Мощности проектируемых электростанций выбираются на основе технико-экономических расчетов, сопоставления вариантов с учетом плотности графиков потребления электроэнергии, топливной базы, условий водоснабжения, экологии. Мощность электростанции определяется также единичной мощностью энергоблоков, которые уже выпускаются серийно. Так, были запроектированы электростанции из восьми энергоблоков по 500 МВт на экибас-тузском каменном угле в районе добычи угля в открытом карьере с передачей электроэнергии в центр страны. Другим примером являются сооружаемая электростанция Сургутская ГРЭС-2 в составе шести энергоблоков по 800 МВт для работы на попутном газе и несколько аналогичных ГРЭС в районе Тюменского Севера для электроснабжения предприятий по добыче нефти и газа.
При выборе единичной мощности энергоблоков надо сравнивать возможные варианты по расчетным затратам с учетом затрат на аварийный резерв мощности в энергосистеме, обеспечивающий заданный уровень надежности электроснабжения. При сопоставлении вариантов надо учитывать исходную энергосистему или даже ЕЭС. В этом случае энергосистема состоит из разнотипных энергоблоков.
Расчетная надежность электроснабжения равна единице минус отношение расчетного недоотпуска электроэнергии за год к расчетному годовому потреблению электроэнергии. Недоотпуск электроэнергии обусловлен отказами оборудования электростанций или линий электропередачи.
Отказом в работе называется событие, заключающееся в нарушении работоспособности оборудования электростанций, электрической и тепловой сетей энергосистемы. Отказы в зависимости от характера нарушения, степени повреждения и недоотпуска электрической и тепловой энергии учитываются как аварии, отказы в работе I степени, потребительские нарушения.
Аварии делятся на станционные, электросетевые, теплосетевые и системные. Расследование и учет отказов и аварий регламентированы инструкцией минэнерго СССР.
При выходе из строя мощности AN недоотпуск электроэнергии происходит главным образом в часы пиковой нагрузки и притом незначительный, что видно из суточного графика электрической нагрузки. Годовой недоотпуск электроэнергии из-за выхода из строя мощности AN показан на годовом графике продолжительности электрической нагрузки, этот недоотпуск соответствует площадке. Значение T может быть подсчитано по известной AN. Годовой график электрической нагрузки можно приближенно описать аналитической формулой, сходной с описанием графика тепловых нагрузок.
Недоотпуск электроэнергии из-за отказов оборудования может быть компенсирован вводом в действие аварийной резервной мощности энергосистемы. Относительное значение аварийного резерва в энергосистеме при равной надежности электроснабжения зависит от мощности энергосистемы, от единичных мощностей турбин, от надежности оборудования.
Разберем методику оценки аварийного резерва в энергосистеме при принятом уровне надежности электроснабжения.
Наступление отказов оборудования носит случайный, вероятностный характер. Поэтому математическая теория надежности базируется на теории вероятности и мы говорим о вероятном недоотпуске электроэнергии из-за отказов оборудования.
Рассчитав значения вероятного недоотпуска при одновременном отказе разного числа энергоблоков, построим интегральную кривую вероятностного аварийного недоотпуска электроэнергии. Поскольку с ростом т вероятность одновременного отказа блоков резко снижается, произведение щпт быстро умень-шается и кривая достигает насыщения и переходит в прямую. На рис. 12.2 показаны интегральная кривая вероятного недоотпуска электроэнергии для энергосистемы с блоками 200 МВт при одинаковой готовности блоков и графический метод определения аварийного резерва по заданному расчетному недоотпуску электроэнергии.
Чем выше мощность энергосистемы, тем меньший процент аварийного резерва требуется для обеспечения той же надежности электроснабжения.
При возникновении системных аварий возможно возникновение дефицита мощности (например, при отключении сильно нагруженных линий электропередачи) и падение частоты. Падение частоты в подобной аварийной ситуации тормозится механической инерцией вращающихся масс турбин и генераторов, caморегулированием потребителей (снижение потребления при снижении частоты) и реализацией вращающегося резерва на тэс. Способность мгновенно реализовать часть вращающегося резерва характеризует мобильность тэс. При снижении частоты в энергосистеме ниже установленного уровня должна действовать автоматическая частотная разгрузка (АЧР).
В этом случае интегральная кривая не доотпуска электроэнергии строится с учетом возможных комбинаций отказов разных типов и разного числа энергоблоков.
|
