Энергетическая система — это группа электрических станции, связанных электрическими сетями между собой и с потребителями электрической энергии. В состав системы входят, таким образом, станции подстанции, распределительные пункты и электрические сети разных напряжений.
В начальный период развития электроэнергетики электрические станции работали изолированно одна от другой: каждая станция работала на свою электрическую сеть, снабжала свою ограниченную группу потребителей. Однако уже в начале XX века станции стали объединять в общую сеть.
Первая энергосистема в России — Московская — была создана в 1914 г. после соединения станции «Электропередача» (в настоящее время ГРЭС-3, Электрогорская ГРЭС) с электростанцией Москвы линией протяженностью 70 км.
Толчком для развития связей между станциями и создания энергетических систем стал план ГОЭЛРО. С этого времени развитие электроэнергетики шло в основном по линии создания новых и роста существующих энергетических систем, а затем соединения их между собой в большие объединения.
Параллельная работа электростанций на общую электрическую сеть позволяет укрупнять агрегаты и, следовательно, ускорять ввод мощностей и удешевлять строительство, повышать использование установленной мощности, снижать расход топлива и себестоимость электроэнергии.
Централизация управления мощными энергосистемами потребовала также разработки и внедрения специальной аппаратуры автоматики и телемеханики, которая позволяет дистанционно управлять агрегатами гидростанций и важными узлами энергосистем, производить измерения и получать необходимые сигналы без вмешательства человека.
Объединение станций для параллельной работы в системах имеет следующие преимущества:
-
возможность полноценного использования гидроэнергетических ресурсов. Расходы воды в реках широко колеблются как в течение года (сезонные колебания, ливневые пики), так и из года в год. При изолированной работе гидростанции, учитывая необходимость обеспечить бесперебойность снабжения потребителей, мощность ее пришлось бы выбирать по расходу очень малому, в достаточной степени обеспеченному. При этом при больших расходах значительная часть воды сбрасывалась бы мимо турбин и общий коэффициент использования ресурсов водотока был бы низким;
-
возможность обеспечить работу всех станций в экономически выгодных режимах. График нагрузки станций заметно колеблется в пределах суток (дневные и вечерние пики, ночные провалы) и в течение года (обычно максимум зимой, минимум летом). При изолированной работе станции ее агрегатам неизбежно пришлось бы длительное время работать в экономически невыгодных режимах: при малых нагрузках и с низкими к.п.д. В системе предусмотрены остановка части агрегатов при уменьшении нагрузки и распределение нагрузки между остальными агрегатами;
-
возможность повышения единичных мощностей тепловых станций и их агрегатов, уменьшение необходимых резервных мощностей. На изолированных электростанциях мощность агрегатов в значительной мере лимитируется экономичной мощностью резерва. При создании электроэнергетической системы практически снимается ограничение единичной мощности агрегата и мощности тепловых электростанций, следовательно, электроэнергетическая система позволяет строить сверхмощные тепловые электростанции, являющиеся при прочих равных условиях наиболее экономичными.
-
уменьшение суммарной установленной мощности всех станций системы или объединения систем и тем самым заметное уменьшение необходимых капиталовложений. Максимумы графиков нагрузки отдельных станций не совпадают во времени, поэтому общий максимум нагрузки системы будет меньше арифметической суммы максимумов станций. Это расхождение будет особенно заметным при объединении систем, расположенных в разных часовых поясах;
-
повышение надежности и бесперебойности электроснабжения. Современные энергетические системы обеспечивают надежность электроснабжения, недостижимую при изолированной работе станции;
-
обеспечение высокого качества электроэнергии, характеризуемого степенью неизменности напряжения и частоты тока.
Энергосистемы и их объединения оказывают решающее влияние на все стороны развития электроэнергетического хозяйства, в особенности на размещение электростанций, что в частности, позволяет размещать электростанции у источников энергетических и водных ресурсов.
При эксплуатации энергетических систем возникает ряд важных и сложных технических задач. Для оперативного решения их эти системы имеют диспетчерские службы, снабженные аппаратурой, позволяющей непрерывно следить за режимами работы системы.
Смотрите также по этой теме:
Энергосистема страны – краткая характеристика, особенности работы в различных ситуациях
Нагрузочные режимы энергосистем и оптимальное распределение нагрузки между электростанциями
Автоматизация электроэнергетических систем: АПВ, АВР, АЧП, АРЧ и другие виды автоматики