Резервные мощности системы и их распределение между электростанциями. Составление баланса мощности ЭЭС

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

Для покрытия графика нагрузки используем все имеющиеся станции: КЭС-5, ТЭЦ-3, ТЭЦ-4 и ГЭС. До полупиков нагрузку покрывают базовые мощности станций. ГЭС покрывает полупики, пики и нагрузочный резерв. При помощи регулируемой мощности КЭС-5 и частично ТЭЦ-4 полупики ГН. Для покрытия аварийного резерва используем ТЭЦ-3, частично ТЭЦ-4. Получившийся дефицит мощности закупаем из другой энергосистемы. Все значения мощностей приведены в таблице ниже.

Таблица 3.7

Распределение нагрузки между станциями (МВт)

Часы	Покупка	Рбаз гэс	Рбазтэц3	Рбазтэц4	Рбазкэс5	РрегКЭС	Ррегтэц4	Ррег гэс	Pаврез	Pнрез
0	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	85,3	0	0,0
1	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	78,6	0	0,0
2	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	52,2	0	0,0
3	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	96,5	0	0,0
4	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	23,8
5	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	158,0
6	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	327,9
7	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	399,8
8	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	424,7	81,3	81,3
9	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	394,5
10	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	391,5
11	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	407,9
12	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	400,9
13	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	383,5
14	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	358,0
15	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	335,4
16	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	313,7
17	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	264,0
18	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	254,3
19	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	261,8
20	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	241,0
21	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	22,7	100,4
22	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	166	10,5	0,0
	444,55	167,2	98,175	259,9	41,5	126,3	0	0,0

По таблице строим график распределения мощностей.

Рисунок 3.5 – Участие электростанций в выработке электроэнергии

Полученные данные по балансу мощностей приведены в таблицах 3.8, 3.9.

Таблица 3.8

Размещение резервных мощностей на электростанциях

Наименование позиции	Данные по ЭЭС	Размещение резервных мощностей, МВт
		Размещение резервных мощностей, МВт
		ГЭС	ТЭЦ-3	ТЭЦ-4	КЭС-5
Нагрузочный резерв,МВт	81,3	81,3	-	-	-
Аварийный резерв МВт:
Всего	81,3	-	17,3	63,9	-
горячий 5%	4,1	-	0,9	3,2	-
холодный 95%	77,2	-	16,5	60,7	-
Покупка резерва мощности в других системах, МВт*сутки	-	-	-	-	-

Таблица 3.9

Прогноз планового баланса мощностей ЭЭС на предстоящие сутки, МВт

Объект	Рабочие мощности на интервалах времени																								Режимные ограничения мощности	Нагрузочный резерв	Аварий-ный резерв	Свобод-ная мощ-ность
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	Режимные ограничения мощности	Нагрузочный резерв	Аварий-ный резерв	Свобод-ная мощ-ность
ГЭС	167,2	167,2	167,2	167,2	191,0	325,2	495,1	567,0	591,9	561,7	558,7	575,1	568,1	550,7	525,2	502,6	480,9	431,2	421,5	429,0	408,2	267,6	167,2	167,2	167,2	81,25	-	587,55
ТЭЦ-3	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,2	98,175	-	17,325	0
ТЭЦ-4	259,9	259,9	259,9	259,9	282,6	282,6	282,6	282,6	282,6	282,6	282,6	282,6	282,6	282,6	282,6	282,6	282,6	282,6	282,6	282,6	282,6	282,6	270,4	259,9	259,875	-	63,925	22,7
КЭС-5	126,8	120,1	93,7	138,0	207,5	207,5	207,5	207,5	207,5	207,5	207,5	207,5	207,5	207,5	207,5	207,5	207,5	207,5	207,5	207,5	207,5	207,5	207,5	167,8	41,5	-	-	166
Итого по станциям	652,1	645,4	618,9	663,2	779,2	913,5	1083	1155	1180	1150	1146	1163	1156	1138	1113	1090	1069	1019	1009	1017	996,5	855,9	743,2	693,1	566,75	81,25	81,25	776,25
Покупка из других систем	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	444,6	-	-	-	-
Нагрузка ЭЭС	1096,6	1089,9	1063,5	1107,8	1223,8	1358,0	1527,9	1599,8	1624,7	1594,5	1591,5	1607,9	1600,9	1583,5	1558,0	1535,4	1513,7	1464,0	1454,3	1461,8	1441,0	1300,4	1187,8	1137,6
Рабочие мощности в ЭЭС	1096,6	1090,0	1063,5	1107,8	1223,8	1358,1	1527,9	1599,8	1624,8	1594,6	1591,5	1607,9	1601,0	1583,5	1558,0	1535,5	1513,7	1464,1	1454,4	1461,9	1441,1	1300,5	1187,8	1137,7

Ожидаемый баланс электроэнергии

Баланс электроэнергии составляется для периодов от месяца до нескольких лет на основе данных, полученных в балансах мощностей. По балансу электроэнергии решаются многие задачи: определение объема производства электроэнергии по ЭЭС и электростанциям, определение величины необходимой покупной электроэнергии, расчет необходимых запасов органического топлива, планирование технико-экономических показателей (себестоимость, затраты на топливо), планирование коммерческих показателей (рентабельность производства, доходы, прибыль).

В данной работе баланс электроэнергии составляется для одних суток. Заявленная плановая величина покупной электроэнергии в дефицитной системе всегда отличается от фактической покупки за счет случайных факторов. Эти отклонения определяем по вероятностным погрешностям прогноза ГН.

Таблица 4.1

Потребности станций в топливных ресурсах

Наименование величины	Наименование станции				Даннные по ЭЭС
Наименование величины	ГЭС	ТЭЦ-3	ТЭЦ-4	КЭС-5	Даннные по ЭЭС
Ожидаемая выработка электроэнергии,МВт*ч	9453,9	2373,5	6720,0	4588,9	23136,4
Выработка электроэнергии по заданным ограничениям, МВт	4012,8	2356,2	6237	996	13602
Удельные расходы топлива, т/МВт*ч	-	1,78	1,64	2,16	-
Расход топлива на плановую выработку электроэнергии, т.	-	4216,6	11036,8	9922,1	25175,5
Расход топлива с учетом страхового запаса, равного трем плановым, т.	-	12649,8	33110,4	29766,3	75526,5
Цена топлива, руб/т.	-	1940	1380	730	-
Издержки на топливо, тыс.руб. в сутки	-	8180,2	15230,8	7243,1	30654,1
Удельные издержки на топливо, руб/МВт*ч	-	3446,436	2266,477	1578,389	-

Таблица 4.2

Баланс электроэнергии на предстоящие сутки, заявленный системой на оптовый электроэнергетический рынок

	Наименование величины		МВт*ч
1	Ожидаемое электропотребление по системе		33724,3
2	Покупная электроэнергия		10669,2
3	Возможная для продажи электроэнергия		-
4	Выработка электроэнергии электростанциями системы Всего, МВт*ч		23055,2
	В том числе:
	ГЭС		9453,9
	ТЭЦ-3		2356,2
	ТЭЦ-4		6656,1
	КЭС-5		4588,9
5	Потери электроэнергии, 10% от общего производства		2305,5
6	Стоимость покупной электроэнергии, тыс. руб.		12034,9
7	Возможные отклонения выработки электроэнергии от плана ЭЭС:МВт*ч, %		238,4
8	Себестоимость электроэнергии руб/МВт*ч, в том числе: по составляющим: топливная составляющая,покупная, потери электроэнергии	ТЭЦ-3	3446,4
		ТЭЦ-4	2266,5
		КЭС-5	1578,4
	покупная		1128
	потери электроэнергии		1128

Плановые графики мощностей и выработки электроэнергии электростанций

На основании баланса мощностей системы задаются плановые графики мощностей станций на сутки, а также покупка мощности. Полученные графики приведены ниже.

Рисунок 5.1 – График нагрузки ТЭЦ–3

Рисунок 5.2 – График нагрузки ТЭЦ–4

Рисунок 5.3 – График нагрузки КЭС–5

Рисунок 5.4 – График нагрузки ГЭС

Рисунок 5.5 – График покупки мощности из других ЭЭС

Оптимизация режимов ЭЭС

Энергетические балансы мощности и электроэнергии должны быть оптимальными. Слово «оптимальный» подразумевает сравнительную оценку по принятому критерию оптимальности. Это может быть цена, издержки, показатели надежности и др. В настоящей работе рассматривается только задача распределения нагрузки между тепловыми станциями.

Решение задачи оптимального распределения нагрузки между станциями системы осуществляется с использованием метода относительных приростов.

1. Распределение нагрузки между ТЭС по критерию минимума расхода топлива.

Для каждой станции строим зависимости относительных приростов (рисунки 6.1 – 6.3) по данным таблицы 6.1.

Таблица 6.1

Зависимости относительных приростов

ТЭЦ-3		ТЭЦ-4		КЭС-5
bотн.(P)	P,МВт	bотн.(P)	P,МВт	bотн.(P)	P,МВт
1,15	98,2	1,93	259,9	0,95	41,5
1,17	101,6	2,03	277,2	1,22	74,7
1,19	105,1	2,14	294,5	1,48	107,9
1,21	108,6	2,24	311,9	1,75	141,1
1,23	112,0	2,35	329,2	2,01	174,3
1,25	115,5	2,45	346,5	2,28	207,5

Рисунок 6.1 – Зависимость приростов ТЭЦ-3

Рисунок 6.2 – Зависимость приростов ТЭЦ-4

Рисунок 6.3 – Зависимость приростов КЭС-5

Строим суммарную характеристику трех станций по критерию минимума относительного прироста.

Таблица 6.2

Суммарная характеристика

P, МВт	399,55	424,2	454,5	539,0	641,3	669,5
bотн прир	0,95	1,15	1,25	1,92	2,28	2,45

Рисунок 6.4 – Суммарная характеристика относительных приростов

Далее при помощи метода равенства относительных приростов (графическим способом) распределяем нагрузку между ТЭС.

Таблица 6.3

Распределение нагрузки между ТЭС по критерию минимума расхода топлива, МВт

На ТЭС	Ртэц3	Ртэц4	Ркэс5	Р _{ТЭЦ-4рег}	Р_{КЭС-5 рег}
484,9	98,2	259,9	126,8	0,0	85,3
478,2	98,2	259,9	120,1	0,0	78,6
451,7	98,2	259,9	93,7	0,0	52,2
496,0	98,2	259,9	138,0	0,0	96,5
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
588,3	98,2	282,6	207,5	22,7	166,0
576,1	98,2	282,6	195,3	22,7	153,8
525,9	98,2	259,9	167,8	0,0	126,3

Наглядно данные таблицы 6.3 представлены на рисунке 6.5.

Рисунок 6.5 – Участие электростанций в выработке электроэнергии (оптимальное распределение между ТЭС по критерию минимума расхода топлива)

2. Распределение нагрузки между ТЭС по критерию минимума издержек на топливо.

Все расчеты и построения аналогичны критерию минимума расхода топлива, единственное отличие в том, что относительные приросты умножаются на цену топлива.

Для каждой станции строим зависимости относительных приростов (Рисунки ) по данным таблицы 6.4.

Таблица 6.4

Зависимости приростов издержек ТЭС

ТЭЦ-3		ТЭЦ-4		КЭС-5
Издержки, руб/МВт	P,МВт	Издержки, руб/МВт	P,МВт	Издержки, руб/МВт	P,МВт
2229,2	98,2	2662,4	259,9	695,0	41,5
2269,5	101,6	2805,8	277,2	888,8	74,7
2309,822	105,1	2949,267	294,5	1082,736	107,9
2350,155	108,6	3092,718	311,9	1276,624	141,1
2390,487	112,0	3236,169	329,2	1470,512	174,3
2430,82	115,5	3379,62	346,5	1664,4	207,5

Рисунок 6.6 – Зависимость прироста издержек на ТЭЦ-3

Рисунок 6.7 – Зависимость прироста издержек на ТЭЦ-4

Рисунок 6.8 – Зависимость прироста издержек на КЭС-5

Строим суммарную характеристику для трех станций.

Таблица

Суммарная характеристика для ТЭС

P, МВт	399,55	565,55	565,55	582,9	582,9	669,5
Издержки, руб/МВт	694,96	1664,4	2229,157	2430,82	2662,365	3379,62

Рисунок 6.9 – Суммарная характеристика для ТЭС

Нетрудно заметить, что распределение нагрузки останется тем же, что и при использовании критерия минимума расхода топлива.

Управление режимами ЭЭС

Плановый баланс мощности и электроэнергии постоянно корректируется в реальной обстановке. План – это прогноз, и он никогда не выполняется. В работе рассматриваются некоторые случайные ситуации, требующие регулирования баланса мощности и энергии, и принимаются решения, обеспечивающие поддержание баланса мощности и электроэнергии при различных возмущающих воздействиях на систему.

В данной работе в соответствии с полученным вариантом рассматриваем аварийное снижение мощности на КЭС. Примем, что мощность КЭС (как базовая, так и располагаемая) уменьшилась вдвое. Снова строим график участия электрических станций в выработке электроэнергии. В итоге приходим к выводу, что необходимо дополнительно закупать электроэнергию из других энергосистем. Причем в течение двух часов придется платить за излишнюю электроэнергию, либо выводить из работы ТЭЦ, что недопустимо.

Таблица 7.1

Распределение нагрузки между станциями при аварии на КЭС (МВт)

Часы	Покупка	Рбаз гэс	Рбазтэц3	Рбазтэц4	Рбазкэс5	РрегКЭС	Ррегтэц4	Ррег гэс	Pаврез	Pнрез
0	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	2,3	0	0,0
1	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	-4,4	0	0,0
2	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	-30,9	0	0,0
3	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	13,4	0	0,0
4	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	23,8
5	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	158,0
6	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	327,9
7	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	399,8
8	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	424,7	81,3	81,3
9	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	394,5
10	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	391,5
11	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	407,9
12	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	400,9
13	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	383,5
14	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	358,0
15	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	335,4
16	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	313,7
17	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	264,0
18	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	254,3
19	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	261,8
20	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	241,0
21	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	22,7	100,4
22	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	83,0	10,5	0,0
23	548,35	167,2	98,175	259,9	20,75	43,3	0	0,0

По таблице 7.1 строим график распределения мощностей.

Рисунок 7.1 – Участие электростанций в выработке электроэнергии при аварии на КЭС-5

Заключение

В настоящей работе было спрогнозировано потребление электроэнергии в НСО на 21 июля 2014 года. Рассмотренный способ прогнозирования является достаточно точным при исключении выходных и праздничных дней, о чем свидетельствует низкая погрешность прогноза (1%) и весьма низкая погрешность построенной модели. Прогнозирование конфигурации графика нагрузки также весьма эффективно при применении метода, использованного в данной работе. Погрешность по модулю не более 5-6 %. Следовательно, статистические методы являются вполне приемлемыми для решения подобных задач.

Внесенные поправки на максимальную и минимальную мощность, температуру и облачность практически не влияют на погрешность прогноза, погрешность даже несколько увеличивается в связи с тем, что прогноз погоды был не достоверным. Среднее значение погрешностей – 1,6 %; максимальная погрешность – 5,5%; минимальная – 0,1 %. Погрешность с учетом поправки на облачность не изменилась в связи с тем, что сама поправка ничтожно мала в сравнении с потребляемой мощностью.

При расчете энергетических балансов были учтены технические возможности производства на электростанциях и в системе, требования потребителей к электроснабжению и возможности их обеспечения, ограничения неэнергетических потребителей на режим системы. Рассмотренная электроэнергетическая система оказалась дефицитной. По полученным данным был составлен первоначальный энергетический баланс, а затем произведена его оптимизация без учета потерь мощности в сети по двум различным критериям: минимум расхода топлива на ТЭС и минимум издержек на топливо. Однако оптимальное распределение мощности между тепловыми станциями оказалось одинаковым в обоих случаях.

Поскольку плановый баланс мощности и электроэнергии постоянно корректируется в реальной обстановке, в последнем пункте был проанализирован случай аварийного снижения мощности на КЭС-5, при этом потребовалась дополнительная покупка мощности из других энергосистем, ведь рассматриваемая система является дефицитной.

Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 284; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 34

Мы поможем в написании ваших работ!