Определение нагрузки на разных ступенях системы

Структура потребления в узловых точках энергосистемы зависит от многих факторов, в том числе от экономического развития региона. Существуют два подхода к формированию нагрузок в узловых точках ЭЭС.

Первый подход состоит в том, что к узлу подключаются потребители с разными режимами изменения нагрузки во времени, что в итоге ведёт к определённому выравниванию графиков нагрузки.

Второй подход связан с выделением потребителей с отличающимися мощностями и режимами электропотребления на шины более высокого номинального напряжения. Это обеспечивает уменьшение влияния мощных электроприёмников на другие электроприёмники, работающие в сети.

Состав и характеристики узлов нагрузки определяются в основном требованиями к качеству электроэнергии и к надёжности электроснабжения. При этом учитываются требования к устойчивости работы сети в переходных режимах. В зависимости от места размещения электрических нагрузок и стадии и проектирования ЭЭС применяют более точные или упрощённые методы расчёта нагрузок.

Рассмотрим сеть, приведенную на рис. 4.3

Определения нагрузок начинается с конечных точек сети (I ступень), к которым подключаются электроприемники промышленных предприятий, транспорта, городов, сельского хозяйства.

Для нее характерна малая протяженность сети. Как правило, сеть выполняется кабельными ЛЭП. На этой ступени можно пренебречь потерями мощности в ЛЭП и трансформаторах. Для общих узлов подключения нескольких нагрузок с погрешностью 10% максимальные нагрузки определяются суммированием, при этом учитывается, что максимумы нагрузки отдельных потребителей могут не совпадать. В формулу вводится коэффициент участия в максимуме

.

Его величина состаляет 0,85 – 0,95.

Для определения расчётного реактивного значения нагрузки  вводят , поскольку графики реактивных нагрузок более равномерны, чем графики активной.

Значения максимальных нагрузок:

Для более высоких ступеней системы расчётные значения Р_макс и Q_макс определяются аналогично, но здесь уже необходимо учитывать потери мощности в линиях и трансформаторах. Как правило, на стадии проектирования параметры этих элементов ещё не известны, поэтому потери определяются ориентировочно по эмпирическим формулам.

Считается, что чем выше к источнику питания, тем ровнее становятся графики нагрузки. В зависимости от требуемой точности количества и режимов работы электроприёмников назначение и место определения расчётной нагрузки в сети могут использоваться различные методы.

В зависимости от требуемой точности, количества и режима работы электроприемников, назначения и места расчетной нагрузки в ЭЭС при ее определении используются следующие методы:

Метод технологического графика

Применяется для мощных электроприёмников со строго заданной технологией (прокатные станы, печи отжига в машиностроении, дуговые сталеплавильные печи и т.д.). Метод может использоваться и для группы электроприёмников путём наложения и суммирования графиков (метод Монте-Карло). Метод громоздкий, поэтому используется только для автоматизированных установок, ритмичных поточных производств и мощных уникальных электроприёмников, для которых известны индивидуальные графики нагрузки и их относительные сдвиги во времени.

Метод удельного расхода электроэнергии

В соответствии с этим методом расчетную нагрузку определяют по удельному расходу электроэнергии на единицу продукции ω при заданном объеме выпускаемой продукции за смену М_см:

Т_см– продолжительность смены

Рассматривается наиболее загруженная смена. Метод рекомендуется для отдельных электроприёмников или их группы, у которых графики нагрузки слабо изменяются в течение времени или неизвестны.

Метод удельной нагрузки на единицу производственной площади

Согласно этому методу расчетная нагрузка ЭП, размещенной на площади F , при известной удельной расчетной нагрузке определяют по формуле

Р_Р = Р_УД· F.

Метод пригоден для ориентировочных расчетов на стадии проектирования при равномерно распределенной нагрузке по производственной площади (коммунально – бытовая нагрузка, осветительная, сельскохозяйственная).

Метод коэффициента спроса

Метод позволяет определить расчетную нагрузку по номинальной мощности ЭП и известному значению коэффициента спроса:

Р_Р = К_С∙Р_ном.

Метод дает ориентировочную оценку порядка расчётной нагрузки на стадии проектирования, потому что К_С принимают постоянным независимо от числа ЭП в группе.

ЛЕКЦИЯ 5