Регулирование графиков электрических нагрузок

 

Под регулированием электрических нагрузок понимают комплекс целенаправленных мероприятий по сокращению расхода электроэнергии (по экономии электроэнергии) и по выравниванию графиков нагрузки.

В результате этих мероприятий существенно уменьшаются потери электроэнергии в системе электроснабжения и появляется возможность при выборе элементов этой системы уменьшить её стоимость и материалоёмкость.

Каждая отрасль промышленности имеет свой характерный график нагрузки, определяемый технологическим процессом и сменностью работы предприятий.

Неравномерный график нагрузки присущ одно- и двухсменным предприятиям, а также отдельным энергоёмким приёмникам: электропечам, прокатным станам, электролизным установкам. Невысокий коэффициент заполнения графика нагрузки (0,67-0,75) характерен для предприятий

 

машиностроительной, станкостроительной, автомобильной и электротехнической отраслей.

Неравномерность графика нагрузки ухудшает режим работы сетей и требует дополнительных капитальных затрат на сооружение новых сетей и агрегатов электростанций, обеспечивающих покрытие пиков нагрузки.

Кроме снижения потребления электроэнергии важным свойством уменьшения расчётных электрических нагрузок является также их выравнивание в течение смены, суток или других периодов времени.

Следует стремиться к получению равномерного графика, чтобы повысить использование оборудования и снизить потери электроэнергии. Снижение значения суммарного максимума нагрузки позволяет при неизменной установленной мощности трансформатора обеспечить питание большего числа потребителей. Снижение значения суммарного максимума и выравнивание графика могут быть достигнуты (по договорённости с энергосистемой) смещением времени начала работы предприятий и обеденных перерывов цехов, а также установлением часов работы односменных цехов. Кроме того, сюда относят:

1) обеспечение ритмичной и согласованной работы технологического оборудования в течение смены во избежание тем самым больших колебаний суммарной электрической нагрузки;

2) более равномерное и полное использование оборудования в течение суток (переход на многосменную работу);

3) при одно- или двухсменной работе смещение начала и конца работы, а также обеденных перерывов цехов и участков между собой;

4) перевод части ЭП на работу во время суточного или сменного минимума нагрузки;

5) покрытие суточных пиковых нагрузок местными источниками электроэнергии (за счёт пиковых электростанций или генераторных агрегатов).

Первые три способа осуществляются в рамках организации производственного процесса цеха или предприятия. При их выборе учитывают возможность лучшего использования производственных мощностей взаимодействующих между цехами и участками, а также социальные факторы. Среди прочих условий принимают во внимание и требования со стороны системы электроснабжения, хотя обычно они не являются решающими. Ниже боле подробно рассматриваются только два последних способа выравнивания нагрузок.

Электроприемники, которые переводят на работу во время суточного минимума нагрузки, например, на ночное время, называют электроприемниками-регуляторами. В качестве таковых обычно выбирают мощные электротехнические производственные или вспомогательные устройства, несущие относительно равномерную нагрузку в течение нескольких (до 10) часов при относительно малой численности или отсутствии обслуживающего персонала, например:

 

- сталеплавильные или другие электрические печи машиностроительных предприятий; теплоаккумулирующие устройства электрического отопления;

- водогрейные устройства с большим запасом воды;

- зарядные агрегаты аккумуляторных электровозов, электрокаров и электромобилей.

Следует отметить, что некоторые из названных электроприемников находят применение не столько для снижения пиковых нагрузок, сколько для использования дешевой ночной электроэнергии и обеспечения экономичной нагрузки энергосистем в ночное время; прежде всего это относится к теплоаккумулирующему электроотоплению. Кроме того, переход на такое электроотопление и электрический аккумуляторный транспорт представляет в настоящее время большой интерес как один из способов сокращения потребления дефицитного жидкого топлива и использования вместо него гидроэнергии, ядерной энергии или местного и вторичного топлива.

Снижение суточной максимальной мощности (особенно когда она по времени совпадает с максимумом нагрузки энергосистемы) с помощью местных пиковых электростанций или генераторных агрегатов предприятий оказывается эффективным при остром дефиците мощности в энергосистеме, когда другие меры по снижению нагрузок не используют или же они не дают нужного эффекта.

Для выравнивания графика нагрузки потребителя особо важным является установление рационального режима работы энергоёмкого электрооборудования, к которому обычно относится большинство электротермических установок, сушильных и холодильных камер или теплообменников и др. С целью максимальной экономии электроэнергии для таких ЭП необходимо установить как режим является более экономичным – полное отключение с дополнительными расходами его пуска или их оставление в работе с дополнительными потерями на х.х. Если измерены расход электроэнергии на пуска оборудования W_ПУСК и часовой расход электроэнергии на холостой ход Р_Х.Х, то можно определить продолжительность кратковременного перерыва Т_КР, при котором оба режима (отключения или х.х.) дают равные потери электроэнергии:

(10.35)

Если длительность перерыва не превышает Т_КР, то экономичнее оставлять оборудование на х.х. Если длительность перерыва больше Т_КР, то экономичнее полностью отключать оборудование.

Стимулирующим фактором выравнивания графика нагрузки является оплата электроэнергии по двухставочному тарифу. Основная ставка, не зависящая от количества израсходованной электроэнергии, составляет плату за 1 кВт заявленной (договорной) максимальной мощности (нагрузки) в часы суточного максимума нагрузки энергосистемы или за 1 кВ·А присоединённой трансформаторной мощности, дополнительная ставка – за каждый киловатт-час, учтённый счётчиком.