Экономика предприятия электроэнергетики. Учебное пособие

Построение перспективных графиков нагрузки

Принятие решений по развитию и эксплуатации энергетической системы основывается в значительной мере на определении условий снабжения потребителей энергией. Эти условия определяются тремя факторами :

-величиной максимального спроса;
-объемом потребления энергии за определенный промежуток времени;
-распределением спроса по времени.

Это означает, что для принятия решений необходимо осуществлять прогнозирование указанных условий энергоснабжения. В данном случае под прогнозированием будем понимать определение предполагаемых потребностей в мощности и энергии, с использованием математических методов и с такой степенью детализации, которая позволяет принимать плановое решение по развитию энергосистемы.

При подготовке прогнозов необходимо решать следующие вопросы:

1. Как следует прогнозировать максимум спроса- или на основе прогноза потребности в энергии и использования коэффициента использования максимума спроса, или на основе прогнозирования собственно значения максимума спроса?
2. Следует ли составлять прогноз нагрузки исходя из нагрузки по отдельным потребителям (группам потребителей) или прогнозировать общую величину суммарной нагрузки ?
3. Какие погодные условия следует принимать в расчет — средние или экстремальные?
4. Какие методы — простые или сложные — нужно использовать при прогнозировании?

Ответы на эти вопросы определяются очень большим числом факторов. Вот наиболее существенные из них:
— возможность присоединения новых крупных потребителей;
— период времени, на который необходимо делать оценку показателей энергопотребления;
— цель прогноза потребности в мощности и энергии (определение сроков ввода новых мощностей на станциях, строительство магистральных линий электропередачи, создание запасов топлива и определение потребности в топливе).

В принципе, имеются две возможности проведения расчетов.

Можно прогнозировать потребление энергии (что считается менее трудным) и получить по этим данным (применяя также прогнозируемый показатель использования максимума спроса) величину ожидаемого максимума спроса.

Вторая возможность — прямой прогноз максимума спроса.

Преимущества первого подхода в том, что тенденции прироста потребления энергии тесно связаны с экономическими и демографическими факторами, это позволяет оценивать энергопотребление по группам потребителей, географическим районам и т.п.

В отечественной практике используются следующие методы оценки максимумов спроса и построения перспективных графиков нагрузки.

Первый метод основан на использовании типовых графиков электрической нагрузки (рис.3.25) по отдельным группам потребителей (предприятия различных отраслей промышленности, коммунально-бытовая нагрузка населенных пунктов, электрифицированный транспорт). Типовые графики нагрузки имеются для среднезимних и среднелетних суток и строятся в процентах от максимума нагрузки зимних суток.

Для использования типовых графиков необходимо по отдельному потребителю оценить каким-либо методом ожидаемое потребление электроэнергии (например, на основе удельных норм электропотребления):

W=B*Z (3.9.)

где W — оценка потребности в электроэнергии, кВт·ч;
В — оценка объема выпуска продукции или оказания услуг;
Z — оценка удельного электропотребления, кВт·ч/ед.

Рис.3.25. Характерный суточный график потребления активной мощности прядильно-ткацких фабрик

Задаваясь показателем использования максимума нагрузки (число часов использования максимума спроса — h — достаточно стабильная величина, определяемая технологией производства, видом оборудования и режимом работы потребителя), можно определить ожидаемое значение максимума нагрузки (кВт):

Зная максимум спроса и имея типовой график, можно легко построить перспективный график нагрузки.

Совместив соответствующие суточные графики спроса отдельных потребителей, получим общий суточный график спроса внутренних потребителей энергосистемы. Добавляя к указанному графику потери мощности в распределительных сетях и расходы на собственные нужды электростанций, получим суммарный график нагрузки энергосистемы.

Данный метод может дать наиболее точные результаты, но требует выполнения целого ряда предварительных условий:
— сохранения значений удельных расходов электроэнергии на перспективу (это возможно только при сохранении старой технологии и уровня электрификации бытовых процессов);
— сохранения на перспективу режимов электропотребления;
— распространения на новых потребителей режимов электропотребления уже существующих предприятий.

Кроме того, при значительном количестве потребителей различных отраслей этот метод является достаточно трудоемким.

При перспективных исследованиях для построения приближенных графиков спроса используется метод обобщенных характеристик энергопотребления по отдельным отраслям народного хозяйства [13]. Этот метод основан на использовании таких данных, как :

-выпуск продукции по отраслям промышленности и сельского хозяйства в натуральных измерителях;
-перевозка пассажиров и грузов различными видами электрифицированного транспорта;
-численность населения;
-нормы расхода электроэнергии на выпуск соответствующих видов продукции или выполнения каких-либо услуг;
-нормативы потребления электроэнергии на бытовые нужды населением;
-статическое число часов использования максимума спроса по отраслям.

Используя все вышеперечисленные данные, можно определить потребление по энергосистеме как сумму потребления по отдельным отраслям (кВт·ч):

Поскольку режим потребления электроэнергии на коммунально-бытовые нужды существенно отличается от промышленного, вводится специальная процедура оценки, которая выполняется в следующей последовательности:

— находится доля коммунально-бытового потребления в общем потреблении электроэнергии в энергосистеме — ;
— по специальным номограммам в зависимости от географической широты, на которой расположена энергосистема, определяется число часов использования суммарного максимума нагрузки энергосистемы.

Зная объем электропотребления и число часов использования максимума, можно определить максимум нагрузки, к которому следует прибавить потери мощности в сетях и расходы на собственные нужды электростанций.

По соответствующим таблицам находятся относительные значения нагрузки для каждого часа зимних и летних суток, что дает возможность построить графики нагрузки для энергосистемы в целом.

Третий способ основан на использовании данных о мощности электроустановок потребителей и значений коэффициента спроса по группам потребителей.

Полученные по всем трем способам максимальные значения нагрузки соответствуют средним условиям. Следует иметь в виду, что фактические значения нагрузок носят вероятностный характер и отклоняются от средних величин под воздействием нерегулярно действующих факторов (колебания температуры, уровень естественной освещенности, экономическая конъюнктура и т.д.)