Особенности работы энергосистемы

Особенности работы энергосистемы

При рассмотрении работы энергосистемы особое внимание следует уделить процессам передачи электрической энергии. Производство и передача электрической электроэнергии – сложный взаимосвязанный процесс.

В энергосистеме непрерывно, в режиме реального времени происходит выработка, передача и потребление энергии потребителями. Накапливание электроэнергии (аккумуляция) в объемах энергосистемы не производится, поэтому в энергосистеме постоянно контролируется баланс между производимой и потребляемой электрической энергией.

Одним из основных показателей наличия баланса между производимой и потребляемой электрической энергией является частота электрической сети. Частота электрической сети России, Беларуси, Украины и в большинстве европейских стран – 50 Гц. Если частота энергосистемы страны находится в пределах 50 Гц (допустимые отклонения ±0,2Гц), то это свидетельствует о том, что энергетический баланс соблюдается.

В случае возникновения дефицита вырабатываемой электроэнергии, в частности ее активной составляющей, возникает дефицит мощности, то есть нарушается энергетический баланс. При этом наблюдается снижение частоты электрической сети ниже допустимого значения. Чем больше дефицит электроэнергии в энергосистеме, тем ниже частота.

Процесс нарушения энергетического баланса является наиболее опасным для энергосистемы и если его на начальном этапе не остановить, то произойдет полный развал энергосистемы.

Для предотвращения развала энергосистемы при наличии дефицита мощности на распределительных подстанциях применяется противоаварийная автоматика – автоматическая частотная разгрузка (АЧР) и автоматика ликвидации асинхронного режима (АЛАР).

АЧР осуществляет автоматическое отключение определенной части нагрузки потребителей, чем снижает дефицит мощности в энергосистеме. АЛАР – это сложная автоматическая система, которая осуществляет автоматическое обнаружение и ликвидацию асинхронных режимов в электрических сетях. В случае возникновения дефицита мощности в энергосистеме АЛАР работает совместно с АЧР.

На всех участках энергосистемы возможно возникновение различных аварийных ситуаций: повреждение различного оборудования станций и подстанций, повреждение в кабельных и воздушных линиях электропередач, нарушение нормальной работы устройств релейной защиты и автоматики и пр. Поэтому энергетическая система строится таким образом, чтобы в случае возможных аварийных ситуаций она оставалась работоспособной и обеспечивала питание потребителей в соответствии с их категорией надежности электроснабжения.

Потери мощности и энергии

Передача электрической энергии неизбежно сопровождается потерями мощности и энергии в трансформаторах и линиях. Указанные потери должны быть покрыты соответствующим увеличением мощности источников питания, что вызывает повышение капиталовложений на сооружение энергосистемы.

Кроме того, потери мощности и энергии вызывают дополнительные затраты топлива на электростанциях, стоимость электроэнергии, тем самым повышая себестоимость электроэнергии. Поэтому при проектировании необходимо стремиться к снижению этих потерь во всех элементах электросети.

Особенности работы энергосистемы

При рассмотрении работы энергосистемы особое внимание следует уделить процессам передачи электрической энергии. Производство и передача электрической электроэнергии – сложный взаимосвязанный процесс.

В энергосистеме непрерывно, в режиме реального времени происходит выработка, передача и потребление энергии потребителями. Накапливание электроэнергии (аккумуляция) в объемах энергосистемы не производится, поэтому в энергосистеме постоянно контролируется баланс между производимой и потребляемой электрической энергией.

Одним из основных показателей наличия баланса между производимой и потребляемой электрической энергией является частота электрической сети. Частота электрической сети России, Беларуси, Украины и в большинстве европейских стран – 50 Гц. Если частота энергосистемы страны находится в пределах 50 Гц (допустимые отклонения ±0,2Гц), то это свидетельствует о том, что энергетический баланс соблюдается.

В случае возникновения дефицита вырабатываемой электроэнергии, в частности ее активной составляющей, возникает дефицит мощности, то есть нарушается энергетический баланс. При этом наблюдается снижение частоты электрической сети ниже допустимого значения. Чем больше дефицит электроэнергии в энергосистеме, тем ниже частота.

Процесс нарушения энергетического баланса является наиболее опасным для энергосистемы и если его на начальном этапе не остановить, то произойдет полный развал энергосистемы.

Для предотвращения развала энергосистемы при наличии дефицита мощности на распределительных подстанциях применяется противоаварийная автоматика – автоматическая частотная разгрузка (АЧР) и автоматика ликвидации асинхронного режима (АЛАР).

АЧР осуществляет автоматическое отключение определенной части нагрузки потребителей, чем снижает дефицит мощности в энергосистеме. АЛАР – это сложная автоматическая система, которая осуществляет автоматическое обнаружение и ликвидацию асинхронных режимов в электрических сетях. В случае возникновения дефицита мощности в энергосистеме АЛАР работает совместно с АЧР.

На всех участках энергосистемы возможно возникновение различных аварийных ситуаций: повреждение различного оборудования станций и подстанций, повреждение в кабельных и воздушных линиях электропередач, нарушение нормальной работы устройств релейной защиты и автоматики и пр. Поэтому энергетическая система строится таким образом, чтобы в случае возможных аварийных ситуаций она оставалась работоспособной и обеспечивала питание потребителей в соответствии с их категорией надежности электроснабжения.