Электроэнергетические системы и их структура

Цель лекции: показать роль электроэнергетической системы в народном хозяйстве и тенденции ее развития, дать основные понятия и определения.

План лекции

1. Топливно-энергетический комплекс.

2. Основные определения и характеристики подсистем энергетической системы.

3. Современное состояние электроэнергетики, перспективы ее развития.

Топливно - энергетический комплекс

Система углеснабжения

Система газоснабжения

Система нефтеснабжения

Система ядерной энергетики

Энергетическая система

Энергоресурсы

Источники электрической и тепловой энергии

Электрические сети Тепловые сети

Потребители электрической энергии Потребители теплоты

Техническая основа современной электроэнергетики:

440 тепловых и гидравлических электростанций мощностью соответственно 132,1 и 43,8 млн. кВт и 9 атомных электростанций мощностью 22,1 млн. кВт.

линии электропередачи всех классов напряжения протяженностью 2,67 млн. км, в т.ч. напряжением свыше 220 кВ – 150,7 тыс. км.

Энергетическая система состоит из электростанций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, распределения и потребления электрической и тепловой энергии, при общем управлении этим режимом.

Электроэнергетическая система – это часть энергетической системы, за исключением тепловых сетей и тепловых потребителей – совокупность электрических частей электростанций, электрических сетей и электроприемников, работающих по согласованному режиму при его общем управлении.

Электростанция – производит или генерирует электроэнергию, а теплофикационная электростанция – электрическую и тепловую энергию.

По виду первичного источника энергии, преобразуемого в электрическую или тепловую энергию, различают станции:

тепловые (ТЭС),

атомные (АЭС),

гидравлические (ГЭС).

ТЭС делятся на конденсационные электростанции (КЭС), государственные районные электростанции (ГРЭС), теплофикационные (ТЭЦ) – вырабатывающие и электроэнергию и тепло.

электростанции, относящиеся к нетрадиционным источникам энергии: гидроаккумулирующие,

дизельные,

солнечные,

геотермальные,

приливные,

ветроэлектростанции,

биоэлектростанции.

Электрическая сеть – совокупность электроустановок, предназначенных для передачи и распределения электроэнергии от электростанций к потребителям. Эл. сеть состоит из воздушных и кабельных линий электропередачи, подстанций, РУ и переключательных пунктов.

Линия электропередачи – это электроустановка, предназначенная для передачи электроэнергии, т.е. система проводов, соединительной арматуры, опор, изоляторов, траверс, кабелей, каналов и т.д. При передаче электроэнергии напряжением выше 1 кВ линия называется высоковольтной, при передаче электроэнергии напряжением до 1 кВ – низковольтной.

Стандартные номинальные (междуфазные напряжения трехфазного тока частотой 50 Гц) напряжения:

3,6,10,20,35,110,150,220,330,500,750,1150 кВ.

Подстанция – это электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электроэнергии, она состоит из силовых трансформаторов, сборных шин, коммутационных аппаратов и вспомогательного оборудования – устройств РЗА, измерительных приборов. ПС предназначены для связи генераторов и потребителей электроэнергии с ЛЭП и для связи отдельных частей электроэнергетической системы.

Особенности электроэнергетических систем:

Одновременность процессов производства, распределения и потребления электроэнергии;

Быстрота протекания переходных процессов;

Связь работы энергосистем со всеми отраслями народного хозяйства.

Единая электроэнергетическая система (ЕЭС) РФ представляет собой объединение электростанций и подстанций электрическими сетями различных напряжений. ЕЭС РФ является технологически единым объектом, функционирование которого подчиняется соответствующим физическим законам.

ЕЭС Генерирующие компании

ОЭС Федеральная сетевая компания

РЭС Распределительные сетевые компании

ЦДУ СО-ЦДУ

ОДУ СО-ОДУ

ДУ СО-РДУ

Организационно-производственная структура электроэнергетики:

генерирующие компании федерального значения, например РусГидро; ТГК (например, Дальневосточная генерирующая компания);

сетевые компании:

ФСК (Федеральная сетевая компания);

сетевые распределительные компании (например, ДРСК – Дальневосточная распределительная сетевая компания);

энергосбытовые компании, например ДЭК – Дальневосточная энергетическая компания;

оптовые и розничные рынки.

Технологическое и диспетчерское управление осуществляется СО-ЦДУ РФ (системный оператор – центрального диспетчерского управления РФ) через СО-ОДУ и СО-РДУ.

Тенденции и направления развития электроэнергетики РФ:

- рост генерирующих мощностей и изменение технологической структуры генерирующих мощностей;

- внедрение распределенной генерации;

- развитие системообразующих сетей и усиление межсистемных связей;

- интеграция энергообъединений;

- либерализация;

- ориентация на высокоэффективные технологии;

- обеспечение надежного энергоснабжения потребителей;

- развитие рыночных принципов функционирования;

- повышение эффективности производства, передачи и потребления электроэнергии;

- создание условий для привлечения инвестиций в электроэнергетику;

- развитие системы диспетчерского управления ЕЭС в иных условиях;

- глобализация ЭЭС;

- диверсификация энергоустановок;

- децентрализация электроснабжения;

- модернизация электроустановок.