Mode beban sistem tenaga dan distribusi beban yang optimal antara pembangkit listrik

Cara konsumsi energi dan oleh karena itu beban pada sistem tidak merata: ia memiliki fluktuasi karakteristik dalam sehari, serta fluktuasi musiman dalam setahun. Fluktuasi ini terutama ditentukan oleh ritme kerja perusahaan - konsumen listrik, terkait dengan ritme kehidupan populasi ini, pada tingkat yang lebih rendah - oleh faktor geografis.

Secara umum, siklus harian selalu ditandai dengan pengurangan konsumsi yang lebih besar atau lebih kecil pada malam hari, untuk siklus tahunan - pada bulan-bulan musim panas. Kedalaman fluktuasi beban ini bergantung pada komposisi pengguna.

Perusahaan yang bekerja sepanjang waktu, terutama dengan dominasi proses teknologi berkelanjutan (metalurgi, kimia, industri pertambangan batu bara), memiliki cara konsumsi yang hampir sama.

Perusahaan dari industri pengerjaan logam dan pembuatan mesin, bahkan dengan pekerjaan tiga shift, memiliki fluktuasi konsumsi energi yang nyata terkait dengan penurunan aktivitas produksi yang biasa terjadi selama shift malam. Saat bekerja dalam satu atau dua shift di malam hari, terjadi penurunan tajam dalam konsumsi energi. Penurunan konsumsi yang nyata juga diamati pada bulan-bulan musim panas.

Fluktuasi yang lebih tajam dalam konsumsi energi merupakan karakteristik dari makanan dan industri ringan... Konsumsi terbesar yang tidak merata terlihat di sektor rumah tangga.

Mode beban sistem mencerminkan semua fluktuasi konsumsi energi ini dalam bentuk yang dijumlahkan dan, tentu saja, agak diperhalus. Kondisi beban biasanya disajikan dalam bentuk jadwal beban.

Pada grafik harian, jam diplot pada absis, dan beban dalam MW atau % beban maksimum diplot pada ordinat. Beban maksimum paling sering jatuh pada malam hari, saat pencahayaan ditumpangkan pada konsumsi energi produksi. Itulah mengapa titik maksimum agak bergeser dalam setahun.

Terdapat beban puncak pada jam pagi yang mencerminkan aktivitas produksi yang maksimal. Sore hari beban berkurang, malam hari berkurang tajam.

Bulan diplot pada absis grafik tahunan, dan jumlah kilowatt-jam bulanan atau beban puncak bulanan diplot pada ordinat. Beban maksimum turun pada akhir tahun — karena kenaikan alaminya sepanjang tahun.

Mode pengisian yang tidak merata, di satu sisi, variasi peralatan produksi energi dan karakteristik operasional dan teknis-ekonomisnya, di sisi lain, menimbulkan tugas yang kompleks bagi staf sistem untuk distribusi beban yang optimal antara stasiun dan unit pembangkit.

Pembangkit listrik ada harganya. Untuk stasiun termal — ini adalah biaya bahan bakar, selain pemeliharaan personel servis, perbaikan peralatan, pengurangan depresiasi.

Di stasiun yang berbeda, tergantung pada tingkat teknis, daya, kondisi peralatan, biaya produksi spesifik untuk satu Vt•h berbeda.

Kriteria umum untuk distribusi beban antar stasiun (dan di dalam stasiun antar blok) adalah total biaya operasi minimum untuk produksi listrik dalam jumlah tertentu.

Untuk setiap stasiun (setiap unit), biaya dapat disajikan dalam hubungan fungsional dengan mode pengisian daya.

Kondisi biaya total minimum dan oleh karena itu kondisi distribusi beban yang optimal dalam sistem dirumuskan sebagai berikut: beban harus didistribusikan sedemikian rupa sehingga persamaan langkah relatif stasiun (unit) selalu dipertahankan.

Langkah stasiun dan unit yang hampir relatif relatif pada nilai beban yang berbeda dihitung sebelumnya oleh layanan pengiriman dan ditampilkan sebagai kurva (lihat gambar).

Kurva pertumbuhan relatif

Garis horizontal mencerminkan distribusi beban ini yang sesuai dengan kondisi optimal.

Distribusi beban sistem yang optimal antar stasiun juga memiliki sisi teknis.Unit-unit yang menutupi bagian kurva beban variabel, terutama puncak atas yang tajam, dioperasikan di bawah kondisi beban yang berubah dengan cepat, kadang-kadang dengan stop-start harian.

Modern kuat unit turbin uap tidak disesuaikan dengan mode operasi seperti itu: membutuhkan waktu berjam-jam untuk memulai, pengoperasian dalam mode beban variabel, terutama dengan sering berhenti, menyebabkan peningkatan kecelakaan dan keausan yang dipercepat, dan juga terkait dengan tambahan konsumsi berlebihan yang agak sensitif bahan bakar.

Oleh karena itu, untuk menutupi "puncak" beban dalam sistem, unit jenis lain digunakan, yang secara teknis dan ekonomis disesuaikan dengan mode operasi dengan beban variabel yang tajam.

Mereka ideal untuk tujuan ini pembangkit listrik tenaga air: penyalaan unit hidraulik dan beban penuhnya memerlukan waktu satu hingga dua menit, tidak terkait dengan kerugian tambahan dan secara teknis cukup andal.

Pembangkit listrik tenaga air yang dirancang untuk menutupi beban puncak dibangun dengan kapasitas yang meningkat secara dramatis: hal ini mengurangi investasi modal sebesar 1 kW, yang membuatnya sebanding dengan investasi khusus di pembangkit listrik tenaga panas yang kuat dan memastikan penggunaan sumber daya air yang lebih lengkap.

Karena kemungkinan membangun pembangkit listrik tenaga air di banyak daerah terbatas, dimana topografi daerah tersebut memungkinkan untuk mendapatkan head yang cukup besar, maka dibangunlah Pembangkit Listrik Tenaga Air (PSPP) pumped storage untuk menutupi beban puncak.

Unit stasiun semacam itu biasanya dapat dibalik: selama jam kegagalan sistem di malam hari, unit tersebut berfungsi sebagai unit pemompaan, mengangkat air di reservoir yang ditempatkan tinggi. Selama jam beban penuh, mereka beroperasi dalam mode pembangkit listrik dengan memberi energi pada air yang disimpan di dalam tangki.

Mereka banyak digunakan untuk menutupi puncak beban pembangkit listrik turbin gas. Memulainya hanya membutuhkan waktu 20-30 menit, menyesuaikan bebannya sederhana dan ekonomis. Angka biaya GTPP puncak juga menguntungkan.

Indikator kualitas energi listrik adalah derajat keteguhan frekuensi dan voltase. Mempertahankan frekuensi dan voltase konstan pada level tertentu sangatlah penting. Saat frekuensi berkurang, kecepatan motor berkurang secara proporsional, oleh karena itu kinerja mekanisme yang digerakkan olehnya berkurang.

Tidak perlu dipikirkan bahwa peningkatan frekuensi dan voltase memiliki efek yang menguntungkan. Dengan meningkatnya frekuensi dan voltase, kerugian pada sirkuit magnetik dan kumparan semua mesin dan perangkat listrik meningkat tajam, pemanasannya meningkat dan keausan meningkat. Selain itu, perubahan frekuensi dan karenanya jumlah putaran mesin sering mengancam penolakan produk.

Keteguhan frekuensi dipastikan dengan mempertahankan kesetaraan antara daya efektif motor utama sistem dan momen mekanis lawan total yang muncul di generator dari interaksi fluks dan arus magnet. Torsi ini sebanding dengan beban listrik sistem.

Beban pada sistem berubah secara konstan.Jika beban bertambah, torsi pengereman di generator menjadi lebih besar daripada torsi efektif mesin utama, ada ancaman penurunan kecepatan dan pengurangan frekuensi. Mengurangi beban memiliki efek sebaliknya.

Untuk mempertahankan frekuensi, daya efektif total dari mesin utama perlu diubah sesuai: peningkatan pada kasus pertama, penurunan pada kasus kedua. Oleh karena itu, untuk mempertahankan frekuensi secara terus-menerus pada tingkat tertentu, sistem harus memiliki pasokan daya siaga yang sangat mobile yang cukup.

Tugas pengaturan frekuensi ditugaskan ke stasiun-stasiun yang ditunjuk yang beroperasi dengan jumlah yang cukup dari daya yang dimobilisasi secara cepat dan bebas. Pembangkit listrik tenaga air paling mampu menangani tanggung jawab ini.

Untuk informasi lebih lanjut tentang fitur dan metode kontrol frekuensi, lihat di sini: Pengaturan frekuensi dalam sistem tenaga