电力系统负荷模式与电厂负荷优化分配

能源的消耗方式以及系统的负载是不均匀的：它在一天内具有特征性波动，在一年内具有季节性波动。这些波动主要是由企业的工作节奏决定的——电力消费者，与人口的这种生活节奏有关，在较小程度上是由地理因素决定的。

一般来说，每日周期的特征总是在夜间或多或少地减少消费，对于年度周期 - 在夏季。这些负载波动的深度取决于用户的构成。

全天候工作的企业，尤其是连续工艺流程占优势的企业（冶金、化学、煤炭开采行业），几乎具有相同的消费模式。

金属加工和机械制造行业的企业，即使是三班制，由于夜班生产活动通常减少，能源消耗也会出现明显波动。在夜间轮班工作时，能源消耗会急剧下降。夏季月份的消费量也明显下降。

食品和轻工企业的能源消费波动幅度更大，消费不均衡最大的是家庭部门。

系统的负载模式反映了所有这些能耗波动的总和，当然还有一些平滑的形式。负载条件通常以负载表的形式呈现。

在日图上，小时数绘制在横坐标上，负载以 MW 或最大负载的百分比绘制在纵坐标上。最大负荷最常出现在傍晚，此时照明叠加在生产能耗上。这就是为什么最高点在一年内有所变化的原因。

早上有一个负载高峰，反映了最大的生产活动。下午，负载减少，晚上急剧减少。

年度图表的横坐标为月份，纵坐标为月度电量或月峰值负荷。最大负荷在年底下降——因为它在一年中自然增加。

充电模式不均，一方面，能源生产设备的多样性及其运行和技术经济特性，另一方面，为系统工作人员在电站和发电机组之间优化负荷分配提出了一项复杂的任务。

发电是有代价的。为了 热站 ——除了服务人员的维护、设备维修、折旧扣除之外，还有燃料成本。

不同的站，根据其技术水平、功率、设备条件的不同，1Vt•h的具体生产成本是不同的。

站点之间（以及站点之间的站点内）负荷分配的一般标准是生产给定电量的最低总运营成本。

对于每个站点（每个单元），成本可以与收费模式呈函数关系。

总成本最小的条件以及系统中负载最佳分配的条件表述如下：必须分配负载，以便始终保持站（单元）的相对步骤的相等性。

调度服务预先计算出不同负载值的站点和单元的几乎相对步骤，并显示为曲线（见图）。

相对增长曲线

水平线反映了对应于最佳条件的负载分布。

站间系统负载的优化分配也有技术方面的问题。覆盖负载曲线可变部分的机组，尤其是尖锐的上峰值，在快速变化的负载条件下运行，有时每天都会停止-启动。

现代强大 汽轮机机组 不适应这种操作模式：它们需要很多小时才能启动，在可变负载模式下运行，尤其是频繁停止，会导致事故增加和加速磨损，并且还与额外的相当敏感的过度消耗有关燃料。

因此，为了覆盖系统中负载的“峰值”，使用了另一种类型的单元，它们在技术上和经济上都很好地适应了具有急剧可变负载的操作模式。

他们是这个目的的理想选择 水力发电厂：液压装置的启动和满载需要一到两分钟，不会造成额外损失，技术上非常可靠。

为满足峰值负荷而设计的水力发电厂的建造容量大幅增加：这减少了 1 kW 的资本投资，这使其与强大的火力发电厂的具体投资相当，并确保更充分地利用水资源。

由于在许多地区建造水力发电厂的可能性有限，而该地区的地形允许获得足够大的水头，因此建造抽水蓄能水力发电厂 (PSPP) 以覆盖负荷高峰。

这种站的装置通常是可逆的：在夜间系统故障期间，它们作为抽水装置工作，在高处的水库中抽水。在满负荷期间，它们通过为水箱中储存的水提供能量以发电模式运行。

它们被广泛用于覆盖燃气轮机发电厂的负荷峰值。启动它们只需 20-30 分钟，调整负载简单且经济。峰值 GTPP 的成本数据也很有利。

电能质量的指标是频率和电压的稳定程度。在给定水平上保持恒定的频率和电压非常重要。随着频率降低，电机的速度成比例地降低，因此由它们驱动的机构的性能降低。

不应认为增加频率和电压会产生有益效果。随着频率和电压的增加，所有电机和设备的磁路和线圈的损耗急剧增加，它们的热量增加，磨损加速。此外，频率的变化以及发动机转数的变化通常有可能导致产品报废。

通过保持系统主电机的有效功率与发电机中因磁通量和电流的相互作用而产生的总反向机械力矩之间的相等性来确保频率恒定性。该扭矩与系统的电气负载成正比。

系统负载不断变化，如果负载增加，发电机制动力矩大于主机有效扭矩，存在降速、降频的威胁。减少负载会产生相反的效果。

为了保持频率，有必要相应地改变主机的总有效功率：第一种情况增加，第二种情况减少。因此，为了将频率持续保持在给定的水平，系统必须有足够的极移动待机电源供应。

频率调节的任务分配给指定的站，这些站有足够的免费、快速调动的电力。水力发电厂最能承担这些责任。

有关频率控制功能和方法的更多信息，请参见此处： 电力系统调频