Электроэнергетические системы

Их значения находятся в диапазоне от 24 до 52 ГВт (см. табл. 3). При этом в расчетах было принято, что по соображениям надежной работы связей они должны быть, как минимум, двухцепными. Другие возможные схемы межконтинентальных связей не рассматривались, хотя не исключается, что возможна и более оптимальная конфигурация глобальной сети.

Анализ исходных данных и результатов расчетов ЕЭЭС земного шара обнаруживает, что в целом особенности электроэнергетического хозяйства Земли таковы, что не всегда способствуют получению возможного максимального эффекта. Можно утверждать, что если бы имело место равномерное распределение населения по планете, одинаковое удельное электропотребление на душу населения во всех регионах, то эффекты от объединения были бы выше. Но, к сожалению, имеет место обратная ситуация, то есть существенная неравномерность распределения населения по регионам, разброс значений электропотребления и пр. Так, например, незначителен эффект объединения с целью использования сезонной неравномерности Северного и Южного полушарий, так как количество населения и объем электропотребления Южного полушария гораздо меньше таковых Северного.

Таблица 1.1 — Различия по полушариям Полушарие Площадь, тыс. кв. км Население млн. чел. % Электропотребление, ТВт. ч % Северное 96 581.

64.5 4643.

88.5 8300.

88.8 Южное 53 754.

35.5 605.

11.5 1048.

11.2 Отношение:

Северное Южное 1.8 7.7 7.9

Подобные факты могут вызвать в отдаленном будущем постановку задачи управления равномерным расселением населения Земли по ее поверхности по критерию рационального его электроснабжения. В табл. 1.2 обобщены результаты выполненных исследований для уровня 1990 г.

По изложенной методике выполнены расчеты эффективности глобального объединения ЭЭС Земли на уровне прогнозируемого электропотребления в 2050 г. (25.2 трлн. кВт • ч). В табл. 1.3 приведены результаты выполненных исследований для этого уровня.

Таблица 1.2 — Эффекты от создания ЕЭЭС Земли, 1990 г.

Характеристики Единицы измерения Раздельная работа Совместная работа Население млн.

чел. 5249.

728 Электропотребление ТВт. ч 10 555

Суммарный максимум нагрузки ГВт 1972.

34 Совмещенный максимум нагрузки ГВт 1722.

8 Располагаемые мощности ГВт 2261.

2 1918.

68 Полный резерв мощности ГВт 538.

4 195.

88%от PHсов. max 31.3 11.37 Необходимая располагаемая мощность на покрытие потерь в межконтинентальных связях ГВт — 11.1 Снижение располагаемой мощности ГВт 0 342.

52 Объемы сетевого строительства тыс. км 0 105.

5 ГВт • км 0 3991 • 103

Величина совмещенного максимума по результатам прогностических расчетов для рассматриваемого периода составила 4120 ГВт. В таком случае требуемый суммарный полный резерв мощности по ЕЭЭС в целом для условий совместной работы составит 4476.

9 — 4120.

0 = 356.

9 ГВт, или 8.

66% от величины совмещенного максимума нагрузки. При раздельной работе регионов полный суммарный собственный резерв мощности по энергоузлам, отнесенный к совмещенному максимуму нагрузки, равняется 5206.

97 — 4120.

0 = 1087 ГВт, или 26.

4%. Экономия располагаемой генераторной мощности составит 1087 — 356.

9 ~ 730 ГВт.

Для сравнения, для условий 1990 г. (см. выше) экономия равнялась 342.

5 ГВт.

Требуемые пропускные способности межсистемных связей для 2050 г. возрастают до 60−98 ГВт (при сохранении той же конфигурации сети).

Таблица 1.3 — Эффекты от создания ЕЭЭС Земли, 2050 г.

Характеристики Единицы измерения Раздельная работа Совместная работа Население млн.

чел. Около 9000

Электропотребление ТВт. ч 25 242

Суммарный максимум нагрузки ГВт 4717

Совмещенный максимум нагрузки ГВт 4120

Располагаемые мощности ГВт 5207 4477

Необходимая располагаемая мощность на покрытие потерь в межконтинентальных связях ГВт — 30 Снижение располагаемой мощности ГВт 0 730 Объемы сетевого строительства тыс. км 0 105.

5 ГВт • км 0 8467 • 103

Полученные характеристики (снижение генераторной мощности, требуемые объемы сетевого строительства, уровни потерь в сетях) позволят на следующих этапах всестороннего анализа эффективности глобального объединения определить соответствующие экономические характеристики; оценить реализуемость проектов, управляемость системы и т. д. Для этого потребуется знание технико-экономических характеристик оборудования, целесообразного для создания такого объединения, и, особенно, в части межконтинентальных линий электропередачи.

Здесь можно грубо оценить затраты на дополнительную генераторную мощность в случае раздельной работы электроэнергетических систем континентов и затраты на сооружение межконтинентальных связей для совместной работы, которые находятся в диапазоне Зr = 1000−2000 долл./кВт; удельные затраты на ЛЭП — в диапазоне Зл = 0.05- 0.10 долл./(кВт • км). Тогда затраты на генераторную мощность составят Зr = (Зr • (Рr = (1000−2000) • 730 • 106 = 730 • 1460 м.

Заключение

В настоящее время современные электроэнергетические системы являются настолько сложными объектами с разнообразными обратными связями и факторами взаимовлияния, что решение любых вопросов, связанных с проектированием, управлением и эксплуатацией объектов электроэнергетики, немыслимо без использования мощного аппарата вычислительной математики и всех видов вычислительной техники, систем связи и телекоммуникаций.

Эффект от создания общепланетарной электроэнергетической системы очевиден.

Развертывание работ по созданию такой системы является актуальным и должно начинаться уже сейчас. Ближайшими шагами, способствующими развитию рассмотренных процессов, должны быть:

исследование зависимостей размеров эффектов от объединения региональных ЭЭС на различных этапах и для различных условий с применением различных средств их развития;

более тщательное изучение условий функционирования электроэнергетических систем всех стран на всех континентах, выявление факторов, которые способствуют повышению эффективности объединения в глобальную систему, и факторов, существенно уменьшающих эту эффективность. Исследование возможностей управления этими факторами;

совершенствование способов и средств передачи больших количеств электроэнергии на значительные расстояния. Разработка высокоэффективных технологий и оборудования в данной области.

В данной работе обойден социально-политический аспект решаемой проблемы, которая рассмотрена с позиций получения максимальных эффектов для всей человеческой цивилизации в недалеком будущем. Сможет ли современное общество решить эту проблему с учетом существующих в мире разногласий — особая тема, требующая соответствующих исследований.

Список литературы

Баташов А. И. Проектирование электроэнергетических систем. Требования, тематика, исходные данные, постановка задачи, расчет и анализ режимов работы, оформление проекта и защита. / ВСГТУУлан-Удэ, 2005. 75 с.

Калентионок Е. В. Устойчивость электроэнергетических систем/ Гриф МО РФ — М., 2008. — 375 с.

Овчаренко Н. И. Автоматика энергосистем. /Гриф МО РФ — М., 2007. — 476 с.

Овчаренко Н. И. Автоматика энергосистем. /Гриф МО РФ — М., 2007. — 476 с.

Баташов А. И. Проектирование электроэнергетических систем. Требования, тематика, исходные данные, постановка задачи, расчет и анализ режимов работы, оформление проекта и защита. / ВСГТУУлан-Удэ, 2005. 75 с.

Калентионок Е. В. Устойчивость электроэнергетических систем/ Гриф МО РФ — М., 2008. — 375 с.