Частота є одним з найважливіших показників якості електричної енергії і найважливішим параметром режиму енергосистеми. Вона визначається балансом виробленої спожитої потужності. При порушенні балансу частота змінюється.
Як відомо, робоча частота в нашій системі становить 50 Гц. Як тільки вона падає нижче 49 Гц - настає аварійна ситуація і автоматика просто відключає всю систему.
Для прикладу, коли попит на електроенергію вищий, ніж можливості ОЕС з виробництва, в системі починає падати робоча частота струму. При цьому на великих розподільних станціях падає напруга, яка викликає свого роду ланцюгову реакцію - додаткове зниження частоти, зниження напруги, і зрештою, відключення системи.
Тому всі енергетики щиро переймаються проблемою балансу виробництва і споживання потужності, говорячи про «піки» і «провали» в системі. «Піками» споживання протягом доби є ранок і вечір - коли споживається найбільша кількість електроенергії. «Провалом» вважається ніч, коли споживається мінімум.
Відповідно, під «маневровими» потужностями розуміють генерацію здатну відносно легко адаптуватись на покриття «піків» і балансування системи (вирівнювання графіку навантаження). Такими можливостями володіють ТЕС (в режимі змінних навантажень, з частими зупинками) і ГЕС, ГАЕС.
Читайте також: Українці «вбивають» електроенергетику
Щоб показати, в чому саме полягає суть «маневру» «Українська енергетика» відвідала Южно-український енергетичний комплекс на півночі Миколаївської області. Його унікальність полягає в поєднанні потужностей базових і «маневрових» - Ташлицька ГАЕС разом з Олександрівською ГЕС працює в єдиному комплексі з об'єктом забезпечення базової потужності енергосистеми - Южно-Українською АЕС.
Атом в базі
Базове (або мінімальне) навантаження енергосистеми забезпечується зокрема атомною генерацією, враховуючи її негнучкість (значну тривалість запуску, зупинки і різкого регулювання потужностей).
Сумарна електрична потужність ЮУАЕС складає 3000 МВт. Станція має три енергоблоки з реакторами типу ВВЕР-1000, з яких в роботі найчастіше перебувають два плюс один резервний.
Южно-Українська атомна електростанція
Реакторні відділення перших двох блоків майже ідентичні на вигляд - це 76-ти метрові циліндричні споруди червонястого кольору з напруженого залізобетону. Ці енергоблоки сполучені спільним турбінним відділенням.
Зліва направо: Енергоблоки 1 та 2, зі спільним турбінним відділенням
Реактор третього енергоблоку є аналогічним за типом і потужністю до перших двох (ВВЕР-1000), однак відрізняється серією виробництва (належить до т.зв.«великої серії», тоді перші два - до «малої»). Турбінний зал примикає до будівлі з реакторним відділенням.
Теплоносієм у реакторах ЮУАЕС є знесолена вода з додаванням борної кислоти, - поглинача нейтронів, що використовується для регулювання потужності реактора. До ставка-охолоджувача потрапляє вторинний продукт, конденсований з пари і нерадіоактивний.
Виробничий цикл повністю виглядає таким чином: теплоносій (вода під тиском без кипіння) головним циркуляційним насосом подається в реактор, де нагрівається і далі надходить в парогенератор, де віддає теплоту пару. Механічна енергія пари, що утворюється в парогенераторі, прямує до турбогенератора, де вона перетворюється в електричну і далі надходить до споживачів.
Вода першого контуру, проходячи через активну зону реактора, де знаходиться ядерне паливо, стає радіоактивною. Тому все обладнання першого контуру знаходиться в захисній оболонці. Паровий контур не є радіоактивним і називається другим.
Для охолодження турбінного обладнання використовується Ташлицьке водосховище. Циркуляційна система насосами подає воду на конденсатори турбін, після чого відпрацьована вода надходить в скидний канал (теплий відсік) і далі в Ташлицьке водосховище.
Технічно водоймище ніяк не сполучене з каскадом ГЕС-ГАЕС, але знаходиться в прямому сусідстві з верхнім водоймищем гідроакумулюючої станції, будучи ізольованим від нього спеціальною греблею. Працівниками станції регулярно проводиться підпитка сховища водою Південного Бугу і так звана «продувка» (часткова заміна води з метою поліпшення хімічних показників).
Також до складу комплексу ЮАЕС входять малі градирні, які є засобом додаткового захисту на випадок непередбачуваних навантажень на систему охолодження (напр. підключення усіх трьох блоків у літній час) або різного роду аварій.
Градирні
Водний «маневр»
У безпосередній близькості до станції, як зазначалось, знаходиться Ташлицька ГАЕС, яка і є основним засобом для «маневрування» між денними «піками» і «провалами» споживання.
Ташлицька ГАЕС, за нею дамба, Ташлицьке водосховище, і комплекс ЮУАЕС
ГАЕС складається з двох басейнів, розташованих на різних рівнях, і сполучених водоводами. Верхній басейн ГАЕС загалом може бути штучним або природним (наприклад озеро), нижнім басейном часто служить водоймище, що утворилося унаслідок перекриття річки греблею. Одне з достоїнств ГАЕС полягає в тому, що вони не схильні до дії сезонних коливань стоку.
Принцип роботи полягає тому, що під час «провалу» (тобто вночі) станція використовує надлишкову електроенергію в системі для перекачування насосами води з нижнього водоймища у верхнє. Тоді як у періоди «піків» вода з верхнього басейну підводиться до гідроагрегатів і відбувається процес виробництва електроенергії, яка віддається в мережу, покриваючи «піковий» попит, а вода накопичується в нижньому водоймищі.
На Ташлицькій ГАЕС працюють два гідроагрегати, яким властиві функції турбін і потужних насосів. Вночі вони працюють у насосному режимі піднімають воду з нижнього водоймища (6), яким є Олександрівське водосховище, у верхнє водоймище (3). В ранкові та вечірні години, з різким збільшенням енергоспоживання, агрегати працюють в генераторному режимі.
Потужність станції у генераторному режимі складає 302 МВт, у насосному – 433 МВт. Зазначимо, що з 2007 року уряд планує добудову ще чотирьох гідроагрегатів потужністю 900 МВт, аби збільшити можливості для «маневру», однак поки безуспішно.
Олександрівська ГЕС. Фото НАЕК "Енергоатом"
Олександрівське водосховище, яке виконує роль нижнього басейну ГАЕС, входить до складу Олександрівської ГЕС (дамбового типу). Вона перетинає річку Південний Буг по всій ширині та складається з восьми прольотів з регулюючими затворами. Висота дамби 25 м. Тут працюють також два гідроагрегати.
Принцип роботи ГЕС трохи простіший – дамба забезпечує необхідний напір води, який надходить на лопаті гідротурбіни, яка приводить в дію генератори, що виробляють електроенергію. Турбіни зазвичай знаходяться нижче нульового рівня води, тоді як генератори ближчі до поверхні.
Створення Олександрівського гідровузла на Південному Бузі у свій час мало велике значення для захисту жителів Вознесенського і Доманівського районів від весняних паводків. Середньорічний виробіток електроенергії на ОГЕС складає 22 млн. кВт*год. Відповідно до технічної документації протягом року станція повинна виробляти до 47 млн. кВт*год. електроенергії.
Читайте також: Дефіцит вугілля «вдарить» по світлу
Загалом Южно-Український енергокомплекс демонструє спрощено, як поєднуються потужності для базового навантаження та «маневрування» (стійких та гнучких) в енергосистемі. База надає сталості системі з точки зору виробітку. Суть «маневру» полягає в забезпеченні змінного споживання. У випадку гідроенергетики – це є здатність збалансувати навантаження, використовуючи енергію традиційних і відновлюваних джерел з позмінним використанням насосної та генеруючої функції.
Крім ГАЕС та ГЕС існують інші можливості для балансування – це теплові електростанції у режимі підтримки змінних навантажень , системні перетоки між енергосистемами країн з помісячним виведенням балансу надходження і видачі на кордоні в нуль, тарифне регулювання (т.зв. «нічний» тариф) різноманітні системи акумуляції, та навіть сонячна енергетика.
Тим часом, однією з основних проблем української енергосистеми вважається дефіцит «маневрових» потужностей - їх необхідно як мінімум 15% від загальної встановленої потужності, тоді як наша країна зараз має в своєму розпорядженні всього 9%, оптимальний показник досягає 20%. Саме тому навколо точаться розмови про «віялові» відключення, коли диспетчер реагує на зміну частоти і відключає частину споживачів, рятуючи систему від глобальної аварії.
.jpg)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
