היתרונות של שילוב תחנות כוח במערכת החשמל

מערכת חשמל היא קבוצה של תחנות כוח המחוברות באמצעות רשתות חשמל זו לזו ולצרכני אנרגיה חשמלית. כך, המערכת כוללת תחנות משנה, נקודות חלוקה ורשתות חשמל עם מתחים שונים.

בתקופה הראשונית של התפתחות תעשיית החשמל, תחנות כוח עבדו במנותק זו מזו: כל תחנה עבדה עבור רשת החשמל שלה, והזינה את קבוצת הצרכנים המצומצמת שלה. אולם בתחילת המאה ה-20 החלו לשלב את התחנות לרשת משותפת.

מערכת החשמל הראשונה ברוסיה - זו המוסקבה - נוצרה בשנת 1914 לאחר חיבור תחנת Elektroperechaya (כיום GRES -3, Elektrogorska GRES) עם תחנת הכוח של מוסקבה בקו של 70 ק"מ.

הדחף לפיתוח קשרים בין תחנות ויצירת מערכות אנרגיה היה רדום תוכנית GOELRO... מאז, התפתחות תעשיית החשמל התקדמה בעיקר בכיוון של יצירת מערכות חשמל קיימות חדשות וצומחות ולאחר מכן חיבורן לאגודות גדולות.

לשילוב תחנות לעבודה מקבילה במערכות יש את היתרונות הבאים:

• אפשרות לניצול מלא של משאבי כוח מים. הזרמת מים לנהרות משתנה מאוד הן במהלך השנה (תנודות עונתיות, פסגות סערה) והן משנה לשנה. בפעולה מבודדת של תחנת הכוח ההידרואלקטרית, תוך התחשבות בצורך להבטיח אספקת חשמל רציפה לצרכנים, יש לבחור את הכוח שלה בקצב זרימה נמוך מאוד, מובטח מספיק. יחד עם זאת, בספיקות גבוהות, חלק ניכר מהמים יוזרם דרך הטורבינות ושיעור הניצול הכולל של משאבי נחל יהיה נמוך;

• האפשרות להבטיח את הפעלת כל התחנות במצבים רווחיים כלכלית. דפוס העומס בתחנה משתנה באופן ניכר תוך יום (שיאים בשעות היום והערב, צניחה בלילה) ולאורך כל השנה (בדרך כלל מקסימום בחורף, מינימום בקיץ). עם הפעלה מבודדת של התחנה, היחידות שלה יצטרכו בהכרח לעבוד במשך זמן רב במצבים לא נוחים מבחינה כלכלית: בעומסים נמוכים וביעילות נמוכה. המערכת מספקת עצירה של חלק מהבלוקים כאשר העומס מצטמצם וחלוקת העומס בין הבלוקים הנותרים;

• האפשרות להגדיל את קיבולות היחידה של התחנות התרמיות והבלוקים שלהן, להקטין את קיבולות המילואים הנדרשות.בתחנות כוח מבודדות, קיבולת היחידות מוגבלת במידה רבה מהיכולת הכלכלית של השמורה. בעת יצירת מערכת חשמל, מגבלת הספק היחידה של היחידה והקיבולת של תחנות הכוח התרמיות מוסרת למעשה, ולכן מערכת הכוח מאפשרת הקמת תחנות כוח תרמיות בעלות עוצמה, אשר, כל השאר, הן החסכוני ביותר.

• צמצום סך הקיבולת המותקנת של כל התחנות במערכת או שילוב המערכות ובכך הקטנה משמעותית של השקעת ההון הנדרשת. המקסימום של לוחות העומס של התחנות הבודדות אינם חופפים בזמן, ולכן סך העומס המרבי של המערכת יהיה קטן מהסכום החשבוני של המקסימום של התחנות. אי התאמה זו תהיה בולטת במיוחד בעת שילוב מערכות הממוקמות באזורי זמן שונים;

• הגברת האמינות ואספקת חשמל ללא הפרעה. מערכות חשמל מודרניות מבטיחות את האמינות של אספקת החשמל, שאינה ניתנת להשגה בפעולה המבודדת של התחנה;

• הבטחת איכות גבוהה של חשמל, המאופיינת במידת המתח הקבוע ותדירות הזרם.

למערכות החשמל ולאגודותיהן יש השפעה מכרעת על כל ההיבטים של התפתחות תעשיית החשמל, בפרט על מיקומן של תחנות כוח, המאפשרות בפרט הצבת תחנות כוח בקרבת מקורות אנרגיה ומשאבי מים.

במהלך הפעלת מערכות אנרגיה מתעוררות מספר בעיות טכניות חשובות ומורכבות.לפתרון המהיר שלהן, למערכות אלו שירותי שיגור מצוידים בציוד המאפשר לנטר באופן רציף את מצבי הפעולה של המערכת.

ראה גם בנושא זה:

מערכת האנרגיה של המדינה - תיאור קצר, מאפייני עבודה במצבים שונים

מצבי עומס של מערכות חשמל וחלוקת עומסים מיטבית בין תחנות כוח

אוטומציה של מערכות חשמל: APV, AVR, AChP, ARCH ועוד סוגי אוטומציה