В предыдущей статье мы разобрали понятие «графика нагрузок», теперь настало время поговорить о столь же важном понятии «вращающегося резерва».
Прежде всего, небольшое напоминание, о котором мы многократно писали, и о котором не грех написать вновь. Любое генерирующее оборудование электростанций имеет рабочий диапазон нагрузок от минимальной до максимальной (для любителей подробностей – старый, еще советский, ГОСТ можно почитать по ссылке http://standartgost.ru/g/%D0%93%D0%9E%D0%A1%D0%A2_27625-88). Разумеется, в идеале минимальная нагрузка должна быть равна нулю, либо ее значение должно быть возле него. Однако на практике, для угольных блоков и блоков АЭС – типичного для ОЭС Украины оборудования – технологический минимум равен в лучшем случае 60-70 %% номинальной нагрузки. Это означает, что если по каким-либо причинам от установки не требуется производство электроэнергии в объеме большем, чем 60% номинального, то установка должна быть отключена (справедливости ради, на Хмельницкой АЭС сейчас идут испытания по привлечении одного из блоков к регулированию суточного графика нагрузок, http://www.xaec.org.ua/store/pages/ukr/khnppnews/2015-04-20/all.html).
Разумеется, останов оборудования крайне нежелателен. Как мы говорили в прошлый раз, при необходимости включить его в дальнейшем в работу, пуск может длиться часами в зависимости от продолжительности нахождения в остановленном состоянии (для российского оборудования нормы можно поглядеть здесь, http://so-ups.ru/fileadmin/files/laws/market_regulations/Tech_requirements_010509-1.pdf , Приложение 5). Однако на практике штатный останов оборудования для регулирования выработки потребной электроэнергии применяется, как правило, в тех случаях, когда речь идет о прохождении суточных или недельных провалов потребления (ночь, выходные и праздничные дни). Эти остановы заранее предусматриваются, а время обратного пуска в работу также определяется заранее, исходя из прогноза электропотребления. Это важно с той точки зрения, что в период сниженного потребления проблема необходимости быстрого запуска оборудования остро не стоит. Как правило, действующее оборудование также разгружается, и при необходимости резко увеличить выработку, например, при аварийном отключении крупного генератора, это делается путем нагружения работающего оборудования.
Иная ситуация возникает, когда в энергосистеме наблюдается максимум потребления. При неоптимальной диспетчеризации в эти периоды возможна крупная системная авария, даже при наличии избытков располагаемой мощности. Например, в том случае, когда регулирование ведется так: часть генераторов нагружается до максимальной мощности, а заметная часть прочих – выводится в останов. Тогда при системной аварии, связанной с падением суммарной выработки электроэнергии, восстановить генерацию увеличением нагрузки действующих станций может и не получиться. И понятно почему: оборудование не может выработать энергии больше, чем оно способно. Украинские блоки ТЭС и, в меньшей степени, АЭС, допускают, в принципе, работу с кратковременными перегрузами до 5-7 % номинальной мощности, после чего оборудование будет отключено защитами, прежде всего, по максимальной нагрузке турбогенератора.
То есть, в рассмотренном сценарии, может сложиться такая ситуация: резерв мощности в энергосистеме есть, но оперативно использовать его диспетчер не может. Так как на включение оборудования в работу требуется время, гораздо большее, чем необходимое для развития системной аварии. Этот пример показывает разницу между видами резерва мощности. Ранее мы уже давали их определения (для любителей строгих определений разных видов резерва мощности – глоссарий СО-ЦДУ ЕЭС России: http://so-ups.ru/index.php?id=glossary). Дадим их вновь:
- холодный: оборудование, которое нуждается в длительном пуске, длящемся часами
горячий: оборудование, которое может быть пущено в работу в течение часа
вращающийся: оборудование, которое уже в работе, и при необходимости его мощность может быть увеличена.
Именно третий вид резерва – вращающийся – определяет надежность работы ОЭС в период крупных системных аварий. Представленные выше два пути развития аварии разнятся именно количеством вращающегося резерва. В первом случае – ночью оборудование разгружено, так как потребление снижается – при выпадении даже крупной станции, оно будет компенсировано относительно быстрым перераспределением нагрузки между работающими генераторами. Во втором – днем в период максимальной нагрузки, обеспечивающейся с помощью максимального нагружения части оборудования – подхватить провал будет нечем: то оборудование, что должно было взять на себя нагрузку – стоит в резерве.
Естественно, что второй сценарий является крайним. В сбалансированной энергосистеме так суточное потребление никто не регулирует. Мы уже говорили, что в азах оперативного управления вбит принцип – вращающегося резерва в энергосистеме должно быть не меньше, чем мощность самого крупного генератора. Для условий Украины речь идет о блоках АЭС мощностью 1000 МВт. К слову аварийное отключение именно такого блока 11 апреля этого года на Южно-Украинской АЭС поставило ОЭС Украины на грань каскадной аварии. Авария произошла в период высоких дневных нагрузок, и только грамотные действия диспетчерского персонала позволили не допустить ее развитие (само оборудование, кстати, не пострадало, и блок был вскоре запущен обратно, http://www.sunpp.mk.ua/uk/news/news_sunpp/2793).
Однако проблема ОЭС Украины, и одновременно удача для тех, кто планирует в ней системную аварию, заключается в том, что она несбалансированна, и сильно несбалансированна. Мы еще в первой части цикла указывали, что установленная мощность электростанций в ОЭС превосходит потребную более чем в два раза (на тот момент 55 тыс. МВт против 26 тыс.). Даже с учетом электростанций, что перестали работать на Донбассе в ходе войны, этот запас по-прежнему высок. И на первый взгляд кажется, что проблемы с вращающимся резервом в ней быть не должно: возможность недогружать электростанции даже в период максимальных нагрузок есть. Однако это не так. Начиная с момента первого прихода к власти нацистов в 2005 г. неуклонно снижалась выработка электроэнергии на газовых ТЭС. Например, примерно с того времени практически постоянно стоят газо-мазутные блоки 800 МВт Запорожской ГРЭС. В целом, на долю такого оборудования в общем балансе мощности приходилось около 3 тыс. МВт. С прошлого года к проблеме дефицита газа добавилась еще и проблема дефицита угля. В результате, многие мощности стоят. На четвертое мая в неработоспособном состоянии из-за отсутствия топлива находились 29 блоков (в работе в тот же день было 27 блоков).
В результате в ОЭС наблюдается серьезная несбалансированность. Основную нагрузку, как днем, так и ночью, несут блоки АЭС, которые практически постоянно выдают около 9000 МВт мощности. Угольные же блоки и ранее работавшие во многом по графику с ежедневными остановами, сейчас останавливаются еще чаще. Фактически, режим работы ОЭС Украины в настоящее время определяется АЭС. Связано это с тем, что атомное топливо гораздо доступнее в настоящий момент, чем угольное, поэтому для экономии запасов угля диспетчера стремятся наибольшую загрузку обеспечить с помощью именно АЭС. Однако такие режимы работы имеют и оборотную сторону: АЭС, в принципе, не предусмотрены к работе по регулированию мощности. И конструкция реакторов, и особенности турбин, которые работают не на перегретом паре, как турбины ТЭС, а на влажном – не способствуют маневренности такого оборудования: его нагрузка практически постоянна. То есть, вращающийся резерв обеспечивается только мощностями ТЭС и, в меньшей мере, ГРЭС. Возникает вопрос – какова же его величина?
В одной из прошлых работ мы пытались спрогнозировать его значение на лето, и получили 2-4 тыс. МВт, однако, судя по всему, фактическое значение меньше. Попробуем косвенно рассчитать его для того же 4 мая. Поскольку точное распределение нагрузки между отдельными станциями нам не известно, то придется принимать приближения. В работе находились 27 энергоблоков и 2 полублока, что эквивалентно работе 28 блоков. При этом выдаваемая мощность от ТЭС составила 6392 МВт. По некоторым косвенным признакам можно предположить, что эквивалентная располагаемая мощность условного блока в этот период составляла примерно 260 МВт. Фактическая же мощность этого блока равнялась отношению выработки к числу блоков, то есть, 230 МВт. В этом случае величина вращающегося резерва для 28 блоков ТЭС была равна 840 МВт, то есть 11,5 % от располагаемой мощности. Если принять этот же коэффициент к мощности ГЭС, которая в тот день составляла 3338 МВт, то вращающийся резерв на этих электростанциях был равен 380 МВт. Суммарная величина вращающегося резерва тогда оказывается равной примерно 1,2 тыс. МВт (а если уж совсем все учитывать, в том числе, мираж резерва подгрузки АЭС, то получим значение 1,9 тыс. МВт, что является заведомым ограничением сверху).
Полученное значение, весьма близкое к 1 тыс. МВт, а также фактически возникшая угроза развала ОЭС Украины 11 апреля при отключении блока мощность 1 тыс. МВт на ЮАЭС, косвенно говорят о том, что диспетчерские службы поддерживают в ОЭС значение вращающегося резерва на минимально допустимом уровне, равном единичной мощности генератора энергоблока АЭС 1000 МВт, и, в любом случае, меньшем чем 2000 МВт. Это означает, что, судя по всему, успех в деле организации развала ОЭС Украины будет способствовать не только при атаке против схемы выдачи мощности ЗАЭС, но и любой иной АЭС с двумя работающими блоками по 1000 МВт каждый. Подхватить выпавшую мощность будет нечем: вращающегося резерва не хватит.
Ссылки по теме:
1. Украина во тьме: интродукция. http://aftershock.news/?q=node/259293
2. Украина во тьме: теория. http://aftershock.news/?q=node/259476
3. Украина во тьме: практика. http://aftershock.news/?q=node/259868
4. Украина во тьме: самоанализ. http://aftershock.news/?q=node/274758
5. Украина во тьме: итоги зимы. http://aftershock.news/?q=node/302432
6. Украина во тьме: необходимое отступление. http://aftershock.news/?q=node/303175
7. Украина во тьме: график нагрузок. http://aftershock.news/?q=node/306242
Комментарии
Спасибо, очень интересно.
Спасибо
Сейчас , к примеру, на европейских ПГУ действует нормативные недогруз до 8-10% с целью мгновенного балансировки мощности от ВЭС и СЭС.
И вопрос - чем опасен влажный пар в ПТ при снижении нагрузки, конденсацией на последних ступенях в ЦНД?
Эрозией последних ступеней: капли выбивают металл, а эти ступени самые большие, а также кислотной коррозией: в капельках конденсата происходит образование кислоты при реакции воды с оксидами хлора и серы. Так как капельки маленькие, то раствор получается очень конденсированным.
Понятно, что при их финансовом состоянии резерв будет минимален, но больших проблем никому сейчас не надо и им этого должно хватить. У меня дилетантский вопрос: каr фазы синхронизуют при объединении генерирующих мощностей разных площадок?
Есть два разных случая. Первый, он же единственно реально возможный. Новый генератор включается в сеть, где работает много других генераторов (то есть, его мощность пренебрежимо мала мощности энергосистемы). В этом случае система регулирования турбины раскручивает ротор до 50 Гц, а при синхронизации он втягивается за счет действия поля из-за несопоставимого влияния. Второй случай, предельно маловероятный, синхронизация на "мертвые шины", когда мощность генератора больше или сопоставима с мощностью энергосистемы. Тут вручную с помощью синхроносокопа, есть такая штука на рабочем месте начальника смены электроцеха, или ДЭМа.
Спасибо.
по первому случаю. есть еще такая заковыка как требуемая реактивная мощность, необходимая для запуска генераторов.
преподаватель в ВУЗе на теме энергоснабжения рассказывал историю из 70хх годов Омской и Новосибирской областей.
произошла какая то системная ошибка и вылетела одна из самых мощных ТЭС города (номер не помню). после чего каскадом, из-за нехватки реактивной мозности, полетели остальные ТЭС города, так как перетоков мощности из объединенной энергосистемы области нехватало.
кароче город встал. натурально. т.е. оборудование вроде все рабочее, можно запускать. но запустить не получается, так имеющихся резервных генераторов, нехватает для выдачи реактивной мощности в сеть.
рассказывал что в Новосибирской области/городе. отключали целые районы, и перенаправляли все мощности в энергосистему омской области, чтобы можно было поодиночке запустить генераторы.
передал немного утрированно, но как смог.
есть такая проблема?? тем более что тут речь уже идет даже не о вращяющемся резерве, а о возможностями энергосистемы по перетоку мощности из одного района в другой.
upd
применительно к 404. читал что у них вроде затык возможен по Запорожской АЭС. типа не сможет она большие мощности перебросить на Киевщину, нет необходимой инфраструктуры.
Да. ЗАЭС выдает мощность через транзитную линию 750 кВ. За последние 25 лет ее состояние весьму ухудшилось. В результате, вроде бы линия способна выдать все 6000 МВт установленной мощности, но по факту сейчас есть нигде не отраженное ограничение на уровне чуть выше 5000 МВт. Кроме того, чистое ограничение есть по Ровенской АЭС, но там не успели при СССР построить линию выдачи мощности в Румынию, а в период независимости тема несколько раз поднималась и глохла. В итоге располагаемая мощность станции на 1 тыс. МВт меньше установленной всегда.
Михаил статья позновательная, но на счет одной линии на ЗАЭС вы ошибаетесь, там несколько отходящих линий, если мне память не изменяет то их там три, плюс связь с ОРУ Запорожской ТЭС, у которой еще несколько ВЛ но классом ниже, вроде 220 кВ.
А можете схемой выдачи мощности поделиться?
mihnausta@yandex.ru - мой ящик
На вопрос ответил письмом
Переток мощности ограниченн пропускной способностью подстанций и ЛЭП. При перегрузки что-то из них отключится со временем, что очень плохо, т.к. потребует действий диспетчеров для балансировки нагрузки.
Генераторы могли отключиться не по реактивной мощности, а по защите по падению напряжения/частоты, она нормированна для каждого генератора, т.е. при низком напряжении в сети появляется негативная реактивная мощность и наоборот, что сказывается на работе Генератора и при достижении предела он будет отключён (или разгружен точно не помню).
Спасибо, многое стало понятно, я в конце 90-х, начале 2000-х ругался, энергетики заставляли планировать и выдерживать потребление электроэнергии до +-50 кВт/ч каждый месяц (каюсь, завышал потребность, потом улицу обогревал, иначе штраф!), хотя и раньше догадывался, но ваша статья расставила всё по полкам!
Спасибо
Спасибо, очень интересно. После прочтения стало абсолютно не понятно, как европейцы собираются перейти на возобновляемые источники энергии.
Я думаю, там больше политики. По крайней мере, на настоящем уровне развития технологий. Прорыв будет тогда, когда человечество получит доступ к неиссякаемым источникам энергии (термоядерный синтез, настоящая, а не буффонадная современная солнечная энергетика, возможно, какая-то экзотика вроде станций на перепадах температуры между дном океана и поверхностью и т.д.) и научится запасать электричество в промышленных масштабах. А пока - мы примерно там же, где и в начале двадцатого века: флорму поменялась, а суть вся та же - различные теплосиловые циклы и плотины ГЭС.
Скорее всего, от теплосилового цикла не уйдет даже термоядерный цикл. Всему виной цепочки преобразования энергии, в конечном счете всегда приводящие к тепловой. ГЭС, кстати, в этом смысле - пока уникальное исключение, поскольку мы получаем дополнительную энергию за счет концетрации потенциальной и исключения тепловых потерь.
Жизнь покажет, но не хотелось бы. КПД цикла Карно удручающе низок.
ГЭС - это использование круговорота воды, просто вся планета один контур, но там тоже тепловой цикл.
Не спор, но съем энергии в ГЭС происходит не с тепловой части цикла.
Ветер, по большому счету, тоже следствие тепловых процессов )
Да, все мы живём с тепловой волны.
Современная тепловая энергетика лишь следствие того что люди пока не сумели решить ни одну из двух задач.
Нет успехов в этих двух вопросах, - приходится пилить термояд.
Были бы успехи, можно былобы успешно реализовывать солнце, ветер и прочее.
Европеи много болтают, а на деле живут в режиме жесточайшей экономии. Жилища отапливают только до состояния холодного сарая, ходят в двух свитерах и в теплых носках. Освещаются светодиодными трех-пятиваттками.
Патамушта ДОРОГО очень электричество!!!
Но это жадные политиканы устроили.
Ингалинская АЭС-закрыта, Козлодуй в Българии еле теплится, Германия хочет позакрывать ВСЕ АЭС!!!
Педерасты живут в гейропе, педерасты и МРАКОБЕСЫ! Не зря же они ведьм почти тыщу лет жгли...;-))
Интересная и познавательная статья.
Вот почему подобны статьи набирают очень мало комментариев, а статьи пропогандонов из-за лужи и трибалтики более 50.
Спасибо.Комментарии не являются самоцелью, скорее, попытка делиться знаниями, как сумею.
Мое мнение : Потому что в статьях подобным этой описаны знания, которые обычно отсутствуют в голове неспециалиста. Об этом просто не думают, тк не знают о чем думать. Соответственно и сказать, кроме спасибо нечего. :-)
А как комментировать, если ты "чайник"? Таких ведь большинство. Мы в политике, футболе и сиськах все хорошо разбираемся. А вот сказать спасибо автору следует, что я и делаю. Было очень интересно, кое-что для себя прояснил.
ага. в розетках блин все специалисты! от дворника дяди Васи, до Генерального. А вот попробуй выбить деньги на новый элегазовый выключатель на 10 кВ. так сразу, а нафиг надоооо, и доорого очень.
Так и тут. людям в теме, интересно. но им и так бОльшая часть понятна. а остальным чтобы понять о чем речь, надо нехилые ликбезы устраивать.
"Новый элегазовый выключатель на 10 кВ"- это действительно расточительство.
10-35 кВ -это " царство" вакуумных выключателей ( так же как 110 кВ и выше - царство элегаза).
Все остальное пока от лукавого.
не придирайтесь =) нам просто было интересно. кстати, ни на вакуумник, ни на элегазовый - денег так и не дали. дали через год. когда рванул один масляный и оставил ползавода без электричества на пару суток.
Потому, что спецам и так все понятно, а тролли не имеют квалификации для качественного троллинга.
Если статья очень логичная, то нет порыва и смысла комментить. А статьи у этого чела предельно логичны!
Спасибо за интересный цикл.
ага. после ухода ОЙ, по энергетике на АШ, тока ТС и Роман Смирнов интересно пишут=)
ОЙ, к сожалению, напрочь упоролся с политическими истероидными прогнозами. "Путенслил", "Россия должна" и т.п. Жаль, интересно раньше писал.
а что вы хотите. ОЙ живет ТАМ. в Донецке. было бы странно, если бы человек с его талантами и жизненной позицией остался в стороне. Просто надо это иметь ввиду. когда читаешь его статьи.
Он был в Луганске, а не Донецке. А последние полгода вообще находится в Крыму. И последние полгода как раз и "несет Остапа".
хм... у меня почему то отложилось в память что в Донецке, но спорить не буду, возможно вы и правы.
а по поводу: «Остапа понесло...» - опять же имейте ввиду, он жил там, и видел как это, когда город бомбят и расстреливают. и как все тихо/мирно (внешне) прошло в Крыму. Ему просто за рдину обидно! делайте скидку на это. не надо от человека требовать невозможного.
Жил изначально он в Днепротпетровске, потом свалил в Россию, как начался нынешний писец. Затем поехал в ЛНР, "наводить порядк", "поднимать Новороссию" и т.д. Сейчас обвиняет власти ЛНР в том, что там массовые "экономические преступления" с их участием. Кто из них прав - хрен разберет, дело в другом. Этот славный в прошлом господин последние полгода упорно пытается доказать всем одну простую мысль - "Россия должна". Ввести войска, спасти людей, нас*рать на свои нынешние интересы и т.п. Я, конечно, понимаю его "за дэржаву обидно", но у нашей страны есть свои "хотелки" и "могелки", вовсе не обязанные совпадать с желанием некоторых укрианских "аналитиков".
Как-то так я это вижу.
Россия должна, я тоже так считаю. Россия должна защищать русских по всему миру, если их мордуют только за то, что они русские и не отреклись от России, не стали манкуртами.
Турция защищала турок на Кипре, плевав на все, нищая Армения помогала Карабаху безо всяких хитрых планов. Даже Руанда вступила в войну против всей Африки, защищая конголезских тутси. Неужели вторая сверждержава меньше печется о своих, которые по вине предателей руководства на своей русской земле попали под гнет врагов России?
1) А "братушки" нам ничего не должны? Как-то они не рвались нам помогать боевиков-наемников с Кавказа выгонять. "Хатаскайники" сидели дома и думали, что это их никогда не коснется.
2) Куча здорового мужского населения с востока Руины свалила в Россию "пересидеть", вместо того, чтобы отстаивать свою землю. Почему вместо них должны воевать наши парни?
3) Втянуть Россию в войну, желательно на несколько фронтов - вот мечта и цель наших заокеанских "партнеров". Бездумно призывать к этому же - играть на их стороне. Нужно думать головой, а не поддаваться на эмоции.
4) Всем призывающим "ввести войска" предлагаю немедленно выключить монитор и ехать на Донбас, вступать в армию ЛНР/ДНР. Лицемерных советчиков-аналитиков и без вас хватает.
Ну, ясно. Проблемы русских за пределами России Россию не волнуют. Я это отлично понял за прошедший год. Только вот, турки в 1973 году иначе рассуждали. Я слабо себе представляю претензии в стиле "Эти киприоты осиживались в составе Британии, когда нас драли на части в 1919. Так и хрен с ним, что Греция теперь захватит турецкий Кипр".
Россию в первую очередь должны волновать проблемы ее граждан, живущих в стране. Проблемы украинцев, которые 23 года были "нэзалежными" и вспомнили о том, что они "русские" только тогда, когда пришло игнорируемое ими ранее бандеровское отродье с запада - ее, объективно, волнуют меньше, уж простите за прямоту. И я еще раз повторю свой вопрос - а что эти самые "русские за пределами России" сделали для этой самой России за прошедшие годы? Многие почему-то считают, что "Россия должна", а они России - ничего не должны.
Эти русские погибают за Россию. Эта девочка живьем сгорела за флаг Росси (http://vk.com/id155667837). До 2014 года она для РФ не сделала ничего.
Страницы