Об’єднана енергосистема

Об'єднана енергосистема, що включає множину генераторів електричної енергії, з'єднаних загальною енергетичною мережею, множину споживачів електричної енергії, що підключені до за 3 гії, надпровідникові магнітні накопичувані електричної енергії й ін. Прикладом утримання "резервної потужності" шляхом накопичення енергії являється вирівнювач навантаження, відомий по патенту Російської Федерації RU2119708, МПК6 H02J3/30, H02J15/00, Н02К31/00, Н02К13/00, Н02К25/00, дата подачі заявки 1997.02.25. Вирівнювач навантаження для приведення режимів електроспоживання у відповідність зі структурою генеруючих потужностей містить маховиковий накопичувач енергії, заряднорозрядний електромашинний орган і систему управління. Особливістю накопичувача енергії являється те, що в герметичному корпусі, в якому створений глибокий вакуум, на радіально-осьовій самоцентрувальній магнітній опорі, що служить одночасно маточиною супермаховика, навитого з високоміцних ниток, встановлений єдиний явнополюсний якір двох сполучених дискових уніполярних машин електромагнітного збудження з спільним центральним термоемісійним або ковзним струмознімачем і роздільними периферійними термоемісійними струмознімачами з управлінням по частоті. Ще одним прикладом утримання "резервної потужності" шляхом нагромадження енергії являється енергетична установка на поновлюваному джерелі енергії в енергетичній системі і спосіб її роботи, що відомі по патенту Російської Федерації RU2035821, МПК6 H02J15/00, дата подачі заявки 1991.07.01. Енергетична установка містить електрогенеруючий пристрій у вигляді поновлюваного джерела енергії, акумулятор електроенергії, електричні перемикачі, а також лінії електропередачі, що зв'язують елементи енергетичної установки між собою і з енергетичною системою. Установка працює в таким чином. У період високих електричних навантажень акумулятор видає електроенергію в енергетичну систему. Вхід акумулятора в цей час підключений до установки поновлюваного джерела енергії, яка поповнює запаси енергії в акумуляторі. У період низьких електричних навантажень вхід акумулятора відключається від установки поновлюваного джерела енергії і приєднується до енергетичної системи для до зарядки з таким розрахунком, щоб до моменту ранкового підйому електричного навантаження акумулятор був заряджений повністю. Тривалість до зарядки визначається ступенем заряджання акумулятора енергії. Наприклад, якщо акумулятор до моменту провалу графіка електричних навантажень заряджений повністю, то він у цю ніч не підключається до енергосистеми зовсім і всі напівпікові станції розвантажуються як звичайно на весь період низьких електричних навантажень. Можна привести ще багато прикладів використання різних акумуляторів енергії для компенсації дефіцитів потужності в енергосистемах. Загальним їх недоліком являється обмежена ємність накопичувачів енергії, що обмежує тривалість компенсації навантажувальних піків десятками секунд або декількома секундами, що недостатньо для запуску інших резервних носіїв енергії, таких як гідро 88331 4 акумулюючі електростанції або газотурбінні електростанції. Також широко відоме утримання "резервної потужності" шляхом дроселювання регулювальних вентилів турбін паротурбінних електростанцій, що живлять об'єднану енергомережу. Такі паротурбінні електростанції в звичайному режимі експлуатуються з указаним дроселюванням. При навантажувальному піку на стороні мережі або, інакше виражаючись, при дефіциті загальної введеної потужності електростанцій дроселювання знімають і потужність паротурбінних електростанцій відповідно підвищується. Експлуатація паротурбінних електростанцій у режимі дроселювання регулювальних вентилів турбін приводить до зменшення коефіцієнта корисної дії, збільшує експлуатаційні витрати на окремій електростанції. Цей вид компенсації дефіциту потужності вимагає будівництва більш потужних паротурбінних електростанцій, ніж це потрібно для енергозабезпечення споживачів у нормальному режимі роботи енергосистеми, викликає збільшення інвестиційних витрат. Для компенсації дефіцитів потужності в діапазоні тривалості від 30 секунд до 5 хвилин і більше відомо короткочасне переривання паропостачання пристроїв, що нагріваються паром проміжного відбору. При цьому в розпорядженні парової турбіни надходить більша кількість теплової енергії, потужність турбіни збільшується. Виграний таким чином час у більшості випадків являється достатнім, щоб вивести потужність парогенератора до припустимої граничної потужності, якщо розраховувати на тривалі навантажувальні піки, або для того, щоб активувати електростанції, що акумулюють. Так, відома паротурбінна електростанція (патент США 3523421, МПК F01K13/00, F01K13/02, дата публікації 1970.08.11) з паровою турбіною, що приводить у дію генератор, і з підключеним до парової турбіни трубопроводом пару проміжного відбору з вентилем, керованим контрольним блоком. Спосіб експлуатації такої паротурбінної електростанції передбачає, у залежності від навантаження, збільшення подачі пару паровій турбіні за допомогою регулювання відбору проміжного пару від турбіни. Регулювання виконують за допомогою контрольного блоку, що керує вентилем, установленим на трубопроводі пару проміжного відбору. Особливість цього виду регулювання виражається в тому, що система спрацьовує із значним часом затримки. Тому таке регулювання не являється придатним для компенсації пікових навантажень настільки швидко, щоб не наступав провал потужності або частотний спад в енергомережі. Крім того, енергетична установка при такому регулюванні більшу частину часу працює в режимі недовантаження, що приводить до зменшення коефіцієнта корисної дії, збільшує експлуатаційні витрати, вимагає будівництва більш могутніх паротурбінних електростанцій, ніж це необхідно для енергозабезпечення споживачів у нормальному режимі роботи енергомережі. Як об'єднаної енергосистеми, що заявляється, вибрана об'єднана енергосистема, що відома по патенту Російської Федерації RU2121746, МПК6 5 H02J15/00. H02J3/06, F01K7/34, дата подачі заявки 1992.11.20. Об'єднана енергосистема включає множину генераторів електричної енергії, з'єднаних загальною енергетичною мережею, а також споживачів електричної енергії, підключених до загальної енергетичної мережі. Генератори електричної енергії виконані у вигляді паротурбінних електростанцій. Частина паротурбінних електростанцій постачена пристроями регулювання пропозиції пару паровим турбінам шляхом управління витратою пару проміжного відбору. Частина паротурбінних електростанцій постачена над провідниковими магнітними накопичувачами електричної енергії. Кожна паротурбінна електростанція містить резервуар живильної води, парогенератор з економайзером, випарником і перегрівником, турбіну, генератор електричної енергії. Вхід парогенератора (вхід економайзера) з'єднаний з резервуаром живильної води. До виходу парогенератора (вихід перегрівника) через трубопровід пару високого тиску підключена парова турбіна високого тиску. Вихід парової турбіни високого тиску з'єднаний із двухпоточной паровою турбіною низького тиску, що з'єднана послідовно з паровою турбіною високого тиску. Турбіни з'єднані з валом генератора електричної енергії. Обидві ступіні низького тиску парової турбіни низького тиску підключені через трубопровід пару, що відпрацював, до конденсатора. Вихід конденсатора через конденсатний насос і підігрівник конденсату з'єднаний з резервуаром живильної води. Резервуар живильної води через насос живильної води і підігрівник живильної води з'єднаний із входом парогенератора (вхід економайзера). Паротурбінна електростанція працює в такий спосіб. Живильна вода подається в парогенератор, де перетворюється в перегрітий пар високого тиску. Пар високого тиску надходить на вхід парової турбіни високого тиску, далі на двухпоточную парову турбіну низького тиску. У турбінах теплова енергія пару перетворюється в механічну енергію, що пускає в хід зв'язаний з турбінами генератор електричної енергії. Відпрацьований пар після турбін надходить у конденсатор, де перетворюється в конденсат, який направляють у резервуар живильної води. Частина паротурбінних електростанцій, що постачені пристроями регулювання пропозиції пару паровим турбінам, мають наступні конструктивні особливості. До виходу парової турбіни високого тиску підключений перший трубопровід пару проміжного відбору, який через перший регулювальний вентиль і підігрівник живильної води з'єднаний з резервуаром живильної води. До однієї із ступіней парової турбіни низького тиску підключений другий трубопровід пару проміжного відбору, який через другий регулювальний вентиль і підігрівник конденсату з'єднаний із входом конденсатора. Паротурбінна електростанція містить також контрольний блок-регулятор з вимірювальними лініями, що контролюють електричний струм і/або залежні від нього параметри, як, наприклад частоту, напругу, потужність у загальній енергетичній мережі, ви 88331 6 значаючи співвідношення потужностей, що генеруються і споживаються, у загальній енергосистемі. Контрольний блок-регулятор з'єднаний керуючими лініями з першими і другим регулювальними вентилями в трубопроводах пару проміжного відбору. У нормальному режимі експлуатації, коли резервна потужність не потрібна, пар проміжного відбору від турбіни низького тиску через другий регулювальний вентиль направляється в підігрівник конденсату і відтіля в конденсатор. За рахунок цього підігрівають конденсат, що надходить у резервуар живильної води. Подальший підігрів живильної води виконують паром проміжного відбору від турбіни високого тиску, який через перший регулювальний вентиль направляють у підігрівник живильної води і відтіля в парогенератор. При дефіциті потужності, наприклад, при виході зі строю однієї з паротурбінних електростанцій, контрольний блок-регулятор керує одночасно обома регулювальними вентилями в трубопроводах пару проміжного відбору в напрямку їх закриття. Наслідком цього являється те, що в розпорядження парової турбіни низького тиску надходить більше пару, потужність турбіни збільшується, генератор електричної енергії виробляє і передає в загальну електричну мережу додаткову енергію, компенсуючи дефіцит потужності. При зменшенні попиту на потужність у загальній електричній мережі обидва регулювальних вентиля в обох трубопроводах пару проміжного відбору відкривають, переводячи установку в звичайний режим роботи. Частина паротурбінних електростанцій може бути укомплектована надпровідниковими магнітними накопичувачами електричної енергії. Надпровідниковий магнітний накопичувач електричної енергії містить надпровідникову магнітну котушку, холодильну магнітну котушку, холодильну установку, систему управління, яка забезпечує режим накопичення електричної енергії або режим передачі накопиченої енергії в загальну електричну мережу. Надпровідниковий магнітний накопичувач керується контрольним блоком-регулятором, який вимірює параметри загальної енергетичної мережі і визначає співвідношення генеруємих і споживаних потужностей у загальній енергосистемі. При дефіциті генеруємої потужності надпровідниковий магнітний накопичувач передає накопичену енергії в загальну електричну мережу. У звичайному режимі роботи енергосистеми відбувається накопичення енергії надпровідниковим магнітним накопичувачем. Експлуатація об'єднаної енергосистеми включає безперервний контроль електричних параметрів загальної енергетичної мережі і корегування співвідношення генеруємих і споживаних потужностей за результатами контролю електричних параметрів загальної енергетичної мережі. Корегування співвідношення генеруємих і споживаних потужностей виконують таким чином. З появою дефіциту потужності, наприклад, унаслідок виходу з строю одного з генераторів електричної енергії (паротурбінних електростанцій), в одній або в декількох паротурбінних електростанціях збільшують пропозицію пару паровим турбінам шляхом від 7 ключення систем проміжного відбору пару від турбін. При цьому збільшується потужність турбінної установки, генератор електричної енергії виробляє і передає в загальну електричну мережу додаткову енергію, компенсуючи дефіцит генеруємої потужності. Крім того, надпровідникові магнітні накопичувачі електричної енергії, що присутні в об'єднаній енергомережі, переводять у режим передачі накопиченої енергії в об'єднану енергомережу. Комбінація переривання відбору проміжного пару з використанням надпровідникових магнітних накопичувачів електричної енергії дозволяє компенсувати навантажувальні піки з тривалістю в діапазоні від 0,1 секунди до 5 хвилин. Цей часовий інтервал є достатнім для запуску інших резервних носіїв енергії, таких як гідроакумулюючі електростанції або газотурбінні електростанції. Загальними ознаками прототипу й об'єднаної енергосистеми, що заявляється, є: об'єднана енергосистема, що включає множину генераторів електричної енергії, з'єднаних загальною енергетичною мережею, множину споживачів електричної енергії, підключених до загальної енергетичної мережі. Агрегати об'єднаної енергосистеми, що генерують, при такому регулюванні працюють в нестабільному у залежності від співвідношення генеруємих і споживаних потужностей в енергосистемі. Більшу частину часу агрегати, що генерують, працюють в режимі недовантаження, що приводить до зменшення коефіцієнта корисної дії, збільшує експлуатаційні витрати, вимагає будівництва більш потужних паротурбінних електростанцій, чим це необхідно для енергозабезпечення споживачів у нормальному режимі роботи енергомережі. Крім того, при регулюванні проміжного відбору пару від турбін система спрацьовує зі значним часом затримки, що при раптових пікових навантаженнях може привести до провалу потужності або частотному спаду в енергомережі. В основу винаходу поставлена задача удосконалення об'єднаної енергосистеми, у якій за рахунок особливостей побудови енергосистеми і вибору параметрів управління, забезпечується стабільний режим роботи електрогенеруючих агрегатів у не залежності від співвідношення генеруємих і споживаних потужностей в енергосистемі. Поставлена задача вирішується тим, що в об'єднаній енергосистемі, що включає множину генераторів електричної енергії, з'єднаних загальною енергетичною мережею, множину споживачів електричної енергії, підключених до загальної енергетичної мережі, відповідно до винаходу, споживачі електричної енергії містять виділену групу споживачів-регуляторів, об'єднаних системою централізованого управління, кожний споживач-регулятор енергії містить електричну машину, виконану з можливістю роботи в режимі електродвигуна або в режимі електрогенератора, блок перетворення електричної енергії в теплову енергію, виконаний у вигляді гідродинамічного теплогенератора з можливістю з'єднання з валом електричної машини, блок накопичення теплової енергії, зв'язаний з гідродинамічним теплогенератором і виконаний у вигляді рідинного акумулятора теплової енергії з 88331 8 розділеними рідинною і паровою фазами, блок перетворення теплової енергії в механічну енергію, зв'язаний з паровою фазою рідинного акумулятора і виконаний у вигляді парової турбіни або парової поршневої машини з можливістю з'єднання з валом електричної машини. Перераховані ознаки складають сутність об'єднаної енергосистеми, що заявляється. Істотні ознаки винаходу знаходяться в причинно-наслідковому зв'язку з технічним результатом, що досягається. Так, якщо в об'єднаній енергосистемі, що включає множину генераторів електричної енергії, з'єднаних загальною енергетичною мережею і множину споживачів електричної енергії, підключених до загальної енергетичної мережі, виділити серед споживачів електричної енергії групу споживачів-регуляторів, об'єднаних системою централізованого управління, кожний споживач-регулятор виконати у вигляді електричної машини, що може працювати в режимі електродвигуна або в режимі електрогенератора, блоку перетворення електричної енергії в теплову енергію, виконаного у вигляді гідродинамічного теплогенератора з можливістю з'єднання з валом електричної машини, блоку накопичення теплової енергії, зв'язаного з гідродинамічним теплогенератором і виконаного у вигляді рідинного акумулятора теплової енергії з розділеними рідинною і паровою фазами, блоку перетворення теплової енергії в механічну енергію, зв'язаного з паровою фазою рідинного акумулятора і виконаного у вигляді парової турбіни або парової поршневої машини з можливістю з'єднання з валом електричної машини, стає можливим корегувати співвідношення потужностей, що генерують, і потужностей, що споживають, при стабільному режимі роботи електрогенеруючих агрегатів. Пояснюється це тим, що при такому підході об'єктами управління для цілей коректування зазначеного співвідношення потужностей можуть бути споживачі електричної енергії (виділена група споживачів-регуляторів). Генератори електричної енергії при цьому переводяться в стаціонарний, найбільш ефективний режим роботи з максимальним навантаженням. Так, у звичайному режимі експлуатації всі генератори електричної енергії працюють у найбільш ефективному режимі роботи з максимальним навантаженням. Споживачі-регулятори працюють у режимі споживання електроенергії з виробленням теплової енергії, яку накопичують і/або передають у теплову мережу. При навантажувальному піку, інакше виражаючись, при дефіциті загальної введеної потужності електростанцій, що генерують, частину виділених споживачів-регуляторів автоматично виводять з режиму споживання електроенергії. При цьому кожний із зазначених споживачів-регуляторів може працювати в режимі передачі накопиченої теплової енергії в тепломережу, або в режимі перетворення накопиченої теплової енергії в електричну енергію з передачею її в загальну електромережу, або в комбінованому режимі з передачею накопиченої теплової енергії в тепломережу і з передачею електричної енергії в загальну електромере 9 жу. При цьому режим роботи генераторів електричної енергії не змінюється. При нормалізації потужностей, що генерують, і потужностей, що споживають, зазначені споживачі-регулятори переводять у звичайний режим споживання електричної енергії. Таким чином корегують співвідношення потужностей, що генерують, і потужностей, що споживають, в об'єднаній енергосистемі без зміни режиму роботи генераторів електричної енергії. При виконанні перетворювачів електричної енергії в теплову енергію у вигляді гідродинамічних теплогенераторів з електричним приводом переключення їх режимів роботи відбувається практично миттєво, що вирішує проблеми утримання "секундної резервної потужності". Виконання блоку накопичення теплової енергії, у вигляді рідинного акумулятора теплової енергії з розділеними рідинною і паровою фазами, блоку перетворення теплової енергії в механічну енергію у вигляді парової турбіни або парової поршневої машини дозволяє накопичити велику кількість теплової енергії і відомими засобами ефективно перетворити її в електричну енергію. Нижче приводиться докладний опис об'єднаної енергосистеми з посиланнями на креслення, на яких представлено: Фіг.1 - Об'єднана енергосистема, блокова схема. Фіг.2 - Об'єднана енергосистема, схема споживача-регулятора. Об'єднана енергосистема включає множину генераторів електричної енергії 1, з'єднаних загальною енергетичною мережею 2, множину споживачів електричної енергії З, підключених до загальної енергетичної мережі 2. Споживачі електричної енергії містять виділену групу споживачів-регуляторів 4, об'єднану системою централізованого управління 5 з можливістю переключення режимів роботи зазначених споживачів-регуляторів 4. Об'єднана енергосистема містить диспетчерський центр 6, що з'єднаний керуючими лініями 7 з генераторами електричної енергії 1, керуючими лініями 8 зі споживачами електричної енергії 3, керуючою лінією 9 з енергетичною мережею 2, керуючою лінією 10 із системою централізованого управління 5 споживачами-регуляторами 4. Система централізованого управління 5 з'єднана керуючими лініями 11 зі споживачамирегуляторами 4. Кожний споживач-регулятор включає електричну машину 12, що виконана в вигляді електричної асинхронної машини з фазним ротором з можливістю роботи в режимі електродвигуна або в режимі електрогенератора, блок перетворення електричної енергії в теплову енергію, що виконаний в вигляді гідродинамічного кавітаційного теплогенератора 13 з можливістю з'єднання з валом 14 електричної машини 12 через керовану муфту 15, блок накопичення теплової енергії, що виконаний в вигляді рідинного акумулятора теплової енергії 16 з розділеними рідинною 17 і паровою 18 фазами і зв'язаний з теплогенератором 13 трубопроводами 19, 20 з керованими вентилями 21, 22, блок 88331 10 перетворення теплової енергії в механічну, що виконаний в вигляді парової турбіни 23 (або парової поршневої машини) з можливістю з'єднання з валом 14 електричної машини 12 через керовану муфту 24. Парова турбіна 23 з'єднана з паровою фазою 18 акумулятора теплової енергії 16 трубопроводом 25 з керованим вентилем 26 і з конденсатором 27 через трубопровід 28. Рідинна фаза 18 акумулятора теплової енергії 16 через трубопровід 29 з керованим вентилем 30 зв'язана з теплообмінником 31. Теплообмінник 31 і конденсатор 27 зв'язані з теплогенератором 13 трубопроводом 32 зворотної води з керованим вентилем 33 і з трубопроводами тепломережі 34. Підживлення системи водою виконують через трубопровід 35 з керованим вентилем 36. Кожний споживач-регулятор також містить блок управління 37, який з'єднаний силовими лініями 38, 39 відповідно з електричною машиною 12 і з загальною електричною мережею 2, керуючими лініями 40, 41, 42 відповідно з електричною машиною 12, керованою муфтою 15, керованою муфтою 24, а також керуючими лініями (для спрощення креслення не показані) з керованими вентилями 21, 22, 26, 30, 33, 36. Кожний споживач-регулятор працює наступним чином. В залежності від характеристик загальної електричної мережі 2, що контролюється блоком управління 37, споживач-регулятор може автоматично за командами блока управління 37 або за допомогою ручного управління переводиться і працювати в наступних основних режимах. 1. Режим споживання енергії від загальної електричної мережі 2, перетворення електричної енергії в теплову з акумулюванням теплової енергії. В зазначеному режимі електрична машина 12 за командою блока управління 37 переводиться в режим роботи "двигуна". Муфта 15 включена. Муфта 24 виключена. Регульовані вентилі 21 і 22 відкриті. Регульовані вентилі 26, 30, 33 закриті. Робоча рідина (вода) поступає від акумулятора теплової енергії 16 через вентиль 22 на вхід теплового генератора 13. З виходу теплового генератора 13 вода через вентиль 21 поступає в акумулятор теплової енергії 16. Вода циркулює по указаному замкнутому контуру, нагрівається в результаті перетворення електричної енергії в теплову. Теплова енергія (нагріта вода) акумулюється в рідинному акумуляторі теплової енергії 16 з утворенням парової 18 і рідинної 17 фаз. Конструктивні особливості акумулятора теплової енергії даного типу дозволяють забезпечити необхідну потужність акумулятора без особливих технічних проблем. 2. Режим використання накопиченої теплової енергії з передачею електричної енергії в загальну електричну мережу 2. В зазначеному режимі електрична машина 12 за командою блока управління 37 переводиться в режим роботи "генератора". Муфта 15 виключена. Муфта 24 включена. Регульовані вентилі 26, 33, 22 відкриті відповідними сигналами блока управління 37. Пар з парової зони 18 акумулятора 16 поступає через вентиль 26 на вхід парової турбіни 11 23, вихід парової турбіни 23 через трубопровід 28 з'єднаний з конденсатором 27. Вихід конденсатора 27 через відкриті вентилі 33, 22 з'єднаний з рідинною зоною 17 акумулятора теплової енергії 16. В такому режимі парова турбіна 23 передає механічну енергію до електричної машини 12, яка працює в режимі "генератора". Електрична енергія, що виробляється електричною машиною 12, передається через силові лінії 38, 39 до загальної електричної мережі 2 під контролем блока управління 37. 3. Режим використання накопиченої теплової енергії з передачею її в тепломережу 34. В зазначеному режимі електрична машина 12 відключена. Муфта 15 виключена. Муфта 24 виключена. Регульовані вентилі 21, 26 закриті, а регульовані вентилі 30, 33, 22 відкриті відповідними сигналами блока управління 37. Нагріта вода із рідинної зони 17 акумулятора 16 поступає через вентиль 30 до теплообмінника 31 і далі через трубопровід 32 зворотної води, вентилі 33, 22 поступає в рідинну зону 17 акумулятора теплової енергії 16. В такому режимі теплова енергія із акумулятора 16 передається через теплообмінник Зів тепломережу 34. 4. Режим використання накопиченої теплової енергії з передачею електричної енергії в загальну електричну мережу 2 і з передачею теплової енергії в тепломережу 34. В зазначеному режимі електрична машина 12 за командою блока управління 37 переводиться в режим роботи "генератора". Муфта 15 виключена. Муфта 24 включена. Регульовані вентилі 22, 26, 30, 33, відкриті відповідними сигналами блока управління 37. Пар з парової зони 18 акумулятора 16 поступає через вентиль 26 на вхід парової турбіни 23, вихід парової турбіни 23 через трубопровід 28 з'єднаний з конденсатором 27. Вихід конденсатора 27 через відкриті вентилі 33, 22 з'єднаний з рідинною зоною 17 акумулятора теплової енергії 16. Парова турбіна 23 передає механічну енергію до електричної машини 12, яка працює в режимі "генератора". Електрична енергія, що виробляється електричною машиною 12, передається через силові лінії 38, 39 до загальної електричної мережі 2 під контролем блока управління 37. Нагріта вода із рідинної зони 17 акумулятора 16 поступає через вентиль 30 до теплообмінника 31 і далі через трубопровід 32 зворотної води, вентилі 33, 22 поступає в рідинну зону 17 акумулятора теплової енергії 16. Теплова енергія від теплообмінника 31 і конденсатора 27 відводиться в тепломережу 34. Зрозуміло, що схема споживача-регулятора дозволяє реалізувати різні комбіновані режими роботи. Зазначені, а також інші можливі режими роботи реалізуються в межах сутності винаходу відомими засобами, наприклад шляхом підключення до системи відповідних контурів з відповідними регульованими вентилями, які управляються блоком управління автоматично або вручу. Такі засоби широко відомі і не являються предметом винаходу. Експлуатують об'єднану енергосистему таким чином. 88331 12 Безупинно контролюють електричні параметри об'єднаної енергосистеми (напругу, частоту, генеруєму і споживану потужність). Кількість контрольованих параметрів повинно бути достатнім для оцінки співвідношення генеруємих і споживаних потужностей. Корегують співвідношення генеруємих і споживаних потужностей за результатами контролю електричних параметрів об'єднаної енергосистеми. Корегування виконують шляхом переключення режимів роботи споживачів-регуляторів 4, об'єднаних системою централізованого управління 5. Контроль електричних параметрів загальної енергетичної мережі виконують диспетчерським центром 6 об'єднаної енергосистеми, а переключення режимів роботи споживачіврегуляторів 4 виконують через систему централізованого управління 5 по командах диспетчерського центру 6. У звичайному режимі експлуатації об'єднаної енергосистеми споживачі-регулятори 4, споживають електричну енергію, генерують теплову енергію, акумулюють теплову енергію, забезпечують споживачів теплової енергії. При навантажувальному піку (при дефіциті введеної потужності генераторів електричної енергії 1), частина споживачів-регуляторів 4 автоматично виводиться з режиму споживання електричної енергії в один з можливих режимів роботи: режим використання накопиченої теплової енергії з передачею електричної енергії в загальну електричну мережу 2; режим використання накопиченої теплової енергії з передачею її в тепломережу 34; режим використання накопиченої теплової енергії з передачею електричної енергії в загальну електричну мережу 2 і з передачею теплової енергії в тепломережу 34. При нормалізації потужностей, що генерують, і потужностей, що споживають, зазначені споживачі-регулятори 4 включають або переводять у звичайний режим споживання електричної потужності. Таким чином корегують співвідношення потужностей, що генерують, і потужностей, що споживають, в об'єднаній енергосистемі. При цьому режим роботи генераторів електричної енергії не змінюється. Генератори електричної енергії постійно працюють у стаціонарному, найбільше економічно вигідному режимі роботи з мінімальною витратою палива і з максимальним навантаженням. Об'єднана енергосистема, що заявляється, забезпечує: 1. Якісне задоволення попиту на теплову енергію. Діючі енергосистеми мають значну кількість опалювальних і промислових котельних різноманітних типів. Більшість з них знаходиться у стані фізичного зносу. Більше половини діючих ТЕЦ мають морально застаріле, неекономічне устаткування. Враховуючи високий моральний і фізичний знос основних теплогенеруючих потужностей, а також підвищення цін на основні види палива, особливо на природний газ, якісне задоволення попиту на теплову енергію існуючими системами централізованого теплопостачання на базі ТЕЦ і котельних на природному газі є неекономічним. 13 88331 Використання споживачів-регуляторів в об'єднаній енергосистемі вирішує зазначену проблему. Досвід використання споживачів-регуляторів в об'єднаній енергосистемі на прикладі України вказує на можливість двократного скорочення річних витрат енергії на опалювання житлового і будівельного фонду від 0,32Гкал/м2 сьогодні до 0,154Гкал/м2 в рік в майбутньому. Виходячи з цього, впровадження зазначених споживачіврегуляторів у повному обсязі дозволить забезпечити теплом до 20% площі житлового фонду. Економія природного газу складе при цьому 28млрд.м3 на рік. 2. Підвищення надійності й енергетичної безпеки об'єднаної енергосистеми. Однією з проблем забезпечення надійності роботи енергетичної системи є запобігання системним аваріям, що можуть виникнути внаслідок раптового різкого росту електричного навантаження або аварійного відключення крупних енергоблоків АЕС і ТЕС. В даний час таке завдання вирішується шляхом відключення електричних споживачів, що призводить до економічних збитків. Впровадження споживачів-регуляторів енергії забезпечить: автоматичне регулювання споживаної електричної потужності без регулювання енергоблоків; підвищення рівня споживання електрич Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 14 ної енергії в години нічних провалів електричного навантаження, що забезпечує ефективну роботу генеруючих енергоблоків; підвищення коефіцієнта використання встановленої потужності енергоблоків теплових електростанцій в 1,5-1,7 разів за рахунок ефективного вирівнювання добових графіків електричних навантажень енергосистеми; 3. Зниження забруднення навколишнього середовища. Використання споживачів-регуляторів дозволить одержувати теплову енергію на потужностях, що абсолютно не забруднюють навколишнє середовище, скоротити викиди оксидів азоту в атмосферу населених пунктів на 1,6-6,4тис.т в рік на прикладі України. 4. Можливість інтеграції з іншими об'єднаними енергосистемами. Наприклад, Україна має можливості нарощувати експорт електричної енергії, в тому числі, у країни Європи: від 8,4млрд.кВтг в 2005 році, до 2530млрд.кВтг у 2030 році у разі переходу на паралельну роботу з енергосистемою Європи (UCTE). Для повноцінної інтеграції необхідно розв'язати проблему підвищення якості електроенергії, зокрема, проблему підвищення точності підтримки частоти в 10 разів. Впровадження споживачіврегуляторів значною мірою вирішує і цю проблему. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601