iem

Samodzielny Zakład Podstaw Energetyki
Zarządzanie i Gospodarka w Energetyce
Ćwiczenie nr. 1	Temat: Dobowy wykres obciążeń	Zespół nr. 3 1.Bielecki Przemysław 2.Biber Łukasz 3.Aksanowski Marcin 4.Czosnek Przemysław
Data wykonania: 7.11.2005r.	Ocena:	Wydział: Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki.

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest pomiar i analiza dobowej zmienności obciążenia mocą czynną i bierną wraz z analizą zmienności współczynnika mocy. Na podstawie otrzymanych wyników należy wykonać dobowe wykresy obciążeń mocą czynną i bierną oraz wykresy uporządkowane i całkowe.

2. Wprowadzenie teoretyczne:

Moc zapotrzebowana przez odbiorców jest zmienna w czasie. Najbardziej znanym okresem charakterystycznym zmian jest dobowa zmienność obciążeń, związana przede wszystkim z rytmem i intensywnością pracy ludzi w ciągu doby. Energia elektryczna praktycznie w systemie elektroenergetycznym nie może być gromadzona, stąd chwilowa moc zapotrzebowana P_t przez odbiorców musi być pokrywana przez moc dyspozycyjną P_d elektrowni pracującej w systemie. Znajomość obciążenia odgrywa istotną rolę pozwalając na odpowiednie przygotowanie do pracy elektrowni i elementów przesyłowych systemu. Zmiany obciążenia mogą być regularne i przypadkowe, przy czym na ich charakter mają zasadniczy wpływ odbiorcy przemysłowi, których udział w obciążeniu całkowitym jest największy.

W zakładach przemysłowych znajomość zmian obciążeń jest podstawą do analizy gospodarki elektroenergetycznej zakładu, doboru parametrów urządzeń elektroenergetycznych i planowania ich pracy.

Dobową zmienność obciążeń można przedstawić za pomocą trzech wykresów:

• kalendarzowego

• uporządkowanego

• całkowego

lub określić przez charakterystyczne wskaźniki.

3. Wyniki pomiarów:

1. Pomiar mocy czynnej i biernej oraz współczynnika mocy dla dni:

• świąteczny lato

• świąteczny zima

• roboczy lato

• roboczy zima

Tabela 1. Wyniki pomiarów mocy czynnej i biernej oraz współczynnika mocy

Lp.	Numer programu 5
		tdi	Dzień świąteczny, lato			Dzień świąteczny, zima
				P	Q	cosφ	P	Q	cosφ
		h	MW	MVar	-	MW	MVar	-
1	00	1370	526	0,881	1540	728	0,881
2	01	1290	527	0,870	1470	712	0,878
3	02	1240	527	0,866	1420	701	0,874
4	03	1210	518	0,862	1410	701	0,875
5	04	1180	518	0,855	1390	691	0,874
6	05	1140	518	0,848	1400	701	0,875
7	06	1090	518	0,844	1400	691	0,874
8	07	1150	518	0,855	1370	691	0,875
9	08	1220	518	0,862	1440	701	0,878
10	09	1300	527	0,874	1460	712	0,878
11	10	1340	528	0,878	1500	720	0,882
12	11	1330	527	0,878	1520	729	0,882
13	12	1310	527	0,875	1520	729	0,882
14	13	1280	527	0,871	1520	729	0,882
15	14	1280	527	0,872	1500	720	0,878
16	15	1270	527	0,871	1480	712	0,878
17	16	1250	527	0,870	1480	721	0,878
18	17	1230	518	0,863	1540	738	0,886
19	18	1250	527	0,866	1720	776	0,890
20	19	1260	527	0,870	1760	776	0,893
21	20	1330	527	0,882	1760	776	0,893
22	21	1520	536	0,892	1720	767	0,890
23	22	1470	527	0,893	1670	757	0,889
24	23	1410	527	0,885	1590	738	0,886

Lp	Numer programu 5
		tdi	Dzień roboczy, lato			Dzień roboczy, zima
				P	Q	cosφ	P	Q	cosφ
		h	MW	MVar	-	MW	MVar	-
1	00	1390	581	0,880	1570	785	0,958
2	01	1320	581	0,867	1530	777	0,958
3	02	1300	573	0,864	1490	767	0,952
4	03	1270	573	0,860	1500	767	0,952
5	04	1250	573	0,856	1520	777	0,952
6	05	1220	573	0,852	1540	785	0,955
7	06	1280	573	0,868	1680	822	0,968
8	07	1540	581	0,903	1960	885	0,981
9	08	1730	589	0,923	2020	894	0,981
10	09	1810	589	0,927	2040	904	0,979
11	10	1830	589	0,931	2060	904	0,979
12	11	1900	598	0,935	2070	904	0,979
13	12	1910	599	0,935	2080	904	0,981
14	13	1870	598	0,930	2070	904	0,977
15	14	1780	589	0,923	2020	895	0,978
16	15	1790	589	0,927	2050	904	0,982
17	16	1790	589	0,923	2190	932	0,986
18	17	1780	589	0,923	2220	941	0,986
19	18	1770	590	0,923	2200	932	0,981
20	19	1760	589	0,923	2160	923	0,980
21	20	1750	589	0,923	2140	913	0,981
22	21	1790	590	0,923	2030	895	0,977
23	22	1800	590	0,927	1920	867	0,972
24	23	1750	590	0,919	1850	849	0,967

4. Konstrukcja dobowych wykresów obciążeń P_dt=f(t_dt) i Q_dt=f(t_dt)

1. dzień świąteczny lato

2. dzień świąteczny zima

3. dzień roboczy lato

4. dzień roboczy zima

5. Obliczenia wartości współczynników I_dt, m_dt, n_dt dobowego wykresu obciążeń:

Na podstawie przeprowadzonych pomiarów mocy czynnej można wyznaczyć następujące wartości współczynników:

• moc zainstalowana u odbiorcy lub w systemie
  

• chwilowy stopień wyrównania:
  , gdzie :
  

• chwilowy stopień obciążenia
  

• chwilowy stopień wykorzystania (wyzyskania)
  

Tabela 2.1 Wyniki obliczeń współczynników l_dt, m_dt, n_dt dla dnia świątecznego

letniego i zimowego:

Lp.	świąteczny lato			świąteczny zima
		Pds=1520MW, Pdi=1,2Pds=1824MW, Pdśr=1280MW			Pds=1760MW, Pdi=1,2Pds=2112MW, Pdśr= 1524MW
		Idt	mdt	ndt	Idt	mdt	ndt
1	1,070	0,901	0,751	1,010	0,875	0,729
2	1,008	0,849	0,707	0,965	0,835	0,696
3	0,969	0,816	0,680	0,932	0,807	0,672
4	0,945	0,796	0,663	0,925	0,801	0,668
5	0,922	0,776	0,647	0,912	0,790	0,658
6	0,891	0,750	0,625	0,919	0,795	0,663
7	0,852	0,717	0,598	0,919	0,795	0,663
8	0,898	0,757	0,630	0,899	0,778	0,649
9	0,953	0,803	0,669	0,945	0,818	0,682
10	1,016	0,855	0,713	0,958	0,830	0,691
11	1,047	0,882	0,735	0,984	0,852	0,710
12	1,039	0,881	0,729	0,997	0,864	0,720
13	1,023	0,862	0,718	0,997	0,864	0,720
14	1,000	0,842	0,702	0,997	0,864	0,720
15	1,000	0,842	0,702	0,984	0,852	0,710
16	0,992	0,836	0,696	0,971	0,841	0,701
17	0,977	0,822	0,685	0,971	0,841	0,701
18	0,961	0,809	0,674	1,010	0,875	0,729
19	0,976	0,822	0,685	1,129	0,977	0,814
20	0,984	0,830	0,691	1,155	1,000	0,833
21	1,039	0,875	0,729	1,155	1,000	0,833
22	1,187	1,000	0,833	1,129	0,977	0,814
23	1,148	0,967	0,806	1,096	0,949	0,791
24	1,106	0,928	0,773	1,043	0,903	0,753

Tabela 2.2 Wyniki obliczeń współczynników l_dt, m_dt, n_dt dla dnia świątecznego

letniego i zimowego:

Lp.	roboczy lato			roboczy zima
		Pds=1910MW, Pdi=1,2Pds=2292MW, Pdśr= 1641MW			Pds=2160MW, Pdi=1,2Pds=2592MW, Pdśr= 1913MW
		ldt	mdt	ndt	ldt	mdt	ndt
1	0,847	0,728	0,606	0,821	0,727	0,606
2	0,804	0,691	0,576	0,800	0,708	0,590
3	0,792	0,681	0,567	0,779	0,690	0,575
4	0,774	0,665	0,654	0,784	0,694	0,579
5	0,762	0,654	0,545	0,795	0,704	0,586
6	0,743	0,639	0,532	0,805	0,713	0,594
7	0,780	0,670	0,558	0,878	0,777	0,648
8	0,938	0,806	0,672	1,025	0,907	0,756
9	1,054	0,906	0,755	1,056	0,935	0,779
10	1,103	0,948	0,790	1,066	0,944	0,787
11	1,115	0,958	0,798	1,077	0,954	0,795
12	1,158	0,995	0,829	1,082	0,958	0,799
13	1,164	1,000	0,833	1,087	0,963	0,802
14	1,139	0,979	0,816	1,082	0,958	0,799
15	1,085	0,932	0,777	1,056	0,935	0,779
16	1,091	0,937	0,781	1,072	0,949	0,791
17	1,091	0,937	0,781	1,145	1,014	0,845
18	1,085	0,932	0,777	1,160	1,028	0,856
19	1,079	0,927	0,772	1,150	1,018	0,849
20	1,073	0,921	0,768	1,130	1,000	0,833
21	1,066	0,916	0,764	1,119	0,991	0,826
22	1,091	0,937	0,781	1,061	0,940	0,783
23	1,097	0,942	0,786	1,004	0,888	0,741
24	1,066	0,916	0,764	0,967	0,856	0,714

6. Przedstawienie przebiegów zmian współczynników l_dt, m_dt, n_dt^:

• chwilowych stopni wyrównania I_dt=f(t_dt)

• chwilowych stopni obciążenia m _dt=f(t_dt)

• chwilowych stopni wyzyskania n _dt=f(t_dt)

1. Zmiany współczynników l_dt, m_dt, n_dt dla dnia roboczego letniego

2. Zmiany współczynników l_dt, m_dt, n_dt dla dnia roboczego zimowego

3. Zmiany współczynników l_dt, m_dt, n_dt dla dnia świątecznego letniego

4. Zmiany współczynników l_dt, m_dt, n_dt dla dnia świątecznego zimowego

7. Wyznaczenie wartości czasów T_di oraz T_ds

- czas użytkowania mocy szczytowej

- czas użytkowania mocy zainstalowanej

gdzie

1. świąteczny lato

A_d=30720MW⋅h

P_ds=1520MW

P_di=1824MW

T_ds=20,2h

T_di=16,84h

2. świąteczny zima

A_d=36580MW⋅h

P_ds=1760MW

P_di=2112MW

T_ds=20,78h

T_di=17,32h

8.3 roboczy lato

A_d=39380MW⋅h

P_ds=1910MW

P_di=2292MW

T_ds=20,62h

T_di=17,18h

3. roboczy zima

A_d=45910MW⋅h

P_ds=2160MW

P_di=2592MW

T_ds=21,25h

T_di=17,71h

8. Przedstawienie graficzne wartości czasów na dobowym wykresie obciążeń mocą czynna P_di=f(t)

9. Konstrukcja dobowych wykresów uporządkowanych P_dt=f(t_dt) oraz Q_dt=f(t_dt)

Tabela 3.1 Wyniki obliczeń pomocniczych do konstrukcji wykresów uporządkowanych

P_dt=f(t_dt) i O_dt=f(t_dt) dla dni roboczego letniego i zimowego

Lp.	Roboczy, letni				Roboczy, zimowy
		Pdt	Δtn	Qdt	Δtn	Pdt	Δtn	Qdt	Δtn
		MW	h	MVar	h	MW	h	MVar	h
1	1850	3,0	589	5,8	2400	1,6	1017	1,6
2	1800	5,2	585	12	2350	4,2	1000	4,0
3	1770	10,6	580	15,6	2250	10	990	7,0
4	1700	13,8	577	16,2	2150	15	970	13,0
5	1500	18,4	574	16,6	1900	18,6	900	18,8

Tabela 3.2 Wyniki obliczeń pomocniczych do konstrukcji wykresów uporządkowanych

P_dt=f(t_dt) i O_dt=f(t_dt) dla dni świątecznego letniego i zimowego.

Lp.	Świąteczny, letni				Świąteczny, zimowy
		Pdt	Δtn	Qdt	Δtn	Pdt	Δtn	Qdt	Δtn
		MW	h	MVar	h	MW	h	MVar	h
1	1450	1,8	523	1,8	1800	2,2	800	1,6
2	1350	5,6	515	19,6	1700	5,8	780	6,0
3	1270	15,8	510	20,2	1600	6,8	760	6,6
4	1210	19	-	-	1550	10,8	750	7,6
5	1150	20,8	-	-	1500	16,6	740	12,2

10. Konstrukcja dobowego wykresu całkowego

Tabela 4.1. Wyniki obliczeń pomocniczych do konstrukcji wykresu całkowego

A_dt=f(t_dt) dla dni roboczego letniego i zimowego.

Lp.	Roboczy, letni				Roboczy, zimowy
		Δtk	ΔPk	ΔAk	ΣΔAk	Δtk	ΔPk	ΔAk	ΣΔAk
		h	MW	MW∙h	MW∙h	h	MW	MW∙h	MW∙h
1	4	6110	6480	6480	4	7520	7800	7800
2	4	5850	6440	12920	4	7900	8880	16680
3	4	7330	7480	17700	4	9090	9160	25840
4	4	7300	7560	25260	4	8990	9200	35040
5	4	6980	7120	32380	4	9540	9800	44840
6	4	6990	7160	39540	4	8880	9480	54320

Tabela 4.2. Wyniki obliczeń pomocniczych do konstrukcji wykresu całkowego

A_dt=f(t_dt) dla dni roboczego letniego i zimowego.

Lp.	Świąteczny, letni				Świąteczny, zimowy
		Δtk	ΔPk	ΔAk	ΣΔAk	Δtk	ΔPk	ΔAk	ΣΔAk
		h	MW	MW∙h	MW∙h	h	MW	MW∙h	MW∙h
1	4	5150	5520	5520	4	6180	6480	6480
2	4	4550	4840	10360	4	5940	5960	12440
3	4	5220	5480	15840	4	6140	6280	18720
4	4	5270	5280	21120	4	6120	6240	24960
5	4	5230	5480	26600	4	6860	7240	32200
6	4	5760	5920	32520	4	7010	7280	39480

11. Określenie zmienności współczynnika mocy cosφ

Do wykonania charakterystyki a następnie do wyznaczenia typu zmienności współczynnika mocy potrzebne będą następujące parametry:

• Chwilowy stopień obciążania mocą czynną
  

• Chwilowy stopień obciążania mocą bierną
  

Tabela 5.1. Wyniki obliczeń do analizy zmienności współczynnika mocy cosφ

Lp.	Roboczy, letni				Roboczy, zimowy
		Pt	mt	Qt	mQt	Pt	mt	Qt	mQt
		MW	-	MVar	-	MW	-	MVar	-
1	1370	0,725	573	0,973	1840	0,75	885	0,86
2	1620	0,857	581	0,986	1950	0,8	914	0,89
3	1790	0,947	588	0,998	2070	0,84	941	0,92
4	1890	1	589	1	2210	0,90	978	0,96
5	-	-	-	-	2370	0,97	1005	0,98
6	-	-	-	-	2450	1,00	1024	1,00
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

Tabela 5.2. Wyniki obliczeń do analizy zmienności współczynnika mocy cosφ

Lp.	Świąteczny, letni				Świąteczny, zimowy
		Pt	mt	Qt	mQt	Pt	mt	Qt	mQt
		MW	-	MVar	-	MW	-	MVar	-
1	1080	0,730	507	0,964	1480	0,813	729	0,908
2	1300	0,878	516	0,981	1540	0,846	739	0,920
3	1370	0,926	517	0,983	1560	0,857	749	0,933
4	1480	1	525	1	1740	0,956	768	0,956
5	-	-	-	-	1770	0,973	795	0,990
6	-	-	-	-	1820	1	803	1
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

12. wiochy

Śledząc wyniki pomiarów oraz wykreślone charakterystyki kalendarzowe możemy zauważyć, że w ciągu doby obciążenia mocą czynną i pozorną ulegają znacznym wahaniom. Wahania te podlegają jednak pewnym prawidłowością, a mianowicie pracą zakładów przemysłowych i rytmem dobowym ludzi. Można zauważyć, że najmniejsze obciążenia mają miejsce późną nocą i wczesnym rankiem, kiedy to zakłady przemysłowe jeszcze nie pracują oraz w godzinach popołudniowych, kiedy zakłady pracujące w systemie jednozmianowym kończą pracę. Największy pobór mocy ma miejsce w godzinach południowych oraz wieczornych. Oczywiście tym normą nie podlegają dni świąteczne, kiedy to zakłady przemysłowe nie pracują, największy pobór mocy ma miejsce wówczas tylko w godzinach wieczornych.

Biorąc pod uwagę pory roku widzimy, że większe zapotrzebowanie na energię jest zimą, na co wpływ mają dłuższe noce oraz włączane ogrzewanie.

Patrząc na wykresy kalendarzowe mocy biernej możemy zauważyć, że moc ta przyjmuje wartości stałe, które podlegają niewielkim wahaniom.

Obserwując wykresy uporządkowane widzimy jak długo trwa obciążenie daną mocą, np.: podczas zimowego dnia roboczego duże pobór mocy odbywa się przez dłuższy okres czasu, niż ma to miejsce podczas świątecznego dnia letniego, gdzie przez większą część doby pobór mocy odbywa najniższym poziomie.

Na podstawie obliczeń oraz wykonanej charakterystyki m_Qt=f(m_t) przyjmujemy, że w badanym systemie energetycznym mamy do czynienia ze zmiennością typu: B (Trogera).

---