Основы энергетического производства

1.1. Особенности энергетического производства

Энергетическое производство охватывает широкую со­вокупность процессов, связанных с практическим использованием природных энер­гетических ресурсов для выполнения той или работы. Поскольку электрическая энергия (ЭЭ) представляет собой наиболее удобную для применения форму энергии, то ведущим звеном энер­гетического производства является электроэнергетика.

Организация производства в электроэнергетике предполагает следующие особенности:

- совпадение во времени процессов производства и потребления энергии;

- непрерывность процесса выработки, передачи, потребления ЭЭ;

- быстрое развитие аварийных ситуаций и влияние отказавшего элемента на другие элементы работающие с ним параллельно;

- повышенная опасность производства;

- многообразие функциональных систем и устройств, обеспечивающих основную технологию транспортировки, управления, регулирования, контроля и обеспечение постоянного и чёткого взаимодействия;

- территориальная разобщенность объектов предприятий электрических сетей, удалённость их друг от друга и от центров их управления;

- зависимость режимов работы электрических сетей от случайных факторов (погода, режим работы потребителей);

- значительная номенклатура работ по ремонтно-эксплуатационному обслуживанию разнотипного оборудования.

В нормальном режиме вся производимая электроэнергия в тот же момент потребляется, то есть не может быть производства электроэнергии без  ее одновременного использования - сколько электроэнергии вырабатывается в каждый отрезок времени, столько же ее факти­чески и потребляется. Совпадение во времени процессов производства и пот­ребления электрической энергии требует постоянного под­держания равенства между суммарной генерируемой и по­требляемой мощностями. Небаланс между этими величи­нами невозможен, он приводит к изменению технологических параметров в сети и нарушению работы энергосистемы.

Непрерывность, одновременность протекания и взаимосвязь нескольких технологических процессов приводит к полной зависимости режимов работы всех энергетических установок - вырабатывающих, распределяющих и преобра­зующих электрическую энергию. Такой согласованности между отдельными стадиями процесса нет ни в одной дру­гой отрасли промышленности. Если на заводах и фабриках по­луфабрикаты и готовую продукцию можно временно на­капливать на складах, уменьшая зависимость между отдельными звеньями производства, то в электроэнер­гетическом производстве нет складов готовой продукции из-за отсутствия достаточно мощных средств ее аккумули­рования.

Современные технологии и техника пока не способны дать возможность накапливать впрок существенное количество ЭЭ. В относительно длительном плане (десятки минут и несколько часов) накопление ЭЭ возможно, однако в прямом смысле это не «складирование ЭЭ», а накапливание потенциальной (или кинетической) энергии удобного энергоносителя, которого можно легко превратить в ЭЭ. Первое и наиболее простое на первый взгляд решение - это создание больших маховиков, мощность которых могла бы достигать сотен мегаватт при ёмкости накопления энергии до 50-150 МВт-ч. Однако требуемые габариты таких мощных энергоустановок сегодня недостижимы, кроме того, применение маховиков сдерживают технические трудности преобразования энергии вращающегося с переменной частотой маховика в переменный ток неизменной частоты. Именно поэтому более широкое применение для накопления электроэнергии сегодня находят мощные гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС).

Реализовать электроэнергию можно, только от­пуская ее потребителям, присоединенным к источникам через электрической сети. Поэтому всякое изменение режима производства электроэнергии автоматически отражается на процессах её передачи, распреде­ления, дальнейшем преобразования и потребления. В равной степени, из­менение режимов потребления электроэнергии практически мгновенно влия­ет на её выработку. Совершенно очевидно, обеспечить бесперебойную работу энергетических установок, участвующих в общем технологическом процессе нескольких преобразований энергии из одной формы в другую практически невозможно без многочисленных автоматических устройств контроля, защиты и управления, поэтому электроэнергетика, как отрасль, характеризуется высоким уровнем автоматизации.

Основные вопросы, подлежащие рассмотрению при организации производства в электроэнергетике:

- организация рыночной инфраструктуры энергетики;

- организация управления на энергетический предприятиях;

- эксплуатация и ремонт оборудования;

- определение оптимальной нагрузки агрегатов эл. станций и электроэнергетической системы;

- оценка надёжности энергосистемы;

- управление качеством в электроэнергетике.