Особенности производственных процессов электроэнергетики

Экономическая эффективность электрификации

Электрификация – использование электроэнергетики во всех сферах экономики.

Эффективность электрификации определяется преимуществами электроэнергии как энергоносителя, такими как:

· Возможность увеличения концентрации энергетических мощностей, деление потока мощности на более мелкие потоки, быстрой и с малыми потерями передачи электроэнергии.

· Легкая трансформация электроэнергии в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую).

· Экологическая чистота.

Показателями электрификации являются электроемкость ВВП и потребление электроэнергии на душу населения.

Электрификация производственных процессов увеличивает производительность труда, повышает качество продукции, в коммунально-бытовой сфере уменьшает время на выполнение бытовых операций.

 

Производственные процессы в электроэнергетике характеризуются рядом особенностей, определяемых спецификой электротехнических процессов, протекающих в генерации и передаче энергии:

· технологическое единство и совпадение во времени процессов

генерации, передачи и потребления энергии;

· быстрое развитие аварий, требующее автоматического управления

режимами;

· невозможность в больших объемах эффективно складировать

электроэнергию;

· электроэнергия как товар обезличена, т.к. вся электроэнергия

поступает в общую сеть;

· невозможность выбраковки энергии;

· потребность в электроэнергии возникает постоянно и повсеместно;

· объем и режим производства электроэнергии соответствует

режиму и объему потребления (Рис.1.1);

Рис.1.1. Суточный график электрической нагрузки энергосистемы.

1. Площадь 0abc-потребление энергии потребителями

2. Площадь 0a’b’с- генерация электроэнергии электростанциями

3. Площадь aa’b’b- расход электроэнергии на собственные нужды станций и потери в сетях

· параллельная работа всех станций на совмещенный суточный график нагрузки района;

· обеспечение надежного энергоснабжения при невозможности складирования электроэнергии требует создания в отрасли резерва генерирующей мощности, резерва по пропускной способности ЛЭП, запаса воды на ГЭС, запаса топлива на ТЭС.

· динамичность (изменение) во времени энергетических процессов при синхронной работе электростанций требует автоматизации управления электростанциями и сетевыми объектами.

 

1. 4. Энергетические системы. Характеристика «ЕЭС России»

Энергетическая система – комплекс совместно работающих электростанций, объединенных на параллельную работу электрическими сетями, связанных общностью режима и единым диспетчерским управлением.

Черты, характеризующие энергетические системы:

· Параллельная работа станций на совмещенный суточный график

нагрузки.

· Единый диспетчерский резерв мощности.

· Единое диспетчерское управление.

В зависимости от территориально охвата выделяются несколько уровней энергосистем:

· Районные энергосистемы (РЭС).

· Объединенные энергосистемы (ОЭС), в составе которых параллельно работают несколько РЭС.

· Единая энергосистема (ЕЭС), объединяющая на параллельную

работу ОЭС

В составе ЕЭС России семь ОЭС, шесть из которых работают параллельно, ОЭС Дальнего Востока работает автономно.

Создание ЕЭС России обеспечивает:

· Передачу потоков мощности из избыточных в энергодефицитные

районы;

· Повышение надежности энергоснабжения, снижение потребности во

вновь вводимой мощности;

· Возможность оптимального распределения нагрузки между

электростанциями.

· Экономию топлива.

Основой ЕЭС России является ЕНЭС, включающая в себя высоковольтные сети, обеспечивающие объединение электростанций, перетоки электроэнергии между ОЭС, транзит электроэнергии, ее экспорт и импорт. В ЕНЭС входят: магистральные ЛЭП напряжением 330 кВ и выше и подстанции, обслуживающие эти ЛЭП, сети 110 и 220 кВ, выполняющие межсистемные функции и поставки электроэнергии за рубеж.

Установленная мощность электростанций ЕЭС РФ на 1.01.2009 г. 216,6 тыс. МВт., в том числе:

· ОЭС Северо–Запада (19,8 тыс. МВт).

· ОЭС Центра (51,9 тыс. МВт).

· ОЭС Средней Волги (23,9 тыс. МВт).

· ОЭС Северного Кавказа (11,5тыс. МВт).

· ОЭС Урала (42 тыс. МВт).

· ОЭС Сибири (45,6 тыс. МВт).

· ОЭС Дальнего Востока (7,6 тыс. МВт).

Из 216,6 тыс. МВт, около 7,7 тыс. МВт мелкие станции (в основном дизельные), относящиеся к децентрализованной (распределенной) системе энергоснабжения.

Связи между ОЭС осуществляются по межсистемным ЛЭП:

· В европейской части России доминирует шкала напряжения 110-150 330-750 кВ.

· В восточных районах – 110-220-500-1150 кВ.

Выработка электроэнергиистанциями РФ в 2008 году составила 931,9 млрд. кВт*ч., в том числе на ТЭС-65%, АЭС-16%, ГЭС-19%. В балансе электроэнергии России нетрадиционная энергетика(солнечная генерация, приливные ГЭС, ветровые электростанции, биоэнергетика, геотермальные станции) занимает не более 3 %.

Потребление электроэнергии достигло 924,2 млрд. кВт*ч., в том числе промышленностью 53,6% , транспортом 8,6%, населением 11,3%, сельским хозяйством примерно 8%, другими отраслями 18,5%.

Функционирование ЕЭС России осложняется наличием ряда проблем:

· В результате распада СССР в работе ЕЭС возникли технологические

затруднения, вызванные тем, что связь отдельных энергосистем с ЕЭС РФ стала осуществляться через территорию других государств:

Ø связь ОЭС Сибири и ОЭС Урала через территорию Казахстана;

Ø Янтарь-энерго, ранее входившее в состав ОЭС Северо-Запада, после отделения стран Балтии испытывает затруднения в энергоснабжении, что требует развития собственной энергетики Калининградской области;

Ø ОЭС Северного Кавказа имеет связи с европейской секцией ЕЭС России через территорию Украины;

· Высокий износ оборудования на электростанциях и в электрических сетях;

· недостаточная надежность пропускной способности электрических сетей.

Первоочередными задачами развития системообразующих связей в Единой энергосистеме России являются:

· Развитие сетей 500 кВ и создание двухцепного транзита Сибирь-Урал.

· Дальнейшее развитие системообразующих связей 500 кВ между ОЭС Поволжья, Центра и Северного Кавказа.

· Усиление системообразующих связей 500 кВ между ОЭС Урала, Поволжья, Центра.

· Усиление системообразующих связей между ОЭС Северо-Запада и Центра путем строительства дополнительной линии электропередачи 750 кВ.

· Создание электрической связи 500 кВ между ОЭС Сибири и Дальнего Востока и объединение этих ОЭС на параллельную работу.

В обозримом будущем высшим классом напряжения в ЕЭС России останется 1150кВ для сетей переменного тока и 1500 для передачи постоянного тока. Строительство новых линий электропередачи позволит значительно повысить пропускную способность связей между энергообъединениями и существенно усилит ЕЭС России.