Необходимость управления энергопотреблением. Электропотребление, как объект управления

Необходимость выделения управления электропотреблением в отдельную проблему порождена основным режимным противоречием между производством и потреблением электрической энергии. Это противоречие заключается в том, что генерирующее оборудование наиболее экономично используется при равномерном графике нагрузки, нивелированном на уровне «среднее за период», а потребляющее электроэнергию оборудование работает по свободному графику электропотребления, обеспечивающему выполнение производственной программы потребителя.

В энергетике наиболее весомой составляющей затрат на производство электроэнергии является топливная составляющая – стоимость топлива. Эта составляющая состоит из двух явно выраженных частей – затрат на поддержание режима и затрат на изменение режима. Последнее иногда называют режимными затратами топлива и рассчитывают для одного цикла «разгружение нагружение». Режимные затраты топлива – количество дополнительного (по отношению к затратам на поддержание режима) топлива, необходимого для прохождения «пика» или «провала» нагрузки.

Энергосистемы заинтересованы в максимально возможном выравнивании графиков нагрузки, чтобы (в пределе) имели место только затраты топлива на поддержание режима. Потребители же заинтересованы в свободном графике электроснабжения, чтобы иметь возможность технологического маневрирования при выполнении производственной программы, а это приводит к значительной неравномерности современных графиков нагрузки и, как следствие, к повышенным режимным затратам топлива.

Кроме того, энергосистеме технически сложно маневрировать имеющимися производственными ресурсами при колебаниях нагрузки

потребителя.

В настоящее время управление любыми объектами организуется в виде систем управления – автоматических, автоматизированных и административных (систем руководства).

Потребность в управлении возникает при необходимости эпизодического, периодического или непрерывного воздействия на рабочие параметры объекта управления при отклонении их от заданных значений под действием внешних помех (возмущений). Управление есть процесс целенаправленного (управляющего) воздействия на объект управления со стороны субъекта управления (управляющего устройства, регулятора). Управляющее воздействие формируется регулятором на основе задающего воздействия (задания), поступающего на него от задатчика.

В управляющем воздействии учитываются отклонения регулируемой величины от предписанных значений (управление по отклонению) или причины этих отклонений – внутренние и внешние помехи (управление по возмущению). Для современного состояния теории и практики управления электропотреблением регулируемыми величинами следует считать:

– активную (реактивную) мощность в часы максимума нагрузки энергосистемы (мгновенную или усредненную на шаге дискретизации времени);

– активную (реактивную) энергию за фиксированный период времени (рабочая смена, сутки, неделя).

Поскольку оба этих параметра характеризуются графиком электрической нагрузки, то его и следует принять за объект управления в системе управления электропотреблением. Тогда сам процесс управления электропотреблением сводится к целенаправленному изменению формы графика активной нагрузки.

Субъектом управления (управляющим устройством, регулятором) могут выступать как энергосистема, так и потребитель электроэнергии, в зависимости от используемых методов и средств.