Введение
1. Принятые сокращения 9
2. Теоретические сведения 11
2.1. Описание энергосистемы Саратовской области 11
2.2. Теоретические сведения о схеме выдачи мощности 15
2.2.1. Виды схем выдачи мощности электростанций 15
2.2.2. Требования к схемам выдачи мощности 17
2.3. Требования к расчету электроэнергетических режимов на перспективу 19
2.4. Требования к устойчивости электроэнергетических систем 23
2.4.1. Понятие статической устойчивости 23
2.4.2. Нормативные возмущения 26
2.4.3. Показатели устойчивости 30
2.5. Требования к определению МДП и АДП активной мощности в
контролируемом сечении 34
2.6. Выбор траектории утяжеления 39
3. Описание используемой расчетной модели 40
4. Расчеты электроэнергетических режимов без изменения существующей
схемы выдачи мощности Балаковской АЭС 56
4.1.Зимний максимум нагрузки 2021 г. и 2026 г 57
4.2. Зимний минимум нагрузки 2021 г. и 2026 г 60
4.3. Летний максимум нагрузки 2021 г. и 2026 г 64
4.4. Летний минимум нагрузки 2021 г. и 2026 г 69
4.5. Анализ результатов расчетов электроэнергетических режимов без
изменения существующей схемы выдачи мощности Балаковской АЭС 74
5. Выбор варианта схемы выдачи мощности Балаковской АЭС 80
6. Расчет электроэнергетических режимов для Варианта 1 83
6.1. Зимний максимум нагрузки 2021 г. и 2026 г. (Вариант 1) 84
6.2.Зимний минимум нагрузки 2021 г. и 2026 г. (Вариант 1) 86
6.3. Летний максимум нагрузки 2021 г. и 2026 г. (Вариант 1) 90
6.4. Летний минимум нагрузки 2021 г. и 2026 г. (Вариант 1) 94
6.5. Анализ результатов электроэнергетических расчетов для Варианта 1... 97
7. Расчет электроэнергетических режимов для Варианта 2 103
7.1. Зимний максимум нагрузки 2021 г. и 2026 г. (Вариант 2) 104
7.2.Зимний минимум нагрузки 2021 г. и 2026 г. (Вариант 2) 106
7.3. Летний максимум нагрузки 2021 г. и 2026 г. (Вариант 2) 110
7.4. Летний минимум нагрузки 2021 г. и 2026 г. (Вариант 2) 113
7.5. Анализ результатов электроэнергетических расчетов для Варианта 2...117
8. Технико-экономическое сравнение вариантов изменения схемы выдачи
мощности Балаковской АЭС 122
9. Расчеты статической устойчивости 130
10. Заключение 142
Список литературы 144
Приложение
Актуальность
Обеспечение максимальной выдачи мощности станции, за вычетом собственных нужд, позволяет сделать процесс управления режимом электроэнергетической системы более эффективным, позволяет повысить надежность работы энергосистемы.
Ввод ограничений на выдачу всей располагаемой мощности станции по различным причинам приводит к возникновению «запертой» мощности. Таким образом, выработка электроэнергии относительно «дешевой» Балаковской АЭС не может быть реализована в полной мере, что приводит к недоиспользованию установленной мощности электростанции.
Объект исследования
Филиал АО «Концерн Росэнергоатом» «Балаковская атомная станция» (Балаковская АЭС) расположена в 8 километрах от г. Балаково возле села Натальино Балаковского района Саратовской области на левом берегу Саратовского водохранилища. Является крупнейшей АЭС в России по выработке электроэнергии - более 30 млрд кВт-ч ежегодно, что обеспечивает четверть производства электроэнергии в Приволжском федеральном округе и составляет пятую часть выработки всех АЭС России. Среди крупнейших электростанций всех типов в мире занимает 51-ю позицию.
Основным оборудованием для производства электрической энергии на Балаковской АЭС являются трехфазные синхронные турбогенераторы типа ТВВ-1000-4У3, номинальная активная мощность которых составляет 1000 МВт. Генераторы вырабатывают электрическую энергию напряжением 24 кВ. По состоянию на 01.01.2020 г. установленная мощность Балаковской АЭС составляет 4000 МВт (4 энергоблока с реакторами ВВЭР-1000 - водо-водяной энергетический реактор, корпусного типа на тепловых нейтронах с легкой водой в качестве замедлителя и теплоносителя, электрической мощностью по 1000 МВт каждый).
В ПК «RastrWin3» были проведены расчеты установившихся
электроэнергетических режимов для существующей схемы выдачи мощности
Балаковской АЭС.
Исходя из результатов проведенных расчетов, было установлено, что в
настоящее время схема выдачи мощности Балаковской АЭС не удовлетворяют
требованиям Правил технологического функционирования
электроэнергетических систем [14].
Следовательно, для полной выдачи мощности Балаковской АЭС
необходимо сетевое строительство. В работе рассмотрено несколько
вариантов развития и модернизации электрических сетей 220 кВ и выше ОЭС
Средней Волги, обеспечивающих выдачу мощности Балаково-Саратовского
энергоузла, а именно:
Вариант 1. Сооружение второй цепи ВЛ 500 кВ Балаковская АЭС –
Красноармейская №2 (ВЛ 500 кВ Балаковская АЭС – Красноармейская № 1) и
установка второго АТ-2 500/220 кВ на Балаковской АЭС;
Вариант 2. Сооружение второй цепи ВЛ 500 кВ Балаковская –
Ключики (ВЛ 500 кВ Балаковская – Ключики № 2) и установка второго
автотрансформатора АТ-2 500/220 кВ на Балаковской АЭС.
Для данных вариантов проведены расчеты электроэнергетических
режимов для нормальной и основных ремонтных схем. В указанных схемах
были рассмотрены нормативные возмущения в соответствии с требованиями
Методических указаний по устойчивости энергосистем [4] с последующим
технико-экономическом сравнением.
В результате чего был выбран оптимальный вариант по развитию и
модернизации электрических сетей 220 кВ и выше ОЭС Средней Волги [15] –
Вариант 2, при реализации которого рассматриваются следующие
мероприятия для обеспечения выдачи мощности Балаковской АЭС:
Установка второго автотрансформатора АТ-2 500/220 кВ на
Балаковской АЭС мощностью 3х267 МВА;
Строительство ВЛ 500 кВ Балаковская АЭС – Ключики № 2;143
Реконструкция РУ 500 кВ ПС 500 кВ Ключики (подключение
АТ 500/220 кВ к СШ 500 кВ через развилку выключателей);
Реконструкция ВЛ 500 кВ Вешкайма – Ключики (замена ВЧЗ, ТТ на
ПС Вешкайма и ВЧЗ, ТТ на ПС Ключики).
Для Варианта 2, выбранного на основании технико-экономического
сравнения был проведен расчет статической устойчивости контролируемого
сечения «СЭС-ОЭС» при нормативных возмущениях в прилегающей к
Балаковской АЭС электрической сети в нормальной и единичных ремонтных
схемах и определены МДП без ПА и МДП с ПА и АДП активной мощности
для данного контролируемого сечения.
