3tom215

7. SYSTEMY ELEKTROENERGETYCZNE 432

Tablica 7.1. Klasyfikacja podstawowych zadań występujących w systemach elektroenergetycznych

\ Etap N. fazy Faza n. postępowaniaN.	Wyznaczanie stanów ustalonych SEE	Badanie stanów nieustalonych SEE	Ocena stanu pracy SEE	Podjęcie decyzji
Planowanie rozwoju SEE	—    prognoza obciążeń ERO, obliczenia uproszczone —    wyznaczanie roz pływów mocy	—    badanie warunków stabilności lokalnej —    badanie warunków stabilności globalnej —    obliczenia zwarciowe	ocena ekonomicznych i technologicznych warunków wytwarzania, przesyłu i rozdziału	wybór wariantu, dobór automatyki regulacyjnej
Planowanie pracy SEE	—    prognoza obciążeń —    ERO —    wyznaczanie rozpływów mocy —    wyznaczanie optymalnych rozpływów mocy	—    badanie warunków stabilności lokalnej —    badanie warunków stabilności globalnej —    obliczanie prądów zwarciowych i nastawień zabezpieczeń	ocena jakości pracy SEE, kosztów wytwarzania, przesyłu i rozdziału, stabilności napięć, stabilności współpracy synchronicznej generatorów, zdolności przejmowania obciążeń elementów wyłączonych itd.	wybór wariantu planowanej pracy sieci, modyfikacje nastawień automatyki
Kierowanie pracą SEE	—    estymacja stanu —    wyznaczanie optymalnych rozpływów mocy	wyznaczanie rozpływów mocy — obliczenia zwarciowe	ocena pewności pracy SEE przy uwzględnianiu planowych prac eksploatacyjnych	akceptacja lub zmiana rozdziału obciążeń, przełączenia korekcyjne, sterowanie adaptacyjne

Autorzy niniejszego rozdziału serdecznie dziękują za udzieloną pomoc i współpracę: Pani dr inż. B. Borkowskiej i Panu drowi hab. inż. Z. Krcmensowi — w opracowaniu p. 7.2.7 oraz Panom drowi inż. M. Łabuzkowi — p. 7.3.3 i prof. drowi hab. inż. J. Malko

—    p. 7.5.

7.2. Stany ustalone

7.2.1. Wprowadzenie

Stany ustalone wyróżniają się wśród innych stanów pracy systemu tym, że:

—    dostawa energii elektrycznej do odbiorców jest realizowana zgodnie z zapotrzebowaniem (bez ograniczeń), a parametry dostarczanej energii odpowiadają wymaganiom jakościowym [7.36];

—    są spełnione warunki bezpiecznej pracy systemu i ciągłej dostawy energii.

Jakość dostarczanej energii elektrycznej określają przede wszystkim:

—    odchylenia napięcia i częstotliwości od wartości znamionowych,

—    odkształcenie krzywej napięcia,

—    wahania napięcia,

—    niezawodność zasilania (częstość przerw, względny czas wyłączeń),

—    symetria fazowa.

Do stanów ustalonych, oprócz tzw. stanów normalnych, w których wszystkie parametry stanu systemu są zawarte w dopuszczalnych przedziałach zmian, zalicza się także stany zagrożenia, w których niektóre parametry osiągnęły wartości graniczne.

Warunkom stanu ustalonego powinny odpowiadać układy pracy systemu realizowane w praktyce, a więc również układy, w których szereg elementów jest wyłączonych do remontów planowych. Powyższe wymaganie może być spełnione pod warunkiem istnienia niezbędnych rezerw w systemie, pozwalających na dobowe i okresowe programowanie układów pracy systemu z uwzględnieniem wyłączeń planowych i awaryjności elementów. Wyboru układu pracy systemu do ruchu dokonuje się na podstawie analiz technicznych i gospodarczych, popartych obliczeniami:

—    prognozowania obciążeń (p. 7.5.2);

—    rozpływów mocy, w tym rozpływów optymalnych;

—    ekonomicznego rozdziału obciążeń (ERO) między źródła energii;

—    wskaźników niezawodności zasilania odbiorców;

—    mocy zwarciowych;

—    stabilności systemu, kompensacji mocy biernej itp. obliczeniami wykonywanymi okresowo.

Optymalne sterowanie w stanach ustalonych pracą SEE zapewnia zasilanie odbiorców energią elektryczną o wymaganej jakości przy minimalnych kosztach wytwarzania i przesyłu tej energii w rozpatrywanym przedziale czasu. Metody określania stanów optymalnych zostały przedstawione w dostępnej literaturze [7,1; 7.12; 7.19; 7.25].

7.2.2. Kryteria optymalnej pracy systemu

Zadaniem SEE jest dostawa do odbiorców zarówno energii elektrycznej, jak i energii cieplnej wytwarzanej w skojarzeniu. Wielkość produkcji energii w każdej chwili jest równa jej zużyciu (zapotrzebowaniu). Z gospodarczego punktu widzenia dostawa energii do odbiorców powinna być realizowana przy najmniejszych możliwych kosztach, wśród których wymienia się:

—    koszt pierwotnych nośników energii (głównie paliw) związany z ich pozyskaniem i transportem do elektrowni;

—    koszty wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej;

—    koszty przesyłu i rozdziału energii;

—    koszty niezawodnej dostawy.

Zadaniem optymalizacyjnym, najczęściej formułowanym przy planowaniu pracy i kierowaniu SEE, jest minimalizacja kosztów paliwa zużytego na produkcję energii elektrycznej w określonym przedziale czasu. Na koszty te wpływają:

—    dobór składu bloków niezbędnych do pokrycia zapotrzebowania;

—    rozdział mocy czynnej na poszczególne zespoły pracujące w elektrowniach cieplnych (istnieją bowiem różne charakterystyki kosztów dla różnych bloków);

—    gospodarka wodą w elektrowniach wodnych zbiornikowych i pompowych;

—    czynniki towarzyszące pracy sieci, a mianowicie straty i ograniczenia, które powodują zmiany w produkcji energii;

—    zmiany ilości energii wymienianej z sąsiednimi systemami.

Zadanie optymalizacyjne można zapisać w sposób następujący [7.3]:

/(jt) -» lim dla

(7.1)

/(*) = f I *,<t) *, [P.M] dt+£ (1 — aj ^(rj+f Mt) PMdt

0 i    i    0

przy czym

jre/7, re(0,7) 28 Poradnik inżyniera elektryka tom 3