Економічний розподіл активного навантаження між окремими агрегатами та станціями системи

Одна з головних вимог, що застосовується до енергосистеми – це дотримання найбільш економічного режиму. Головним показником такого режиму роботи системи в цілому, тобто її електростанцій та мереж, є питомі зведені витрати на корисно відпущену кіловат-годину. Під корисним відпуском розуміють кількість енергії, переданої споживачам і, отже, використаної та оплаченої ними.

Задача найвигіднішого розподілу сумарного активного навантаження між окремими агрегатами чи станціями системи найпростіше вирішується стосовно теплових станцій. Для гідростанцій ця задача суттєво ускладнюється, бо необхідно враховувати їхній водний режим.

Розглянемо основні принципи економічного розподілу потужностей між агрегатами теплових станцій. Криву, що характеризує залежність витрати умовного палива чи тепла (підведена потужність) від активної потужності, яку віддає агрегат (турбіна, турбогенератор), називають витратною або енергетичною, характеристикою. Більшості парових турбін притаманна криволінійна характеристика з випуклістю (рис. 13.2), а гідротурбінам – зі вгнутістю вниз (рис. 13.2). Часто зустрічається також прямолінійна характеристика з перегином (рис. 13.2).

Рисунок 13.2. Енергетичні (витратні) характеристики первинних двигунів

різних типів

Ділянки кривих, показаних на рис. 13.2 штриховими лініями, відповідають області малих навантажень, за яких агрегати працюють нестійко. В загальному вигляді аналітичний вираз енергетичної характеристики може бути поданий формулою

, ()

де – витрати умовного палива в режимі неробочого (холостого) ходу;

– частина витрат тепла чи палива на одиницю потужності, яку віддає агрегат; (в залежності від виду кривої).

Поділивши обидві частини рівняння () на навантаження , отримаємо рівняння питомих витрат:

. ()

Величина, що визначається виразом

, ()

характеризує приріст витрат тепла або палива (підведеної потужності), яка відповідає заданому приросту потужності агрегату. Цей вираз визначає питомі витрати (або питомий приріст витрат) енергоносія. Очевидно, що значення цієї величини визначається одиницями витрат енергоносія на одиницю електроенергії, що виробляється, наприклад, кілограмами умовного палива на 1 кВт·год. Питомі витрати характеризуються тангенсом кута нахилу дотичної до кривої у даній точці.

Питомі витрати в різних діапазонах навантаження різні. Лише для лінійних ділянок енергетичних характеристик питомий приріст не залежить від навантаження. Крива питомих приростів, що відповідає витратній характеристиці (див. рис. 13.2, б) показана в нижній частині цього рисунка.

Зроблені висновки можна поширити на будь-яку кількість агрегатів, що працюють спільно. Найбільш вигідним розподіл активного навантаження між спільно працюючими агрегатами, який забезпечить найменші витрати енергоносія, буде за рівності витрат енергетичних характеристик окремих агрегатів.

Це положення часто називають принципом рівності питомих витрат (питомих приростів).