電力系統負荷模式與電廠負荷優化分配

能源的消耗方式以及系統的負載是不均勻的：它在一天內具有特徵性波動，在一年內具有季節性波動。這些波動主要是由企業的工作節奏決定的——電力消費者，與人口的這種生活節奏有關，在較小程度上是由地理因素決定的。

一般來說，每日週期的特徵總是在夜間或多或少地減少消費，對於年度週期 - 在夏季。這些負載波動的深度取決於用戶的構成。

全天候工作的企業，尤其是連續工藝流程佔優勢的企業（冶金、化學、煤炭開採行業），幾乎具有相同的消費模式。

金屬加工和機械製造行業的企業，即使是三班制，由於夜班生產活動通常減少，能源消耗也會出現明顯波動。在夜間輪班工作時，能源消耗會急劇下降。夏季月份的消費量也明顯下降。

食品和輕工企業的能源消費波動幅度更大，消費不均衡最大的是家庭部門。

系統的負載模式反映了所有這些能耗波動的總和，當然還有一些平滑的形式。負載條件通常以負載表的形式呈現。

在日圖上，小時數繪製在橫坐標上，負載以 MW 或最大負載的百分比繪製在縱坐標上。最大負荷最常出現在傍晚，此時照明疊加在生產能耗上。這就是為什麼最高點在一年內有所變化的原因。

早上有一個負載高峰，反映了最大的生產活動。下午，負載減少，晚上急劇減少。

年度圖表的橫坐標為月份，縱坐標為月度電量或月峰值負荷。最大負荷在年底下降——因為它在一年中自然增加。

充電模式不均，一方面，能源生產設備的多樣性及其運行和技術經濟特性，另一方面，為系統工作人員在電站和發電機組之間優化負荷分配提出了一項複雜的任務。

發電是有代價的。為了 熱站 ——除了服務人員的維護、設備維修、折舊扣除之外，還有燃料成本。

不同的站，根據其技術水平、功率、設備條件的不同，1Vt•h的具體生產成本是不同的。

站點之間（以及站點之間的站點內）負荷分配的一般標準是生產給定電量的最低總運營成本。

對於每個站點（每個單元），成本可以與收費模式呈函數關係。

總成本最小的條件以及系統中負載最佳分配的條件表述如下：必須分配負載，以便始終保持站（單元）的相對步驟的相等性。

調度服務預先計算出不同負載值的站點和單元的幾乎相對步長，並顯示為曲線（見圖）。

相對增長曲線

水平線反映了對應於最佳條件的負載分佈。

站間系統負載的優化分配也有技術方面的問題。覆蓋負載曲線可變部分的機組，尤其是尖銳的上峰值，在快速變化的負載條件下運行，有時每天都會停止-啟動。

現代強大 汽輪機機組 不適應這種操作模式：它們需要很多小時才能啟動，在可變負載模式下運行，尤其是頻繁停止，會導致事故增加和加速磨損，並且還與額外的相當敏感的過度消耗有關燃料。

因此，為了覆蓋系統中負載的“峰值”，使用了另一種類型的單元，它們在技術上和經濟上都很好地適應了具有急劇可變負載的操作模式。

他們是這個目的的理想選擇 水力發電廠：液壓裝置的啟動和滿載需要一到兩分鐘，不會造成額外損失，技術上非常可靠。

為滿足峰值負荷而設計的水力發電廠的建造容量大幅增加：這減少了 1 kW 的資本投資，這使其與強大的火力發電廠的具體投資相當，並確保更充分地利用水資源。

由於在許多地區建造水力發電廠的可能性有限，而該地區的地形允許獲得足夠大的水頭，因此建造抽水蓄能水力發電廠 (PSPP) 以覆蓋負荷高峰。

這種站的單元通常是可逆的：在夜間系統故障期間，它們作為抽水單元工作，在高處的水庫中抽水。在滿負荷期間，它們通過為水箱中儲存的水提供能量以發電模式運行。

它們被廣泛用於覆蓋燃氣輪機發電廠的負荷峰值。啟動它們只需 20-30 分鐘，調整負載簡單且經濟。峰值 GTPP 的成本數據也很有利。

電能質量的指標是頻率和電壓的穩定程度。在給定水平上保持恆定的頻率和電壓非常重要。隨著頻率降低，電機的速度成比例地降低，因此由它們驅動的機構的性能降低。

不應認為增加頻率和電壓會產生有益效果。隨著頻率和電壓的增加，所有電機和設備的磁路和線圈的損耗急劇增加，它們的熱量增加，磨損加速。此外，頻率的變化以及發動機轉數的變化通常有可能導致產品報廢。

通過保持系統主電機的有效功率與發電機中因磁通量和電流的相互作用而產生的總反向機械力矩之間的相等性來確保頻率恆定性。該扭矩與系統的電氣負載成正比。

系統負載不斷變化，如果負載增加，發電機制動力矩大於主機有效扭矩，存在降速、降頻的威脅。減少負載會產生相反的效果。

為了保持頻率，有必要相應地改變主機的總有效功率：第一種情況增加，第二種情況減少。因此，為了將頻率持續保持在給定的水平，系統必須有足夠的極移動待機電源供應。

頻率調節的任務分配給指定的站點，這些站點有足夠的免費、快速調動的電力。水力發電廠最能承擔這些責任。

有關頻率控制功能和方法的更多信息，請參見此處： 電力系統調頻