Enerģijas sistēma – kas tas ir?

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Kas ir energosistēma? Tas ir visu savstarpēji savienoto energoresursu kopums, kas ietver arī visas elektroenerģijas un siltumenerģijas ražošanas metodes. Šī sistēma ietver arī saņemtā resursa transformāciju, izplatīšanu un izmantošanu. Šajā ķēdē ietilpst tādas iekārtas kā elektriskās un termiskās stacijas, naftas piegādes struktūras, alternatīvas atjaunojamās enerģijas līnijas, gāzes piegāde, ogļu un kodolrūpniecība.

Vispārīga informācija

Energosistēma ir arī visu elektrostaciju kopums, kā arī elektriskie un siltumtīkli, kas ir savstarpēji savienoti, turklāt tiem ir savienoti kopīgi darbības režīmi, kas saistīti ar ražošanas nepārtrauktu kustību. Papildus ražošanai tas ietver arī pieejamās elektriskās un siltumenerģijas pārveidošanas, pārvades un sadales procesus, ievērojot vienu darbības režīmu.

Enerģijas sistēma ir arī vispārēja sistēma, kas ietver visus jebkāda veida enerģijas resursus. Šeittas pats attiecas uz visām iegūšanas, pārveidošanas un izplatīšanas metodēm, kā arī uz visiem tehnoloģiskajiem līdzekļiem un organizatoriskiem uzņēmumiem, kas nodarbojas ar valsts iedzīvotāju nodrošināšanu ar visa veida šo resursu.

Tādējādi energosistēma ir visu elektrostaciju un siltumtīklu kopsumma, kas ir savstarpēji savienotas, un kurām ir arī kopīgs grafiks, kas noteikts nepārtrauktas elektroenerģijas un siltumenerģijas ražošanas, piegādes un sadales procesā, ņemot vērā, ka viņiem ir vispārēja centralizēta šī darbības režīma kontrole.

Energosistēmas specifika

Ir vērts atzīmēt ļoti svarīgu faktu: cilvēcei nav iespēju uzkrāt elektrisko vai siltumenerģiju nākotnei. Šos resursus nav iespējams uzkrāt. Tas ir saistīts ar staciju, kas nodarbojas ar šīs izejvielas ražošanu, darba specifiku. Lieta tāda, ka objekta darbība, kas nodarbojas ar elektroenerģijas ražošanu, ir nepārtraukta resursa ģenerēšana, kā arī patērētās un saražotās jaudas attiecības vienādības saglabāšana jebkurā laikā. Citiem vārdiem sakot, spēkstacijas ražo tieši tik daudz enerģijas, cik tām nepieciešams dot. Tas pats attiecas uz siltuma apakšstacijām. Enerģijas avoti, kā arī to patērētāji tiek apvienoti energosistēmās, pirmkārt, lai nodrošinātu augstu iedzīvotāju apgādes drošumu ar šiem enerģijas veidiem.

Energosistēmas un elektrostaciju parametri

Viens nogalvenais raksturlielums, kas ir noteicošais spēkstacijas darbībā un raksturo visas sistēmas kopējo darbību, ir jauda.

Spēkstacijas uzstādītā jauda. Šī definīcija tiek saprasta kā visu vienā objektā uzstādīto elementu nominālo rādītāju summa. Sīkāk skaidrojot, agregātu nosaka katra pirmdzinēja tehniskā pase, kas var būt tvaika, gāzes, hidrauliskās turbīnas vai cita veida dzinējs. Šīs primārās vienības izmanto elektrisko ģeneratoru darbināšanai. Ir vērts atzīmēt, ka šajā parametrā jāiekļauj arī tās ierīces, kas tiek uzskatītas par rezerves ierīcēm, un tās, kuras pašlaik tiek remontētas.

Elektrostaciju jaudas

Bez uzstādītās jaudas ir vairāki citi raksturlielumi, kas raksturo spēkstacijas darbību. Var būt pieejama arī tīkla jauda.

Lai aprēķinātu šo rādītāju, no kopas ir jāatņem tie rādītāji, kas ir remontējamajiem dzinējiem. Tāpat, atrodot šo parametru, ir jāņem vērā tāda lieta kā tehnisks ierobežojums, kas var būt saistīts ar dzinēja konstrukciju vai tehnoloģisko rādītāju.

Ir arī tādas īpašības kā darba jauda. Šīs opcijas apraksts ir diezgan vienkāršs. Tas ietver kopējo indikatoru, kas ir to dzinēju digitālo vērtību summa, kas pašlaik darbojas.

Vispārīga informācija par sistēmas darbību

Sistēmā iekļauto staciju darbības princips kopumā ir diezgan vienkāršs. Katra iekārta ir paredzēta, lai radītu noteiktu daudzumu elektroenerģijas vai siltumenerģijas (koģenerācijas vajadzībām). Tomēr šeit ir svarīgi piebilst, ka pēc šāda veida resursa izstrādes tas netiek nekavējoties piegādāts patērētājam, bet gan iet caur tādām iekārtām, kuras sauc par pakāpju apakšstacijām. No ēkas nosaukuma ir skaidrs, ka šajā zonā ir vērojams sprieguma pieaugums līdz vēlamajam līmenim. Tikai pēc tam resurss jau sāk izplatīties patērētāju punktos. Nepieciešams ar lielu precizitāti kontrolēt energosistēmu, kā arī skaidri regulēt enerģijas piegādi. Pabraucot garām pakāpju stacijai, elektrība jāpārved uz maģistrālajām līnijām.

Valsts energosistēma

Energosistēmas attīstība ir viens no jebkuras valsts svarīgākajiem uzdevumiem. Ja runājam par visas valsts mērogiem, tad mugurkaula tīkliem vajadzētu sapīties visā valsts teritorijā. Šie tīkli ir raksturīgi ar to, ka vadi spēj izturēt elektriskās enerģijas plūsmu ar spriegumu 220, 330 un 750 kV. Šeit ir svarīgi atzīmēt, ka šādās līnijās pieejamā jauda ir milzīga. Šis skaitlis var sasniegt no vairākiem simtiem mW līdz vairākiem desmitiem GW.

Šī energosistēmas slodze ir milzīga, un tāpēc nākamais darba posms ir sprieguma un jaudas pazemināšana, lai apgādātu ar elektroenerģiju rajonu un mezglu apakšstacijām. Šādu iekārtu spriegumam jābūt 110 kV, un jaudai nevajadzētu pārsniegtvairāki desmiti MW.

Tomēr šis nav pēdējais posms. Pēc tam elektroenerģiju sadala vairākās mazākās plūsmās un nodod mazajām patērētāju apakšstacijām, kas uzstādītas apdzīvotās vietās vai rūpniecības uzņēmumos. Spriegums šādās sekcijās jau ir daudz zemāks un sasniedz 6, 10 vai 35 kV. Pēdējais posms ir sprieguma sadale pa elektrotīklu, lai to nodrošinātu iedzīvotājiem. Samazinājums notiek līdz 380/220 V. Tomēr daži uzņēmumi darbojas ar 6 kV spriegumu.

Lietotāja īpašības

Ja ņemam vērā energosistēmas darbības procesu, tad īpaša uzmanība jāpievērš tādiem posmiem kā elektroenerģijas pārvade un ražošana. Uzreiz jāatzīmē, ka šie divi energosistēmas režīmi ir tieši saistīti. Tie veido vienu sarežģītu darbplūsmu.

Ir svarīgi saprast, ka energosistēmā ir pastāvīga elektroenerģijas ražošana un pārvade patērētājiem reāllaikā. Tāds process kā uzkrāšanās, tas ir, izsmeltā resursa uzkrāšanās nenotiek. Tas nozīmē, ka ir pastāvīgi jāuzrauga un jāregulē līdzsvars starp saražoto un patērēto jaudu.

Strāvas bilance

Līdzsvaru starp saražoto un patērēto jaudu var uzraudzīt, izmantojot tādus raksturlielumus kā elektrotīkla frekvence. Frekvence Krievijas, B altkrievijas un citu valstu energosistēmā ir 50 Hz. Novirzešis indikators ir atļauts ±0,2 Hz. Ja šis raksturlielums ir 49,8-50,2 Hz robežās, tad tiek uzskatīts, ka tiek ievērots līdzsvars energosistēmas darbībā.

Ja pietrūkst saražotās jaudas, tiks izjaukts enerģijas bilance, un tīkla frekvence sāks kristies. Jo augstāks ir nepietiekamas jaudas indikators, jo zemāka būs frekvences reakcija. Ir svarīgi saprast, ka sistēmas veiktspējas vai, pareizāk sakot, līdzsvara pārkāpums ir viens no nopietnākajiem trūkumiem. Ja šī problēma netiks apturēta tās sākotnējā stadijā, tad nākotnē tā novedīs pie tā, ka būs pilnīgs Krievijas vai jebkuras citas valsts energosistēmas sabrukums, kurā tiks izjaukts līdzsvars.

Kā novērst iznīcināšanu

Lai izvairītos no katastrofālām sekām, kas rastos, ja sistēma sabruktu, tika izgudrota un apakšstacijās izmantota automātiskā frekvences ielādes programma. Tas darbojas pilnīgi autonomi. Tā iekļaušana notiek brīdī, kad līnijā trūkst jaudas. Šiem nolūkiem tiek izmantota arī cita struktūra, ko sauc par automātisku asinhronā režīma likvidēšanu.

Ja runājam par AChR darbu, tad viss ir pavisam vienkārši. Šīs programmas darbības princips ir diezgan vienkāršs un slēpjas faktā, ka tā automātiski izslēdz daļu no energosistēmas slodzes. Tas nozīmē, ka tas atvieno no tā dažus patērētājus, kas samazina enerģijas patēriņu un tādējādi atjauno līdzsvaru visā sistēmā.

ALAR ir vairāksarežģīta sistēma, kuras uzdevums ir atrast elektrotīkla asinhrono darbības režīmu vietas un tās likvidēt. Ja valsts vispārējā energosistēmā ir elektroenerģijas deficīts, tad AChR un ALAR apakšstacijās tiek nodoti ekspluatācijā vienlaicīgi.

Sprieguma regulēšana

Uzdevums regulēt spriegumu enerģētikas struktūrā ir noteikts tā, lai būtu nepieciešams nodrošināt šī rādītāja normālo vērtību visos tīkla posmos. Šeit ir svarīgi atzīmēt, ka regulēšanas process pie gala patērētāja tiek veikts saskaņā ar sprieguma vidējo vērtību, kas nāk no lielākā piegādātāja.

Galvenā nianse ir tāda, ka šāda regulēšana tiek veikta tikai vienu reizi. Pēc tam visi procesi notiek lielākos mezglos, kas, kā likums, ietver rajona stacijas. Tas tiek darīts tāpēc, ka ir nepraktiski veikt pastāvīgu sprieguma uzraudzību un regulēšanu gala apakšstacijā, jo to skaits visā valstī ir vienkārši milzīgs.

Tehnoloģijas un energosistēmas

Tehnoloģiju attīstība ir ļāvusi savienot energosistēmas paralēli viena otrai. Tas attiecas vai nu uz kaimiņvalstu struktūrām, vai uz vienošanos vienas valsts ietvaros. Šāda savienojuma īstenošana kļūst iespējama, ja divām dažādām energosistēmām ir vienādi parametri. Šis darbības veids tiek uzskatīts par ļoti uzticamu. Iemesls tam bija tas, ka divu konstrukciju sinhronas darbības laikā, ja vienā no tām rodas jaudas trūkums, rodasiespēja to likvidēt uz cita rēķina, strādājot paralēli šim. Vairāku valstu energosistēmu apvienošana vienā paver tādas iespējas kā elektroenerģijas un siltumenerģijas eksports vai imports starp šīm valstīm.

Tomēr šim darbības režīmam ir nepieciešama pilnīga elektrotīkla frekvences atbilstība starp abām sistēmām. Ja tie atšķiras ar šo parametru kaut nedaudz, tad to sinhronais savienojums nav atļauts.

Enerģētikas sistēmas ilgtspējība

Ar enerģētikas sistēmas stabilitāti saprot tās spēju atgriezties stabilā darbības režīmā pēc jebkāda veida traucējumiem.

Struktūrai ir divu veidu stabilitāte – statiskā un dinamiskā.

Ja runājam par pirmo stabilitātes veidu, tad to raksturo fakts, ka enerģētiskā sistēma spēj atgriezties sākotnējā stāvoklī pēc nelielu vai lēni notiekošu traucējumu rašanās. Piemēram, tas var būt lēns slodzes pieaugums vai samazinājums.

Dinamisko stabilitāti saprot kā visas sistēmas spēju saglabāt stabilu pozīciju pēc pēkšņām vai pēkšņām darbības režīma izmaiņām.

Drošība

Norādījumi energosistēmā tās drošībai – tas būtu jāzina ikvienam jebkuras elektrostacijas darbiniekam.

Pirmkārt, ir vērts saprast, kas tiek uzskatīts par ārkārtas situāciju. Šāds apraksts atbilst gadījumiem, kad notiek izmaiņas iekārtas stabilā darbībā, kas rada avārijas draudus. Katram tiek noteiktas šī incidenta pazīmesnozare saskaņā ar tās normatīvajiem un tehniskajiem dokumentiem.

Ja avārijas situācija tomēr radās, tad apkalpojošajam personālam ir pienākums veikt pasākumus situācijas lokalizēšanai un turpmākai novēršanai. To darot, ir svarīgi izpildīt šādus divus uzdevumus: nodrošināt cilvēku drošību un, ja iespējams, saglabāt visu aprīkojumu neskartu un drošu.