Плановые и неплановые изменения нагрузки

Практически в любой момент времени в энергосистеме, насчитывающей очень большое число составных элементов, включается или выключается тот или иной потребитель, генератор или линия электропередачи. Это непрерывно нарушает баланс между выработкой электроэнергии и ее потреблением, т. е. энергосистема как объект регулирования по существу не имеет установившегося режима. Ниже, анализируя процессы регулирования энергосистем, мы будем говорить об их установившихся режимах, условно выделяя для исследования какое-либо из приложенных к ней возмущений и подразумевая, что других возмущений не приложено.
Основная задача регулирования энергосистемы состоит в том, чтобы приводить выработку электроэнергии в соответствие с непрерывно меняющимся потреблением, обеспечивая минимальные суммарные затраты топлива по энергосистеме. Сложность решения этой задачи усугубляется тем, что практически невозможно измерить суммарную мощность, потребляемую в тот или иной момент времени всеми потребителями энергосистемы. По существу единственным источником информации о величине несоответствия выработки электроэнергии ее потреблению является отклонение частоты в энергосистеме от номинального значения. Задачу регулирования частоты и мощности в энергосистеме решают совместно служба диспетчерского управления и система автоматического регулирования частоты и активной мощности (АРЧМ). Эта задача решается в несколько этапов.
Отделы, занимающиеся оперативным планированием режимов работы энергосистемы, на основе изучения статистических материалов по потреблению электроэнергии за прошедший период, планов работы различных предприятий, потребляющих электрическую и тепловую энергию, а также фактических данных по состоянию находящегося в работе энергооборудования разрабатывают на каждые предстоящие сутки график предполагаемого изменения во времени нагрузки, потребляемой в энергосистеме. Для покрытия нагрузок, определяемых этим графиком, разрабатываются плановые графики работы электростанций, выдаваемые последним в виде планового задания.
Если бы в любой момент времени фактическое потребление электроэнергии было точно равно плановому, то выполнение плановых графиков обеспечило бы поддержание частоты в энергосистеме. Однако в силу разных причин фактическое потребление электроэнергии отличается от планового. Эти неплановые отклонения нагрузки, а также случайные изменения генерируемой мощности вызывают нерегулярные колебания частоты, весьма различные по периоду: среди них можно выделить низкочастотные колебания большой амплитуды, период которых измеряется минутами, и наложенные на них высокочастотные колебания малой амплитуды с периодом в несколько секунд. Регулирование частоты состоит по существу в покрытии неплановых отклонений потребляемой мощности.