Анализ существующих графиков электрической нагрузки позволяет выделить две характерные составляющие: первая – постоянная; вторая – колебательная. Постоянная составляющая поддается достаточно точному прогнозированию. Блоки, участвующие в ее покрытии, работают в так называемом базовом режиме.
Базовым режимом называется режим поддержания заданной диспетчером мощности энергоблока вне зависимости от графика нагрузки и режима энергосистемы.
Колебательная составляющая обусловлена работой потребителей с быстроменяющейся нагрузкой и носит случайный характер. Обеспечение последней является наиболее сложной задачей, выполнение которой падает на ТЭС и энергоблоки, действующие в регулирующем режиме.
В базовом режиме регулирование осуществляется по принципу поддержания постоянства тепловой нагрузки котла (см рис.53). Расчётная схема для реализации такого регулирования представлена на рис. 54. Методика расчёта как и у каскадной АСР, обратная связь вводится
В регулирующем режиме АСУТП ТЭС решают следующие задачи:
1) непрерывное поддержания соответствия производства и потребления электроэнергии при устойчивой работе электростанций и энергоблоков;
2) распределение переменного задания по нагрузке между отдельными энергоблоками при существующих издержках производства (расход топлива, себестоимость электроэнергии и др.);
3) участие в регулировании перетоков мощности между отдельными частями энергосистемы.
Решение перечисленных задач в энергетики называют регулированием частоты и мощности, а режимы, в которых работают электростанции или крупные энергоблоки, участвующие в решении этих задач, называют регулирующими режимами.
Режимом регулирования мощности называется режим покрытия суточной, недельной и сезонной неравномерностей графика нагрузки энергосистемы путем изменения мощности энергоблока по команде диспетчера энергосистемы.
Режимом регулирования частоты в энергосистеме называется режим, в котором АСРМ энергоблока изменяет его мощность в строгом соответствии с отклонениями частоты электрического тока от заданного значения.
Задача АСР энергоблока в регулирующем режиме состоит в том, чтобы довести приемистость блоков до значений, обеспечивающих их эффективное участие в регулировании частоты и мощности.
Приемистость энергоблока – способность его участия в первичном и вторичном регулировании частоты.
На основании выше сказанного можно выделить следующие группы режимов:
1) пуски оборудования из различных тепловых состояний;
2) нормальная работа в регулированном диапазоне нагрузок;
3) остановы оборудования автоматические;
4) аварийные режимы.
Современные ТЭС делятся на два типа: 1) с поперечными связями между основными агрегатами по пару (общий паропровод для котлов и турбин) и воде (общие питательные магистрали для котлов, охлаждающей воды и конденсата для турбин); 2) с блочной компоновкой основного оборудования и с независимым технологическим процессом в пределах каждого энергоблока.
Тепловая схема энергоблока с блочной компоновкой приводится на рис.75.
Режимы работы блочной станции (конденсационной) КЭС – определяются мощностью отдаваемой генератором в сеть, при установившимся режиме.
Nг º Nт º Дк
где Nг – мощность генератора;
Nт – мощность турбины;
Дк – паропроизводительность котла.
Режимы работы теплофикационного блока определяются мощностью генератора и тепловой нагрузкой.
С точки зрения потребителя, качество электроэнергии, определяется частотой и напряжением, а качество тепловой энергии – давлением и температурой.
Все регуляторы установленные на котле можно распределить по четырем уровням:
регулятор давления (главный регулятор давления в паровой магистрали) | ||
регулятор топлива (тепловой нагрузки) | ||
регулятор воздуха (экономичности горения) | ||
регулятор питания | регулятор разрежения (регулятор расхода дымовых газов) | регулятор температуры |
Для котлов с пылесистемами прямого вдувания приведённая на рис.55 схема усложнится.