Классификация факторов, влияющих на режим нагрузки

Энергосистем

Все многообразие факторов, влияющих на режим нагрузки энергосистем можно разделить на следующие основные группы:

1). Геофизические. Это факторы, обусловленные суточным и годовым вращением земли, а также геофизическими процессами, происходящими в атмосфере. К ним относятся: изменение естественной освещенности, состояние земного покрова, температура воздуха и почвы, а также погодные и климатические условия.

2). Народнохозяйственные факторы. К ним относятся: распорядок работы промышленных предприятий и административно-хозяйственных учреждений, продолжительность рабочей недели и количество выходных дней, сменность работы предприятий, продолжительность рабочего дня, время начала и окончания работы.

3). Технологические факторы, которые определяют характер технологического процесса потребителей. (Эти факторы будут рассмотрены подробно ниже).

4). Производственные факторы обусловлены совместным действием факторов, указанных выше трех групп. Главный среди них – бытовой уклад жизни населения, который резко различается по районам страны, зависит от структуры промышленности и отличается по структуре социальных групп. В конечном счете, это не оказывает влияние на режим осветительной нагрузки.

Нагрузка отдельных приемников изменяется под влиянием

а) систематических факторов, действие которых будет приводить к определенным закономерностям режима суммарной нагрузки;

б) случайных, действие которых в каждый момент времени распространяется лишь на часть приемников (включение и отключение крупных уникальных приемников, метеоусловия и прочие).

Классификация электроприемников

Для энергосистем характерно большое количество разнообразных приемников энергии. С целью анализа режима нагрузки целесообразно их классифицировать по какому-либо признаку. Наиболее приемлемой является классификация токоприемников по целевому назначению:

токоприемники для покрытия технологической нагрузки;

токоприемники для покрытия транспортной нагрузки. Их удельный вес невелик, но по отдельным энергосистемам доходит до 25% и эта группа токоприемников существенно влияет на режим нагрузки энергосистем. (В нашей стране основная часть грузов перевозится на железнодорожном транспорте, в то время как в США – на автомобильном);

токоприемники для покрытия осветительной нагрузки. Эта нагрузка существенно определяет конфигурацию суточного графика нагрузки, так как происходит наложение осветительной и технологической нагрузок, особенно в утренние и вечерние часы. На величину этой нагрузки сильное влияние оказывает реклама (за счет рекламы доля осветительной нагрузки в США почти в 2 раза превышает эту же нагрузку в нашей стране);

токоприемники для покрытия коммунально-бытовой нагрузки. Эта нагрузка определяет не только конфигурацию графика, а, главным образом, скорость подъема и сброса нагрузки. Так, во время интересных телепередач нагрузка в европейской части страны (в 80-х годах) в течение 1мин. возрастала на 2-2,5 млн. кВт.

Графики нагрузки

Для анализа режимов электропотребления используются следующие виды графиков нагрузки: суточные, недельные, годовой, многолетние.

Для целей анализа используются производные графики: график по продолжительности и интегральная кривая выработки.

График по продолжительности показывает время, в течение которого нагрузка будет больше некоторой заданной величины.

Интегральная кривая выработки позволяет определить выработку энергии, соответствующую данной мощности, а также выработку агрегата или электростанции в зависимости от их участия в покрытии суточного графика нагрузки системы.

Режим технологической нагрузки

И факторы, его определяющие

Основными факторами, определяющими режим технологической нагрузки, является:

1) характер технологического процесса потребителей, определяемый режимом выпуска конечной продукции;

2) распорядок работы промышленных предприятий.

Технологические процессы потребителей (рис.1) (по характеру выпуска конечной продукции) разделяются на следующие виды:

а) непрерывный, характеризуемый непрерывностью выпуска конечной продукции во времени (рис. 1а)

	P

Рис. 3.1а

б) постоянный, характеризуемый постоянством конечного продукта во времени (рис. 3.1б)

	P
			t

Рис. 3.1б

в) переменный, характеризуемый непостоянством выпуска конечного продукта во времени (рис. 3.1в)

	P
			t

Рис. 3.1в

г) циклический, характеризуемый непостоянством потребляемой энергии по отдельным циклам, но с определенной закономерностью выпуска продукции более длительного периода времени (рис. 3.1г)

		t

t цикла

t цикла

Рис. 3.1г

Графики (а) и (б) характерны для предприятий химической промышленности, а также для всех предприятий с непрерывным характером технологического процесса.

Графики (в) и (г), как правило, характерны для большинства машиностроительных предприятий.

С точки зрения управления энергосистемами наибольший интерес представляют графики суточный, недельный и годовой.

Суточный график технологической нагрузки предприятия представляет собой сумму графиков работы нескольких типов агрегатов, различных по технологическому процессу.

Разносменность отдельных цехов, несовпадение времени начала и конца каждой смены, времени обеденных перерывов и сглаживание отдельных колебаний приводят к тому, что суммарный график нагрузки крупного промышленного предприятия, а тем более целого района будет характеризоваться значительной сглаженностью ее очертаний и сравнительно постоянной ее формой на протяжении года.

Суточный график технологической нагрузки энергосистемы зависит от структуры промышленных предприятий. На этот график оказывает влияние не только характер технологического процесса потребителей, но и сменность работы потребителей.

Характерная форма суточного графика технологической нагрузки энергосистемы имеет вид (рис.2)

		t,ч

Рис. 3.2. Суточный график технологической нагрузки

Этот график характеризуется наличием двух пиков нагрузки: утренним (большим) и вечерним, P₁>P₂. Это обусловлено сменностью: утром все предприятия работают, а вечером и ночью – соответственно с двух- и трехсменным режимом. На графике два провала: ночной и дневной. Ночной провал обусловлен отключением предприятий с одно- и двухсменным режимом работы; дневной провал – обеденным перерывом для предприятий с прерывным характером производства.

Характерная форма недельного графика среднесуточных нагрузок технологической нагрузки имеет вид (рис.3)

	P

t, дни недели

п

в

с

ч

п

с

в

Рис. 3.3. Недельный график технологической нагрузки

Такая форма недельного графика технологической нагрузки объясняется двумя причинами:

1) характером выходных дней по дням недели;

2) психологическими факторами: неодинаковой трудоспособностью работников по дням недели.

Годовой график среднемесячных нагрузок технологической нагрузки имеет вид (рис.4)

P

Рис. 3.4. Годовой график технологической нагрузки

Годовой график технологической нагрузки характеризуется провалом в летние месяцы, что обусловлено, с одной стороны, благоприятными температурными условиями и, с другой стороны, планированием производственных программ потребителей в соответствии с графиком отпусков.

Большая нагрузка в конце года объясняется подключением новых потребителей, а также существующим порядком планирования, в соответствии, с которым календарный год совпадает с началом планового года. Такой годовой график характерен для энергосистем, расположенных в средней полосе России.

Для южных районов (Средняя Азия) годовой график имеет другую конфигурацию (пунктиром). В этом случае максимальные нагрузки приходятся на лето, что обусловлено большим удельным весом нагрузки оросительных систем и кондиционеров.

Таким образом, режим нагрузки технологических потребителей характеризуется неравномерностью, что определяется факторами, действующими как в суточном, недельном, так и в годовом разрезах.