е. за счет преобладающего ввода крупных ТЭС и АЭС с блочными агрегатами большой мощности;
• · повышает надежность электроснабжения потребителей;
• · обеспечивает повышение экономичности производства и распределения электроэнергии в целом по энергосистеме за счет наиболее рационального распределения нагрузки между электростанциями при наилучшем использовании энергоресурсов (топлива, водной энергии и т. д.);
• · улучшает качество электроэнергии, т. е. обеспечивает поддержание напряжения и частоты в пределах, нормированных ГОСТ, так как колебания нагрузки воспринимаются большим числом агрегатов;
• · позволяет снизить суммарный резерв мощности по энергосистеме, который должен составлять 12−20% общей мощности агрегатов энергосистемы.

При параллельной работе нескольких энергосистем в составе объединенной энергосистемы указанные преимущества проявляются в еще большей степени.