Енергосистема - це що таке?

Що ж таке енергосистема? Це - сукупність всіх енергетичних ресурсів, які пов'язані між собою, а також сюди входять всі методи з видобутку електричної енергії та теплової енергії. До цієї системи відносять також перетворення, розподіл і використання отриманого ресурсу. У цю ланцюг входять такі об'єкти, як електричні і теплові станції, структури з постачання нафтою, лінії альтернативної відновлюваної енергії, постачання газом, вугільна і атомна промисловість.

Загальна інформація

Енергосистема - це також сукупність всіх електростанцій, а також електричних і теплових мереж, які пов'язані між собою, крім цього у них є сполучені загальні режими роботи, що відносяться до безперервного руху виробництва. Крім виробництва сюди відносять і процеси перетворення, передачі, а також розподілу наявної електричної і теплової енергії, підкоряються одному режиму роботи.


Енергосистема - це ще і загальна система, яка включає в себе всі енергетичні ресурси будь-якого виду. Сюди ж відносять і все використовуються методи отримання, перетворення і розподілу, а також усі технологічні засоби та організаційні підприємства, які займаються забезпеченням населення країни всіма видами цього ресурсу. Таким чином, енергосистема - це загальна сума всіх електричних станцій та теплових мереж, що об'єднані між собою, а також мають загальний графік, встановлений в процесі безперервного виробництва, подачі і розподілу електричної і теплової енергії, враховуючи, що вони мають загальне централізоване управління таким режимом роботи.

Специфіка роботи енергетичної системи

Варто відзначити дуже важливий факт: людство не має можливості накопичувати електричну або теплову енергію про запас. Зробити запас цих ресурсів неможливо. Це пояснюється специфікою роботи станцій, що займаються виробництвом цієї сировини. Вся справа в тому, що робота об'єкта, що займається виробленням електричної енергії, - це безперервна генерація ресурсу, а також підтримка рівності співвідношення споживаної і генерованої потужності в будь-який момент часу. Іншими словами, електростанції виробляють рівно стільки енергії, скільки їм необхідно віддати. Те ж саме стосується і теплових підстанцій. Джерела енергії, а також її споживачі об'єднуються у енергосистеми насамперед для того, щоб забезпечити високу надійність постачання населення цими видами енергії.

Параметри енергетичної системи і електричних станцій

Одна з основних характеристик, яка є визначальною в роботі електричної станції і характеризує загальну роботу всієї системи, - це потужність. Встановлена потужність електростанції. Під цим визначенням розуміють суму номінальних показників всіх встановлених елементів на одному об'єкті. Якщо пояснювати детальніше, то сукупність визначається за технічним паспортом кожного первинного двигуна, який може бути паровий, газової, гідравлічною турбіною або іншим видом двигуна. Первинні дані агрегати використовуються для приводу електричних генераторів. Варто зазначити, що в дану характеристику також потрібно включати ті пристрої, які вважаються резервними, і ті, що знаходяться в даний момент часу на ремонті.

Потужності електростанцій

Крім встановленої потужності, є ще кілька характеристик, які описують роботу електричної станції. Потужність енергосистеми може бути також розташовуваної. Для того щоб обчислити цей показник, необхідно відняти із встановленою ті показники, якими володіють двигуни, що знаходяться на ремонті. Також при знаходженні цього параметра необхідно врахувати таку річ, як технічне обмеження, яке може бути пов'язане з конструктивним або технологічним показником двигуна. Є також такі характеристики, як робоча потужність. Описати цей параметр досить просто. У нього входить сумарний показник, який складається з цифрових значень тих двигунів, що експлуатуються в даний момент.

Загальні відомості про роботу системи

Принцип роботи станцій, що входять в систему, загалом-то, досить простий. Кожен об'єкт призначений для того, щоб виробляти певну кількість електричної або теплової енергії (ТЕЦ). Однак тут важливо додати, що після того як цей тип ресурсу був вироблений, він не відразу поставляється споживачеві, а проходить через такі об'єкти, які називаються підвищують підстанціями. З назви будови зрозуміло, що на цій ділянці відбувається підвищення напруги до потрібного рівня. Тільки після цього ресурс вже починає поширюватися по споживчих точок. Здійснювати управління енергосистемою необхідно з великою точністю, а також чітко регулювати подачу енергії. Після проходження підвищувальної станції електрика повинно передаватися в магістральні лінії.

Енергетична система країни

Розвиток енергосистеми - це одна з найважливіших завдань будь-якої держави. Якщо говорити про масштабах цілої країни, то магістральні мережі повинні обплутувати всю територію країни. Дані мережі характеризуються тим, що дроти здатні витримувати потоки електричної енергії з напругою 220330 і 750 кВ. Тут важливо зазначити, що потужність, наявна в таких лініях, величезна. Цей показник може досягати від декількох сотень мВт до декількох десятків гВт.
Таке навантаження енергосистеми є величезною, а тому наступний етап роботи - це зниження напруги і потужності для подачі електрики на районні та вузлові підстанції. Вольтаж для таких об'єктів повинен бути 110 кВ, а потужність - не перевищувати декількох десятків мВт. Однак і це ще не фінальний етап. Після цього електрична енергія розділяється на декілька більш дрібних потоків і передається на невеликі споживчі підстанції, встановлені в населених пунктах або на промислових підприємствах. Напруга в таких ділянках вже набагато менше і досягає 610 або 35 кВ. Фінальна стадія - це розподіл напруги електричної мережі для подачі його населенню. Зниження відбувається до 380/220 В. Однак деякі підприємства працюють на напрузі 6 кВ.

Характеристика експлуатації

Якщо розглядати процес експлуатації енергетичної системи, то особливу увагу необхідно приділити таким етапам, як передача і виробництво електричної енергії. Відразу потрібно зазначити, що ці два режиму енергосистеми безпосередньо пов'язані між собою. Вони утворюють один складний робочий процес. Важливо розуміти, що енергетична система знаходиться в режимі постійної вироблення і передачі електроенергії споживачам в реальному часі. Такий процес, як акумуляція, тобто накопичення, виробленого ресурсу не відбувається. Це означає, що виникає необхідність постійного контролю і регулювання балансу між виробленої і споживаної потужністю.

Баланс потужностей

Стежити за балансом між виробленої і споживаної потужністю можна за такою характеристикою, як частота електричної мережі. Частота в енергосистемі Росії, Білорусі та інших країн дорівнює 50 Гц. Відхилення цього показника допускається ±02 Гц. Якщо дана характеристика знаходиться в межах 498-502 Гц, то вважається, що баланс в роботі енергетичної системи дотримується. Якщо станеться брак виробленої потужності, то енергетичний баланс порушиться, а частота мережі почне падати. Чим вище буде показник нестачі потужності, тим нижче буде опускатися частотна характеристика. Важливо розуміти, що порушення працездатності системи, а точніше, її балансу, - це один з найбільш серйозних недоліків. Якщо не зупинити цю проблему на її початковому етапі, то в подальшому це призведе до того, що відбудеться повний розвал енергосистеми Росії або будь-якої іншої країни, в якій порушиться баланс.

Як запобігти руйнуванню

Для того щоб уникнути катастрофічних наслідків, які відбудуться, якщо система завалиться, була винайдена програма автоматичного частотного навантаження, яка використовується на підстанціях. Вона працює повністю автономно. Її включення відбувається у той момент, коли в лінії виникає брак потужності. Також для цих цілей використовується ще одна структура, яка називається автоматичною ліквідацією асинхронного режиму. Якщо говорити про роботу АЧР, то тут все досить просто. Принцип роботи цієї програми досить простий і полягає в тому, що вона автоматично відключає частину навантаження на енергосистему. Тобто відключає від неї частину споживачів, чим знижує споживану потужність, а значить, відновлює баланс в загальній системі. АЛАР ж - це більш складна система, завдання якої полягає у тому, щоб знаходити місця асинхронних режимів роботи електричної мережі і ліквідувати їх. Якщо у загальної енергосистеми країни виникає дефіцит потужності, то АЧР і АЛАР на підстанціях включаються в роботу одночасно.

Регулювання напруги

Завдання регулювання напруги в енергетичній структурі ставиться таким чином, що необхідно забезпечувати нормальне значення цього показника на всіх ділянках мережі. Тут важливо зазначити, що процес регулювання у кінцевого споживача здійснюється у відповідності з середнім значенням напруги, що надходить від великого постачальника. Основний нюанс полягає в тому, що таке регулювання здійсняться лише один раз. Після цього всі процеси проходять на великих вузлах, до яких, як правило, відносять районні станції. Це робиться по причині того, що здійснювати постійний контроль і регулювання напруги на кінцевій підстанції недоцільно, так як їх кількість у масштабах країни просто величезна.

Технології та енергосистеми

Технологічний розвиток призвело до того, що з'явилася можливість підключати енергосистеми паралельно один одному. Це відноситься або до структур сусідніх країн, або ж до пристрою всередині однієї країни. Здійснення такого підключення стає можливим у тому випадку, якщо дві різні енергетичні системи мають однакові параметри. Цей режим роботи вважається дуже надійним. Причиною цього стало те, що при синхронній роботі двох структур, якщо в одній з них виникає дефіцит потужності, є можливість його усунення за рахунок іншої, що працює паралельно. Об'єднання енергосистем декількох держав в одну відкриває такі можливості, як експорт або імпорт електричної і теплової енергії між цими державами. Однак для такого режиму роботи необхідна повна відповідність частоти електричної мережі між двома системами. Якщо по даному параметру вони відрізняються, навіть трохи, то їх синхронне з'єднання не допускається.

Стійкість енергосистеми

Під стійкістю енергетичної системи розуміють її здатність повернутися до стабільного режиму роботи після виникнення будь-якого роду збурень. У структури є два види стійкості - це статична і динамічна. Якщо говорити про перший вигляді стійкості, то він характеризується тим, що енергетична система здатна повернутися у вихідне положення після виникнення малих або ж повільно відбуваються збурень. Наприклад, це може бути повільне збільшення або зниження навантаження. Під динамічною ж стійкістю розуміють здатність системи зберігати стабільне становище після виникнення різких або раптових змін в режимі роботи.

Безпека

Інструкція в енергосистемі за її безпеки - це те, що повинен знати кожен співробітник будь-якої електростанції. Для початку варто зрозуміти, що вважається аварійною ситуацією. Під такий опис підходять випадки, коли відбуваються зміни в стабільній роботі устаткування, що тягнуть за собою загрозу аварії. Ознаки цієї події визначаються для кожної галузі відповідно до її нормативно-технічним документам. Якщо ж аварійна ситуація все ж виникла, то експлуатаційний персонал зобов'язаний вжити заходів по локалізації та подальшої ліквідації становища. При цьому важливо виконати дві наступні завдання: забезпечити безпеку людей і, по можливості, зберегти все обладнання в цілісності й схоронності.