Обеспечения потребностей

Системой электроснабжения называют совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией. В свою очередь под электроустановками понимается совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и превращения ее в другие виды энергии.

положительными, так и отрицательными свойствами. Намеченные схемы должны удовлетворять предъявляемым к ним требованиям надежности, экономичности, обеспечения потребителей качественной энергией, предусматривать возможность дальнейше-

Переходные режимы электрических систем практически всегда должны заканчиваться некоторым желательным (по тем или иным соображениям) установившимся режимом. Существенно знать, будет ли этот режим осуществим при параметрах, принятых в расчете; а если осуществим, то будет ли он устойчив и достаточно надежен для того, чтобы система могла длительно работать, не боясь относительно не-больпщх случайных изменений (малых возмущений), которые не должны приводить к нарушению ее устойчивости. Оценивая качество переходного режима в целом или наиболее важных для данной инженерной задачи процессов, необходимо потребовать, чтобы происходящие изменения параметров режима не могли существенно снизить качество энергоснабжения потребителей. Для этого прежде всего необходимо, чтобы рассматриваемые переходные процессы заканчивались достаточно быстро. Так, например, если толчок (изменение) нагрузки или какая-либо коммутационная операция будет вызывать длительные колебания роторов генераторов системы и соответственно колебания напряжения у потребителей, то переходный процесс будет неудовлетворительным по условиям обеспечения потребителей качественней энергией. Неудовлетворительным будет и качество переходного процесса, если вследствие него возникнут новые переходные процессы, которые в конечном счете могут привести к неустойчивости системы или недопустимому понижению качества энергии, отдаваемой потребителю. Нельзя считать переходный процесс удовлетворительным, если после его окончания система будет иметь слишком малый запас устойчивости. Иначе говоря, переходный процесс должен заканчиваться достаточно надежным режимом.

расходах. Если должно быть обеспечено бесперебойное питание потребителей при всех условиях, то нужно иметь резервный генератор. Необходимая мощность резервного генератора при совместной работе нескольких генераторов будет меньше. Возможно также выведение генераторов в плановый или аварийный ремонт без какого-либо или без серьезного нарушения бесперебойного обеспечения потребителей электроэнергией.

Сезонные запасы для подавляющей части территории нашей страны — это доминирующая часть общих запасов топлива, определяемая колебаниями энергопотребления в течение года ( 7.2). Формирование этих запасов осуществляется в период летнего провала графика топливопотребления. Величина их определяется исходя из необходимости обеспечения потребителей топливом в период осенне-зимнего максимума.

Возрастающая на современном этапе роль ЭК страны, сложность его внутренней структуры и многочисленные связи с экономикой делают анализ условий развития этого комплекса сложнейшей народнохозяйственной задачей. Актуальность проблемы обеспечения надежности системы топливо- и энергоснабжения народного хозяйства обусловлена прежде всего следующими тенденциями развития ЭК, негативно влияющими на его надежность (см. введение): возрастанием "цены" отдельных аварий вследствие концентрации производственных мощностей; повышением опасности развития аварий в результате изменения динамических свойств систем энергетики; повышением напряженности топливно-энергетического баланса в связи со снижением темпов роста производства основных видов энергоресурсов и резервных мощностей как следствием роста капиталоемкости добычи, транспорта, переработки и преобразования энергоресурсов и повышения напряженности топливно-энергетического баланса и т. д. Все это усложняет решение вопросов надежного обеспечения потребителей топливом и энергией, особенно в периоды остропиковых нагрузок, когда даже не очень серьезные аварийные ситуации могут привести к "каскадному" нарастанию отклонений от нормального режима функционирования энергоснабжающих систем.

Уровень надежности ЭК может измеряться различными показателями (см. разд. 2). Однако с учетом того (как было отмечено в § 8.1), что задача решается в детерминированной постановке, в качестве показателя надежности используется степень обеспеченности топливом и энергией отдельных категорий потребителей К Этот показатель измеряется отношением реализованного (после возмущения) уровня обеспечения потребителей топливом и энергией к сложившейся (после возмущения) потребности в этих ресурсах, в том числе по отдельным категориям потребителей / (в этом случае К является вектором с компонентами Kt). Этот показатель близок по смыслу к коэффиценту обеспеченности продукцией, но определяется не для всего множества возмущений, а для одного отдельно взятого возмущения.

Электроснабжением называют обеспечение потребителей электроэнергией, системой электроснабжения - совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией. Система электроснабжения может быть определена и как совокупность взаимосвязанных электроустановок, осуществляющих электроснабжение района, города, предприятия. Потребитель по ГОСТ 19431-84, где изложены термины и определения энергетики и электрификации, -предприятие, организация, территориально обособленный цех, строительная площадка, квартира, у которых приемники электроэнергии присоединены к электрической сети и используют электрическую энергию. Будем придерживаться этого определения, считая его более правильным. Определение ПУЭ: потребителем электроэнергии называется электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории, — с точки зрения электроснабжения менее удачно. Во-первых, оно ставит знак равенства между потребителем и электроприемником; во-вторых, группу приемников как потребителя следует выделять административно, и она не всегда объединена технологически или территориально. Следует считаться с условностью, неформализуемостью понятия "цех" и возможностью выделения из него отделений, участков, отдельных сложных агрегатов, требующих отдельного питания и учета электроэнергии.

Сравниваемые варианты схемы электроснабжения могут различаться надежностью, под которой понимается способность бесперебойного обеспечения потребителей электроэнергией заданных качества и количества. В этом случае эффективность капиталовложений оценивается с учетом народнохозяйственного ущерба, возникающего при перерывах электроснабжения или недопустимых отклонениях показателей качества электроэнергии. Формула приведенных затрат приобретает вид

Системой электроснабжения называется совокупность ЭУ, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией [4].

Рост вырабатываемых мощностей, охват энергетическими сетями огромных территорий, усиливающееся социальное, демографическое и экономическое значение энергетики, все возрастающее влияние энергетических процессов на биосферу приводит к повышению роли управления энергетикой и необходимости рассматривать ее как подсистему глобальной системы — «Биосфера — человеческое общество — народное хозяйство». Само управление должно носить все в большей степени глобальный характер, захватывая сначала большие территораль-ные объединения (ОЭС, ЕЭС), а далее международные и межконтинентальные объединения. На следующем этапе должен предусматриваться переход к планированию и текущему управлению энергетикой, исходя не только из задач обеспечения потребителей возможно более дешевой энергией, но и из важных задач оптимизации воздействия на биосферу. Появляется задача обеспечения не просто максимума возможной энергии, но «чистой энергии», т. е. энергии, полученной при процессах, не оказывающих вредного влияния на биосферу. Далее методология оптимизации работы систем изменится в направлении учета в числе решающих факторов оптимизации не только показателей расхода топлива (стоимости), но и воздействия на биосферу («чистоту энергии»). С учетом этого фактора придется строить АСУ и АСДУ (автоматизированные системы диспетчерского управления) энергосистемы. В еще более отдаленной перспективе встанет вопрос о регулировании выработки энергии с точки зрения сохранения геофизического состояния планеты (таянья вечных льдов и повышения уровня океанов), которое согласно расчетам акад. Н. Н. Семенова может катастрофически нарушаться при слишком большой выработке энергии (2—3% получаемой от Солнца энергии). Таким образом, проблема АСУ имеет сложные задачи, решение которых в настоящее время и тем более в будущем требует новых методов исследования, имеющих комплексный характер (техника — экономика — биосфера — геофизика).

В программных документах партии указано, что развитие отраслей топливно-энергетического комплекса необходимо подчинить задаче обеспечения потребностей страны во всех видах топлива и энергии путем увеличения их добычи и производства при планомерном проведении во всех отраслях народного хозяйства целенаправленной энергосберегающей политики. Добиться этого возможно только за счет применения рациональных систем разработки месторождений, совершенствования технологии буровых работ, улучшения их технического оснащения и применения прогрессивных технологических процессов.

7. Внешнеполитические условия в течение длительного времени вынуждали, а хорошая обеспеченность природными энергоресурсами позволяла развивать энергетику СССР, руководствуясь принципом полного обеспечения потребностей народного хозяйства собственными энергетическими ресурсами и оснащения энергетических объектов оборудованием преимущественно отечественного производства. Более того, по мере наращивания энергетического потенциала и удовлетворения внутренних энергетических потребностей Советский Союз стал руководствоваться принципом все более активного участия в международном разделении труда, в частности как поставщик высококачественных энергоресурсов, особенно для энергоснабжения стран социалистического содружества.

Определение основных тенденций развития энергетики мира на перспективу является сложной задачей в связи с действием значительного количества неопределенных факторов, а для энергетического хозяйства капиталистических и развивающихся стран и крайне противоречивых тенденций *. Так, можно предположить, что перспективы развития энергетики мира (без социалистических стран) будут в основном зависеть от следующих факторов: социально-экономических изменений в мире, демографических сдвигов, темпов экономического роста развивающихся и развитых стран, возможных успехов в проведении энергосберегающей политики, результатов решения проблемы обеспечения потребностей в жидком топливе. Естественно, что наибольшую трудность представляет прогноз социально-экономических изменений в мире, а также политики капиталистических государств в области вооружений, оказывающей все большее влияние на развитие экономики, в том числе на темпы экономического роста, и ее структуру.

Если предположить, что начнется более широкое использование угля, то органических топлив, возможно, хватит на четыре-пять десятилетий для обеспечения потребностей человечества в энергии. После этого периода основным энергоресурсом может стать или не стать солнечная энергия. Практически уже сейчас ощущается необходимость иметь источник энергии на этот переходный период, причем этот источник должен быть практически неисчерпаемым, дешевым, возобновляемым и не загрязняющим окружающую среду. И хотя ядерная энергия не отвечает полностью всем перечисленным требованиям, она развивается быстрыми темпами. Очень вероятно, что именно она будет этим «переходным» источником энергии по той простой причине, что никакой другой вид энергии, который был бы столь же доступным, пока не найден. Чтобы достоверно оценить общие ресурсы ядерной энергии, рассмотрим коротко два известных ядерных процесса — деление и синтез.

Для решения задачи обеспечения потребностей экономики стран — членов СЭВ в основных видах топлива, энергии и сырья, что является неотъемлемым условием устойчивого развития всего народного 'хозяйства, страны уделили большое внимание разработке Долгосрочной целевой программы сотрудничества по обеспечению экономически обоснованных потребностей стран — членов СЭВ в основных видах энергии, топлива и сырья на период до 1990 г., которая была одобрена на XXXII заседании сессии СЭВ, состоявшейся в 1978 г.

Согласно современным прогнозам к 2020 г. будет израсходована лишь '/з мировых ресурсов природного гаэа. Поэтому не подлежит сомнению, что мировые ресурсы природного газа вполне достаточны для обеспечения потребностей IB нем IB течение продолжительного периода после наступления XX столетия. Этот прогноз основывается на следующих аргументах:

Крайне желательно было бы сберечь попутный газ, который во многих нефтедобывающих странах все еще сжигается в факелах. В 1978 г. было впустую сожжено 220 млрд. м3 газа, или 240 млн. т условного топлива — больше, чем общее количество газа, экспортированного или импортированного в том же году. Этого газа хватило бы для обеспечения потребностей всех стран Западной Европы.

Дальнейшее развитие тошздввоч-энергетического комплекоа должно быть подчинено задаче устойчивого обеспечения потребностей страны во воек видах топлива и энергия путем не только увеличения их добычи и производства, но и проведения во всех отраслях и сферах народного хозяйства целенаправленной энергосберегающей политики. Поэтому, какими бы темпами не развивали щ нашу энергетику, сбережение тепла и электроэнергии и впредь остается важнейшей общегосударственной задачей. На экономию топливных и энергвтичеоких ресурсов должны быть постоянно направлены усилия каждого коллектива, каждого труженика.

Для качественного улучшения использования ядерного топлива развернется сооружение энергоблоков мощностью по 800 МВт с реакторами на быстрых нейтронах. Будет продолжена работа по созданию научно-технического задела для последующего развития атомной энергетики — термоядерных установок, которые в соответствии с Энергетической программой СССР являются одним из наиболее перспективных направлений обеспечения потребностей общества в энергии.

Имеется возможность изменять параметры отдельных импульсов при сохранении параметров остальных импульсов в пакете. Для обеспечения потребностей практики в генераторе предусмотрена регулировка в широких пределах параметров импульсов. Так, период следования кодовых пакетов может регулироваться в пределах 20 ...10е мке, интервал времени между кодовыми пакетами 1 ... 106 мке, временной сдвиг между разрядами в кодовом пакете 0,4... ...5000 мке, длительность импульсов в кодовом пакете 0,4 ...5000 мке. Задающий генератор может синхронизироваться внешним сигналом импульсной или синусоидальной формы, что обеспечивает синхронный режим работы генератора и испытуемой- аппаратуры.

Предполагается, что общие установленные мощности АЭС в капиталистических странах, включая США, увеличатся в 1980— 1995 гг. примерно в 2,5 раза (со 125 до 350 млн. кВт). Соответственно вырастут потребности в слабообогащенном уране и работе разделения. По оценке (1981 г.) специалистов ФРГ (фирма NUKEM) только для обеспечения потребностей западноевропейских стран в ежегодной перегрузке ядерного топлива на АЭС потребуется в 1990 г. 20—25 млн. ЕРР, что в 2 с лишним раза превысит фактическое потребление в 1981 г. (~12,5 млн. ЕРР).

Предполагается, что общие установленные мощности АЭС в капиталистических странах, включая США, увеличатся в 1980— 1995 гг. примерно в 2,5 раза (со 125 до 350 млн. кВт). Соответственно вырастут потребности в слабообогащенном уране и работе разделения. По оценке (1981 г.) специалистов ФРГ (фирма SIUKEM) только для обеспечения потребностей западноевропей-;ких стран в ежегодной перегрузке ядерного топлива на АЭС потребуется в 1990 г. 20—25 млн. ЕРР, что в 2 с лишним раза превысит фактическое потребление в 1981 г. (~12,5 млн. ЕРР).