Электростанция - Power station - Wikipedia

Для использования в других целях см. Электростанция.
«Электростанция» перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Электростанция (значения).
Часть серия на
Энергетика
Преобразование электроэнергии
Электроэнергетическая инфраструктура
Компоненты электроэнергетических систем

В Электростанция Атлон в Кейптаун, Южная Африка
ГЭС в г. Габчиковская плотина, Словакия
ГЭС в г. Плотина Глен-Каньон, Пейдж, Аризона

А электростанция, также называемый электростанция и иногда генерирующая станция или же генераторная установка, промышленный объект для поколение из электроэнергия. Электростанции обычно подключаются к электрическая сеть.

Многие электростанции содержат один или несколько генераторы, вращающаяся машина, которая преобразует механическую энергию в трехфазная электроэнергия. Относительное движение между магнитное поле и дирижер создает электрический ток.

Источник энергии, используемый для поворота генератора, сильно различается. Горят большинство электростанций в мире ископаемое топливо Такие как каменный уголь, масло, и натуральный газ для выработки электроэнергии. Источники чистой энергии включают атомная энергия, и все более широкое использование возобновляемые источники энергии Такие как солнечный, ветер, волна, геотермальный, и гидроэлектростанция.

История

В начале 1871 г. бельгийский изобретатель Зеноб Грамм изобрел генератор, достаточно мощный, чтобы производить энергию в промышленных масштабах для промышленности.[1]

В 1878 г. была спроектирована и построена гидроэлектростанция. Уильям, лорд Армстронг в Cragside, Англия. Он использовал воду из озер в своем имении для питания Сименс динамо-машины. Электроэнергия обеспечивала освещение, отопление, производство горячей воды, работу лифта, а также трудосберегающие устройства и хозяйственные постройки.[2]

Осенью 1881 г. Центральная станция обеспечение государственной власти было встроено в Годалминг, Англия. Это было предложено после того, как город не смог прийти к соглашению о ставке, взимаемой газовой компанией, поэтому городской совет решил использовать электричество. В нем использовалась гидроэлектроэнергия для уличного и домашнего освещения. Система не имела коммерческого успеха, и город вернулся на газ.[3]

В 1882 году первая в мире общественная электростанция, работающая на угле, Электрическая световая станция Эдисона, был построен в Лондоне по проекту Томас Эдисон организованный Эдвард Джонсон. А Бэбкок и Уилкокс котел приводил в действие паровой двигатель мощностью 93 кВт (125 лошадиных сил), который приводил в действие генератор мощностью 27 тонн (27 длинных тонн). Это обеспечивало электроэнергией помещения в районе, доступном через водопропускные трубы строительства путепровода без рытья дороги, что было монополией газовых компаний. Среди заказчиков Городской Храм и Old Bailey. Еще одним важным заказчиком была телеграфная служба Главное почтовое отделение, но это не могло быть достигнуто через водопропускные трубы. Джонсон организовал проложить подводящий кабель над головой через таверну Холборн и Новые ворота.[4]

В сентябре 1882 г. в Нью-Йорке Станция Перл-Стрит была основана Эдисоном для обеспечения электрического освещения в районе нижнего Манхэттенского острова. Станция работала до тех пор, пока не была уничтожена пожаром в 1890 году. Станция использовала возвратно-поступательное движение. Паровые двигатели включить генераторы постоянного тока. Из-за распределения постоянного тока зона обслуживания была небольшой, что ограничивалось падением напряжения в фидерах. В 1886 г. Джордж Вестингауз начал строить систему переменного тока, которая использовала трансформатор увеличить напряжение для передачи на большие расстояния, а затем понизить его для внутреннего освещения, более эффективную и менее дорогую систему, аналогичную современным системам. В война течений в конечном итоге решение было принято в пользу распределения и использования переменного тока, хотя некоторые системы постоянного тока существовали до конца 20 века. Системы постоянного тока с радиусом обслуживания около мили (километра) обязательно были меньше, менее эффективны по расходу топлива и более трудоемки в эксплуатации, чем гораздо более крупные центральные электростанции переменного тока.

Динамо-машины и двигатель установлены в компании Edison General Electric, Нью-Йорк, 1895 г.

В системах переменного тока используется широкий спектр частоты в зависимости от типа нагрузки; осветительная нагрузка с использованием более высоких частот, а тяговые системы и системы с тяжелой нагрузкой двигателя предпочитают более низкие частоты. Экономика генерации на центральных станциях значительно улучшилась, когда были разработаны единые световые и энергетические системы, работающие на общей частоте. Та же электростанция, которая питала большие промышленные нагрузки в течение дня, могла питать пригородные железнодорожные системы в час пик, а затем обеспечивать осветительную нагрузку в вечернее время, таким образом улучшая систему коэффициент нагрузки и снижение стоимости электроэнергии в целом. Существовало множество исключений, генерирующие станции были предназначены для энергии или света путем выбора частоты и вращались. преобразователи частоты а вращающиеся преобразователи были особенно распространены для питания электрических железнодорожных систем от общего освещения и электросети.

В течение первых нескольких десятилетий 20-го века центральные станции становились больше, используя более высокое давление пара для обеспечения большей эффективности и полагаясь на соединение нескольких генерирующих станций для повышения надежности и стоимости. Допускается передача высокого напряжения переменного тока гидроэлектростанция удобно перемещаться от далеких водопадов к городским рынкам. Появление паровая турбина в обслуживании центральной станции, около 1906 г., позволило значительно расширить генерирующие мощности. Генераторы больше не ограничивались приводом ремней или относительно низкой скоростью поршневых двигателей и могли вырасти до огромных размеров. Например, Себастьян Зиани де Ферранти планировал, что это был бы самый большой поршневой паровой двигатель, когда-либо построенный для предполагаемой новой центральной станции, но отказался от планов, когда стали доступны турбины необходимого размера. Построение энергосистем из центральных станций требовало в равной мере сочетания инженерных навыков и финансовой хватки. Пионеры поколения центральных станций включают Джордж Вестингауз и Сэмюэл Инсулл в США, Ферранти и Чарльз Хестерман Мерц в Великобритании и многие другие.

Тепловые электростанции

Основная статья: ТЭЦ
Ротор современной паровой турбины, применяемой на электростанции

На тепловых электростанциях механическую энергию вырабатывает Тепловой двигатель что трансформирует тепловая энергия, часто из горение из топливо, в энергию вращения. Большинство тепловых электростанций вырабатывают пар, поэтому их иногда называют паровыми. Не вся тепловая энергия может быть преобразована в механическую, согласно второй закон термодинамики; поэтому в окружающую среду всегда теряется тепло. Если эта потеря используется как полезное тепло, для промышленных процессов или районное отопление, силовая установка называется когенерация электростанция или ТЭЦ. В странах, где централизованное теплоснабжение является обычным явлением, существуют специальные тепловые станции, называемые тепловые котельные. Важный класс электростанций на Ближнем Востоке использует тепло побочных продуктов для опреснение воды.

Эффективность теплоэнергетического цикла ограничена максимальной производимой температурой рабочей жидкости. Эффективность не зависит напрямую от используемого топлива. При одинаковых условиях пара угольные, атомные и газовые электростанции имеют одинаковый теоретический КПД. В целом, если система работает постоянно (базовая нагрузка), она будет более эффективной, чем та, которая используется периодически (пиковая нагрузка). Паровые турбины обычно работают с более высоким КПД при работе на полную мощность.

Помимо использования отбракованного тепла для технологического или централизованного теплоснабжения, одним из способов повышения общей эффективности электростанции является объединение двух различных термодинамических циклов в одну. комбинированный цикл растение. Наиболее часто, выхлопные газы от газовой турбины используются для выработки пара для котла и паровой турбины. Комбинация «верхнего» цикла и «нижнего» цикла дает более высокий общий КПД, чем любой цикл может достичь по отдельности.

В 2018 г. Интер РАО ЕЭС и Государственная сетка планируется построить ТЭЦ мощностью 8 ГВт, [5] который самый большой угольная электростанция строительный проект в Россия.[6]

Классификация

Обзор модульного блока электростанции. Пунктирными линиями показаны специальные дополнения, такие как комбинированный цикл и когенерация или дополнительное хранение.
Электростанция Сент-Клер, крупная угольная электростанция в г. Мичиган, Соединенные Штаты
Атомная электростанция Иката, Япония
Крупная газовая и угольная электростанция в г. Мартинлааксо, Вантаа, Финляндия
Геотермальная электростанция Несьявеллир, Исландия

По источнику тепла

Первичным двигателем

  • Паровая турбина установки используют динамическое давление, создаваемое расширяющимся паром, для вращения лопастей турбины. Почти все крупные негидравлические станции используют эту систему. Около 90 процентов всей электроэнергии, производимой в мире, вырабатывается с помощью паровых турбин.[8]
  • Газовая турбина установки используют динамическое давление протекающих газов (воздуха и продуктов сгорания) для непосредственного управления турбиной. Турбины внутреннего сгорания, работающие на природном газе (и мазуте), могут запускаться быстро и поэтому используются для обеспечения «пиковой» энергии в периоды высокого спроса, хотя и по более высокой стоимости, чем установки с базовой нагрузкой. Это могут быть сравнительно небольшие установки, а иногда и полностью автономные, с дистанционным управлением. Этот тип был впервые использован в Великобритании, Princetown[9] первый в мире, сдан в эксплуатацию в 1959 году.
  • Комбинированный цикл Установки имеют как газовую турбину, работающую на природном газе, так и паровой котел и паровую турбину, которые используют горячий выхлопной газ газовой турбины для производства электроэнергии. Это значительно увеличивает общий КПД станции, и многие новые электростанции с базовой нагрузкой представляют собой станции с комбинированным циклом, работающие на природном газе.
  • Внутреннее сгорание поршневые двигатели используются для электроснабжения изолированных сообществ и часто используются для небольших когенерационных станций. Больницы, офисные здания, промышленные предприятия и другие критически важные объекты также используют их для обеспечения резервного питания в случае отключения электроэнергии. Обычно они заправляются дизельным топливом, мазутом, натуральный газ, и свалочный газ.
  • Микротурбины, двигатель Стирлинга и поршневые двигатели внутреннего сгорания являются недорогими решениями для использования альтернативных видов топлива, таких как свалочный газ, биореакторный газ водоочистных сооружений и отходящий газ нефтедобычи.

По долгу службы

Электростанции, которые могут быть отправлены (запланированы) для обеспечения энергией системы, включают:

  • Электростанции базовой нагрузки работать почти постоянно, чтобы обеспечить тот компонент нагрузки на систему, который не меняется в течение дня или недели. Установки базовой нагрузки могут быть оптимизированы для снижения затрат на топливо, но они не могут быстро запускаться или останавливаться при изменении нагрузки системы. Примеры станций с базовой нагрузкой могут включать большие современные угольные и атомные электростанции или гидроэлектростанции с предсказуемым водоснабжением.
  • Пиковые электростанции соответствовать ежедневной пиковой нагрузке, которая может составлять только один или два часа каждый день. Хотя их дополнительные эксплуатационные расходы всегда выше, чем у станций с базовой нагрузкой, они необходимы для обеспечения безопасности системы во время пиков нагрузки. Пиковые установки включают в себя газовые турбины простого цикла и поршневые двигатели внутреннего сгорания, которые можно быстро запустить, когда прогнозируются пики системы. Гидроэлектростанции также могут быть рассчитаны на пиковые нагрузки.
  • Нагрузка следующих электростанций может экономично отслеживать изменения дневной и еженедельной нагрузки с меньшими затратами, чем установки с пиковой нагрузкой, и с большей гибкостью, чем установки с базовой нагрузкой.

К неуправляемым установкам относятся такие источники, как энергия ветра и солнца; в то время как их долгосрочный вклад в энергоснабжение системы предсказуем, на краткосрочной (дневной или почасовой) основе их энергия должна использоваться по мере доступности, поскольку производство не может быть отложено. Контрактные соглашения («бери или плати») с независимыми производителями энергии или системное присоединение к другим сетям могут быть фактически неуправляемыми.

Градирни

Основная статья: Градирни
Градирни показывая испаряющуюся воду в Электростанция Рэтклифф-он-Сар, объединенное Королевство
"Замаскированный "естественная тяга мокрая градирни

Все тепловые электростанции производят отходящее тепло энергия как побочный продукт производимой полезной электроэнергии. Количество отходящей тепловой энергии равно или превышает количество энергии, преобразованной в полезное электричество. На газовых электростанциях эффективность преобразования может достигать 65 процентов, а на угольных и нефтяных электростанциях - от 30 до 49 процентов. Отработанное тепло вызывает повышение температуры в атмосфере, которое незначительно по сравнению с повышением температуры парниковый газ выбросы от той же электростанции. Естественная тяга мокрая градирни на многих атомных электростанциях и крупных электростанциях, работающих на ископаемом топливе, используются большие гиперболоид дымовая труба -подобные конструкции (как видно на изображении справа), которые выделяют отходящее тепло в окружающую атмосферу за счет испарение воды.

Однако водяные градирни с механической или наддувной тягой на многих крупных тепловых электростанциях, атомных электростанциях, электростанциях, работающих на ископаемом топливе, нефтеперерабатывающие заводы, нефтехимические заводы, геотермальный, биомасса и заводы по переработке отходов в энергию использовать поклонники для обеспечения движения воздуха вверх через нисходящую воду и не являются гиперболоидными дымоходными конструкциями. Градирни с принудительной или принудительной тягой обычно представляют собой прямоугольные коробчатые конструкции, заполненные материалом, который улучшает смешивание восходящего воздуха и нисходящей воды.[10][11]

В районах с ограниченным водопользованием может потребоваться сухая градирня или радиаторы с прямым воздушным охлаждением, поскольку стоимость или экологические последствия получения подпиточной воды для испарительного охлаждения будут непомерно высокими. Эти охладители имеют более низкий КПД и более высокое потребление энергии для привода вентиляторов по сравнению с типичной мокрой испарительной градирней.

Конденсатор с воздушным охлаждением (ACC)

Растущая проблема с водой во всем мире вынуждает электростанции адаптировать конденсатор с воздушным охлаждением. Конденсатор с воздушным охлаждением работает так же, как и градирня, с той лишь разницей, что он не использует воду. Хотя он увеличивает потребление вспомогательной энергии и имеет более высокий углеродный след по сравнению с градирней. Тем не менее его использование быстро увеличивается из-за водных кризисов.

Прямоточные системы охлаждения

Электроэнергетические компании часто предпочитают использовать охлаждающую воду из океана, озера или реки или из пруда-охладителя вместо градирни. Этот одиночный проход или прямоточное охлаждение Система может сэкономить затраты на градирню и может иметь более низкие затраты на энергию для перекачивания охлаждающей воды через теплообменники. Однако отходящее тепло может вызвать тепловое загрязнение по мере слива воды. Электростанции, использующие для охлаждения естественные водоемы, имеют такие механизмы, как экраны для рыбы, чтобы ограничить попадание организмов в охлаждающее оборудование. Эти экраны действуют лишь частично, и в результате электростанции ежегодно убивают миллиарды рыб и других водных организмов.[12][13] Например, система охлаждения на Индийский энергетический центр в Нью-Йорке ежегодно убивает более миллиарда рыбных икринок и личинок.[14]

Еще одним воздействием на окружающую среду является то, что водные организмы, которые адаптируются к более теплой сточной воде, могут быть повреждены, если установка остановится в холодную погоду.

Потребление воды электростанциями - развивающаяся проблема.[15]

В последние годы переработанные сточные воды или серая вода, использовался в градирнях. Calpine Riverside и электростанции Calpine Fox в Висконсин а также электростанция Calpine Mankato в Миннесота находятся среди этих объектов.

Электроэнергия из возобновляемых источников энергии

Электростанции могут вырабатывать электроэнергию из Возобновляемая энергия источники.

Гидроэлектростанция

Основная статья: Гидроэлектричество
Плотина Три ущелья, Хубэй, Китай

На гидроэлектростанции вода течет через турбины, используя гидроэнергетика чтобы генерировать гидроэлектроэнергия. Мощность берется из гравитационной силы воды, падающей через затворы к водяные турбины подключен к генераторы. Доступная мощность - это сочетание высоты и расхода. Широкий спектр Плотины можно построить, чтобы поднять уровень воды, и создать озеро для хранение воды.Гидроэнергетика производится в 150 странах, при этом в Азиатско-Тихоокеанском регионе в 2010 году производилось 32 процента мировой гидроэнергетики. Китай является крупнейшим производителем гидроэлектроэнергии: в 2010 году было произведено 721 тераватт-час, что составляет около 17 процентов внутреннего потребления электроэнергии.

Солнечная

Основная статья: Солнечная энергия
Солнечная электростанция Неллис в Невада, Соединенные Штаты

Солнечная энергия можно превратить в электричество либо непосредственно в солнечные батареи, или в концентрация солнечной энергии завод, сфокусировав свет для запуска теплового двигателя. [16]

Солнечная фотоэлектрическая электростанция преобразует солнечный свет в электричество постоянного тока, используя фотоэлектрический эффект. Инверторы преобразовать постоянный ток в переменный для подключения к электросети. В установках этого типа не используются вращающиеся машины для преобразования энергии. [17]

Солнечные тепловые электростанции используют либо параболические желоба, либо гелиостаты направлять солнечный свет на трубу, содержащую теплоноситель, например масло. Затем нагретое масло используется для кипячения воды в пар, который вращает турбину, приводящую в действие электрический генератор. В солнечной тепловой электростанции с центральной башней используются сотни или тысячи зеркал, в зависимости от размера, чтобы направлять солнечный свет на приемник на вершине башни. Тепло используется для производства пара для вращения турбин, приводящих в действие электрогенераторы.

Ветер

Основная статья: Ветровая энергия
Ветряные турбины в Техас, Соединенные Штаты

Ветряные турбины может использоваться для выработки электроэнергии в районах с сильными, устойчивыми ветрами, иногда офшорный. В прошлом использовалось много различных конструкций, но почти все современные турбины, производимые сегодня, имеют трехлопастную конструкцию, направленную против ветра.[18] Строящиеся в настоящее время ветряные турбины, подключенные к сети, намного больше, чем установки, установленные в 1970-х годах. Таким образом, они производят энергию дешевле и надежнее, чем предыдущие модели. [19] В более крупных турбинах (порядка одного мегаватта) лопасти движутся медленнее, чем более старые, меньшие по размеру агрегаты, что делает их менее отвлекающими визуально и более безопасными для птиц. [20]

морской

Основная статья: Морская энергия

Морская энергия или же морская сила (также иногда называют энергия океана или же сила океана) относится к энергии, переносимой Океанские волны, приливы, соленость, и разница температур океана. Движение воды в Мировом океане создает огромные запасы кинетическая энергия, или энергия в движении. Эту энергию можно использовать генерировать электричество для питания домов, транспорта и промышленности.

Термин «морская энергия» охватывает как мощность волны - мощность от поверхностных волн, и приливная сила - получают из кинетической энергии больших движущихся водоемов. Оффшорная ветроэнергетика не является формой морской энергии, поскольку энергия ветра происходит от ветер, даже если Ветряные турбины размещаются над водой.

В океаны обладают огромным количеством энергии и близки ко многим, если не самым сконцентрированным группам населения. Энергия океана может предоставить значительное количество новых Возобновляемая энергия во всем мире.[21]

Осмос

Прототип осмотической энергии в Тофте (Хурум), Норвегия
Основная статья: Осмотическая сила

Энергия градиента солености называется осмосом с замедленным давлением. В этом методе морская вода закачивается в напорную камеру, давление которой ниже, чем разница между давлениями соленой и пресной воды. Пресная вода также закачивается в напорную камеру через мембрану, которая увеличивает как объем, так и давление в камере. По мере компенсации разницы давлений турбина вращается, создавая энергию. Этот метод специально изучается норвежским коммунальным предприятием Statkraft, которое подсчитало, что в Норвегии в результате этого процесса будет доступно до 25 ТВт-ч в год. Statkraft построила первый в мире прототип осмотической электростанции на фьорде Осло, который был открыт 24 ноября 2009 года. Однако в январе 2014 года Statkraft объявил о прекращении этого пилотного проекта.[22]

Биомасса

Электростанция на биомассе в Меце

Биомасса энергия может быть произведена путем сжигания зеленых отходов для нагрева воды в пар и привода паровой турбины. Биоэнергетика также может обрабатываться при различных температурах и давлениях в газификация, пиролиз или же торрефикация реакции. В зависимости от желаемого конечного продукта эти реакции создают более энергоемкие продукты (синтез-газ, древесные гранулы, биоуголь ), который затем может подаваться в сопутствующий двигатель для выработки электроэнергии с гораздо меньшим уровнем выбросов по сравнению с открытым сжиганием.

Накопительные электростанции

Основная статья: Хранение энергии в сети

Можно накапливать энергию и производить электричество позже, как в гидроаккумулирующая энергия, накопитель тепловой энергии, маховик накопителя энергии, аккумуляторная электростанция и так далее.

Насосное хранилище

Основная статья: Накопительная гидроэлектроэнергия

Самая большая в мире форма хранения избыточной электроэнергии, гидроаккумулятор Реверсивная гидроэлектростанция. Они являются чистыми потребителями энергии, но обеспечивают хранение любого источника электричества, эффективно сглаживая пики и спады предложения и спроса на электроэнергию. Насосные гидроаккумуляторы обычно используют "запасную" электроэнергию в периоды непиковой нагрузки для перекачки воды из нижнего резервуара в верхний резервуар. Поскольку перекачка происходит в непиковое время, электричество менее ценно, чем в часы пик. Эта менее ценная «запасная» электроэнергия поступает из неконтролируемой энергии ветра и базовая нагрузка электростанции, такие как угольные, атомные и геотермальные, которые по-прежнему производят электроэнергию в ночное время, хотя спрос на них очень низкий. В дневное время пикового спроса, когда цены на электроэнергию высоки, хранилище используется для пиковая мощность, где вода из верхнего резервуара может стекать обратно в нижний резервуар через турбину и генератор. В отличие от угольных электростанций, запуск которых из холода может занять более 12 часов, гидроэлектрический генератор может быть введен в эксплуатацию за несколько минут, что идеально подходит для удовлетворения пиковых нагрузок. Две существенные системы гидроаккумулирования находятся в Южной Африке, Схема хранения с насосом Palmiet и еще один в Дракенсберге, Схема гидроаккумулирования Ингулы.

Типичная выходная мощность

Смотрите также: Список крупнейших электростанций

Мощность, вырабатываемая электростанцией, измеряется в кратной ватт обычно мегаватты (106 Вт) или гигаватт (109 Вт). Электростанции сильно различаются по мощности в зависимости от типа электростанции и исторических, географических и экономических факторов. Следующие примеры дают представление о масштабе.

Многие из крупнейших действующих наземных ветряных электростанций расположены в США. По состоянию на 2011 г. Ветряная электростанция Роско это вторая по величине наземная ветряная электростанция в мире, производящая 781,5 МВт власти, а затем Центр энергии ветра Horse Hollow (735,5 МВт). По состоянию на июль 2013 г. Лондонский массив в объединенное Королевство самая большая оффшорная ветряная электростанция в мире на 630 МВт, с последующим Проект морского ветроэнергетического комплекса Танет в объединенное Королевство в 300 МВт.

По состоянию на 2015 год, то крупнейшие фотоэлектрические (PV) электростанции в мире во главе с Плотина Лунъянся Солнечный парк в Китае, мощностью 850 мегаватт.

Солнечные тепловые электростанции в США имеют следующую мощность:

Крупнейший в стране солнечный объект Kramer Junction имеет мощность 354 МВт
В Проект солнечной энергии Блайт плановая добыча оценивается в 485 МВт.
В Атомная электростанция Кёберг, Южная Африка

Крупные угольные, атомные и гидроэлектростанции могут генерировать от сотен мегаватт до нескольких гигаватт. Некоторые примеры:

В Атомная электростанция Кёберг в Южной Африке имеет установленную мощность 1860 мегаватт.
Угольный Электростанция Рэтклифф-он-Сар в Великобритании имеет номинальную мощность 2 гигаватта.
В Асуанская плотина ГЭС в Египте имеет мощность 2,1 ГВт.
В Плотина Три ущелья ГЭС в Китае имеет мощность 22,5 гигаватт.

Газотурбинные электростанции могут генерировать от десятков до сотен мегаватт. Некоторые примеры:

В Индийские королевы газовая турбина простого цикла или открытого цикла (OCGT), пиковая электростанция в Корнуолле, Великобритания, с одной газовой турбиной мощностью 140 мегаватт.
В Электростанция Медуэй, электростанция с комбинированным циклом газовой турбины (ПГУ) в Кенте, Великобритания, с двумя газовыми турбинами и одной паровой турбиной, мощностью 700 мегаватт.[23]

Номинальная мощность электростанции - это почти максимальная электрическая мощность, которую электростанция может производить. Некоторые электростанции постоянно работают почти с точностью до своей номинальной мощности, не следуя за нагрузкой. электростанция базовой нагрузки, кроме случаев планового или внепланового технического обслуживания.

Однако многие электростанции обычно вырабатывают гораздо меньше мощности, чем их номинальная мощность.

В некоторых случаях электростанция вырабатывает гораздо меньше мощности, чем ее номинальная мощность, потому что она использует прерывистый источник энергии. Операторы пытаются вытащить максимальная доступная мощность от таких электростанций, потому что их предельная стоимость практически равна нулю, но доступная мощность сильно различается - в частности, она может быть равна нулю во время сильных штормов ночью.

В некоторых случаях операторы намеренно производят меньше электроэнергии по экономическим причинам. нагрузка после электростанции может быть относительно высоким, а стоимость топлива для работы пиковая электростанция еще выше - они имеют относительно высокие маржинальные затраты. Операторы выключают электростанции («рабочий резерв») или работают с минимальным расходом топлива.[нужна цитата ] («вращающийся резерв») большую часть времени. Операторы подают больше топлива в нагрузку, следующую за электростанциями, только когда спрос превышает уровень, который могут производить более дешевые станции (например, станции с периодической и базовой нагрузкой), а затем подают больше топлива на пик электростанции только тогда, когда спрос растет быстрее, чем может последовать нагрузка на электростанции.

Измерение мощности

Не вся вырабатываемая электростанция мощность обязательно направляется в систему распределения. Электростанции обычно также используют часть энергии сами, и в этом случае выработка электроэнергии классифицируется на валовое производство, и чистая генерация.

Валовая генерация или же валовая электрическая мощность это общее количество электричества генерируется электростанцией в течение определенного периода времени.[24] Он измеряется на генерирующем терминале и измеряется в киловатт-часы (кВт · ч), мегаватт-часы (МВт · ч),[25] гигаватт-часы (ГВт · ч) или для крупнейших электростанций тераватт-часы (ТВт · ч). Он включает электроэнергию, используемую в вспомогательном оборудовании станции и в трансформаторах.[26]

Валовая выработка = чистая выработка + использование на заводе (также известное как внутренние нагрузки)

Чистая генерация это количество электричество генерируется электростанцией, которая передается и распределяется для использования потребителями. Чистая выработка меньше, чем общая валовая выработка электроэнергии, так как некоторая произведенная энергия потребляется внутри самой станции для питания вспомогательного оборудования, такого как насосы, двигатели и устройства контроля загрязнения.[27] Таким образом

Чистая генерация = валовая генерация - использование на предприятии (a.k.a. внутренние грузы)

Операции

Щит управления электростанцией

У обслуживающего персонала на электростанции несколько обязанностей. Операторы несут ответственность за безопасность рабочих бригад, которые часто ремонтируют механическое и электрическое оборудование. Они обслуживают оборудование периодически. инспекции и регулярно регистрировать температуры, давления и другую важную информацию. Операторы несут ответственность за запуск и остановку генераторы в зависимости от необходимости. Они могут синхронизировать и регулировать выходное напряжение дополнительной генерации с работающей электрической системой, не нарушая работу системы. Они должны знать электрические и механические системы, чтобы устранять неполадки проблемы на объекте и повышают надежность объекта. Операторы должны уметь реагировать на чрезвычайную ситуацию и знать действующие процедуры ее устранения.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Томпсон, Сильванус Филлипс (1888). Динамоэлектрические машины: Учебное пособие для студентов-электротехников.. Лондон: E. & F. N. Spon. п.140.
  2. ^ «Гидроэлектроэнергия восстановлена ​​в историческом доме в Нортумберленде». Новости BBC.
  3. ^ Макнил, Ян (1996). Энциклопедия истории техники ([Новый ред.]. Ред.). Лондон: Рутледж. п.369. ISBN  978-0-415-14792-7.
  4. ^ Джек Харрис (14 января 1982 г.), «Электричество Холборна», Новый ученый
  5. ^ «Китай и Россия ускоряют темпы энергетического сотрудничества». Министерство торговли. 24 июля 2018.
  6. ^ «Интер РАО ЕЭС сотрудничает с Государственной сетевой корпорацией Китая». Справочные новости. 4 июня 2018.
  7. ^ Информация об атомных электростанциях, к Международное агентство по атомной энергии
  8. ^ Мудрый, Венделл Х. (2000). Энергетические ресурсы: возникновение, производство, преобразование, использование. Birkhäuser. п. 190. ISBN  978-0-387-98744-6.
  9. ^ Карманные электростанции SWEB В архиве 4 мая 2006 г. Wayback Machine
  10. ^ Дж. К. Хенсли (редактор) (2006). Основы градирни (2-е изд.). SPX Cooling Technologies.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  11. ^ Бейчок, Милтон Р. (1967). Водные отходы нефтяных и нефтехимических заводов (4-е изд.). Джон Уайли и сыновья. LCCN  67019834. (Включает материальный баланс градирни для выбросов испарения и продувочных стоков. Доступен во многих университетских библиотеках)
  12. ^ Riverkeeper, Inc. против Агентства по охране окружающей среды США, 358 F.3d 174, 181 (2d Cir. 2004) («Одна электростанция может поразить миллион взрослых рыб всего за трехнедельный период или захватить около 3-4 миллиардов более мелких рыб и моллюсков в год, дестабилизируя популяции диких животных в окружающей экосистеме. . ").
  13. ^ Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия (май 2014 г.). «Окончательные правила по установлению требований к сооружениям водозабора охлаждающей воды на существующих объектах». Информационный бюллетень. Документ №. EPA-821-F-14-001.
  14. ^ МакГихан, Патрик (12 мая 2015 г.). «Пожар вызывает новые призывы закрыть атомную электростанцию ​​в Индиан-Пойнт». Нью-Йорк Таймс.
  15. ^ Американская ассоциация развития науки. Ежегодное собрание AAAS 17–21 февраля 2011 г., Вашингтон, округ Колумбия. «Устойчивые или нет? Влияние и неопределенность низкоуглеродных энергетических технологий на воду». Д-р Евангелос Цимас, Европейская комиссия, Институт энергетики JRC, Петтен, Нидерланды.
  16. ^ «Концентрация солнечной энергии». Energy.gov.
  17. ^ «Преобразование солнечного света в электричество - солнечная фотоэлектрическая энергия». sites.lafayette.edu.
  18. ^ «Лучшие места для установки ветряных турбин для производства электроэнергии». Наука.
  19. ^ "WINDExchange: Путеводитель по малому ветру". windexchange.energy.gov.
  20. ^ "Новые" удобные для птиц "ветряные турбины приходят в Калифорнию". www.aiche.org. 14 августа 2014 г.
  21. ^ Углеродный траст, Морская энергетика будущего. Результаты конкурса морской энергетики: конкурентоспособность затрат и рост энергии волн и приливов, Январь 2006 г.
  22. ^ «Является ли PRO экономически целесообразным? Не согласно Statkraft | ForwardOsmosisTech». В архиве из оригинала 18 января 2017 г.. Получено 18 января 2017.
  23. ^ Установки CCGT в Южной Англии , от электростанций по всему миру
  24. ^ «В чем разница между мощностью производства электроэнергии и производством электроэнергии? - Часто задаваемые вопросы - Управление энергетической информации США (EIA)».
  25. ^ «Глоссарий - Управление энергетической информации США (EIA)».
  26. ^ «Глоссарий: валовое производство электроэнергии - объяснение статистики».
  27. ^ «В чем разница между мощностью производства электроэнергии и производством электроэнергии?». Управление энергетической информации США. 4 февраля 2020 г.. Получено 29 мая 2020.

внешняя ссылка