Энергетическая и электрическая система

Производство электрической энергии концентрируется преимущественно на крупных электростанциях, работающих совместно (параллельно). Центры потребления электрическое энергии (промышленные предприятия, города, сельские районы и т.п.) удалены от источников на расстояния от нескольких десятков, до тысяч километров и распределены на значительной территории. В отдельных случаях, особенно для объектов малой и нетрадиционной энергетики возможна и изолированная работа станций на своего потребителя.

В связи с несовпадением центров производства и потребления энергии необходим транспорт и распределение энергии к электропотребителям. Эти функции в сложной цепи «электрическая станция – потребитель» возлагаются на развитые электрические сети и линии электропередачи, которые образуют систему передачи и распределения электрической энергии. Задача такой системы централизованного электроснабжения состоит в том, чтобы донести выработанную на станциях электроэнергию до потребителей.

Энергетической системой (энергосистемой) называется совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общно­стью режимов в непрерывном процессе производства, преобразования, передачи и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этим режимом. (ПУЭ, п. 1.2.2)

Электрической системой (электроэнергетической системой, ЭЭС) называется совокупность электроустановок электрических станций и электрических сетей энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии. (ПУЭ, пп. 1.2.3 и 1.2.4)

Технологический процесс – это процесс преобразования первичного энергетического ресурса (органического топлива, гидроэнергии, ядерного топлива) в конечную продукцию (электрическую энергию, тепловую энергию). Параметры и показатели технологического процесса определяют эффективность производства.

Полный технологический цикл энергосистем (рисунок 1.1) включает добычу, транспорти­ровку на склад и приготовление топлива, сжигание его в котле – преобразование химиче­ской энергии топлива в тепловую энергию пара. Котел – это парогенератор. Пар вращает турбину, в которой тепловая энергия пе­реходит в механическую, приводящую в движение генератор. В статорной обмотке генера­тора возникает электрический ток за счет вращающегося магнитного поля ротора. После генератора электрическая мощность поступает в трансформатор, где происходит преобразова­ние ее параметров, что обеспечивает экономичность передачи. У потребителей электроэнергии также устанавливаются трансформаторы, предназначенные для преобразования электроэнергии к параметрам удобных для потребителя. Потребители электроэнергии имеют электроприемники которые и преобразуют электроэнергию в необходимую им энергию (механическую, тепловую, световую и др.)

Все элементы технологической схемы производства электроэнергии являются элемен­тами энергосистемы. Элементы технологической схемы делятся на два вида: передающие – транспортер, паропровод, вал, ЛЭП; преобразующие – котел, турбина, генератор, трансформатор.

 

 

Рисунок 1.1 – Технологическая схема производства и распределения электроэнергии

 

Эффективность технологического процесса зависит от всех этих элементов. Следовательно, имеется комплекс режимных задач, связанных с работой оборудования. Необходимо выбирать состав работающего оборудования, режим его загрузки и использования, соблюдать все ограничения и нормативы на технологические параметры, добиваться максимального КПД.

На размеры и связи энергетических объектов с потребителями влияют не только технические характеристики, но и хозяйственные отношения. В масштабах одной энергетической системы могут выделяться локальные подсистемы, которые определяются видом рынка, формами собственности, договорными отношениями. Однако и при этом энергетические связи между локальными подсистемами остаются. При любых формах собственности в энергетике большая часть станций будет работать в единой энергосистеме. И только отдельные станции будут работать изолированно на своих потребителей.

Сейчас имеются государственные предприятия (АЭС), предприятия коллективной собственности (АО Энерго, электростанции, сетевые предприятия), предприятия частной собственности (некоторые объекты малой энергетики, небольшие сетевые предприятия).

Энергетические компании могут быть либо энергосистемой, либо только генерирующим или сетевым предприятием и др. Энергетические компании могут быть самостоятельной или иметь форму объединения на добровольной основе различных хозяйственных единиц (например, Нью-йоркский ПУЛ, объединяющий 9 энергетических компаний).

Производственный процесс включает все сферы деятельности предприятия, а не только технологические. При управлении производством имеются различные сферы: снабжение, планировании, кадры, эксплуатация, ремонты, развитие, охрана окружающей среды и пр. Они также влияют на издержки управления, цены на продукцию и конкурентные преимущества предприятия на рынке. Затраты на производство электроэнергетической продукции в цикле технологического процесса примерно на 50 % определяют общие издержки. В России функционирует электроэнергетический рынок. Успех на рынке прямо связан с эффективностью всех функций управления, но немаловажную роль играют режимные задачи, которые рассматриваются как элемент различных видов деятельности.

Хозяйственная форма влияет на коммерческую и технологическую деятельность предприятия. Имеется определенная специфика решения режимных задач для предприятий с разными техническими целями и хозяйственными формами.