Mfumo wa nishati - ni nini?

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Mfumo wa nishati ni nini? Hii ni jumla ya rasilimali zote za nishati ambazo zimeunganishwa, na pia inajumuisha njia zote za uzalishaji wa nishati ya umeme na nishati ya joto. Mfumo huu pia unajumuisha mabadiliko, usambazaji na matumizi ya rasilimali iliyopokelewa. Msururu huu unajumuisha vifaa kama vile mitambo ya umeme na mafuta, miundo ya usambazaji wa mafuta, njia mbadala za nishati mbadala, usambazaji wa gesi, viwanda vya makaa ya mawe na nyuklia.

Maelezo ya jumla

Mfumo wa nishati pia ni jumla ya mitambo yote ya umeme, pamoja na mitandao ya umeme na ya mafuta ambayo imeunganishwa, kwa kuongeza, wameunganisha njia za kawaida za uendeshaji zinazohusiana na harakati zinazoendelea za uzalishaji. Kando na uzalishaji, hii pia inajumuisha michakato ya mageuzi, upokezaji na usambazaji wa nishati inayopatikana ya umeme na mafuta, chini ya hali moja ya uendeshaji.

Mfumo wa nishati pia ni mfumo wa jumla unaojumuisha rasilimali zote za nishati za aina yoyote. Hapahiyo hiyo inatumika kwa mbinu zote za kupata, kubadilisha na kusambaza, pamoja na njia zote za kiteknolojia na mashirika ya shirika ambayo yanajishughulisha na kuwapatia wakazi wa nchi aina zote za rasilimali hii.

Kwa hivyo, mfumo wa nishati ni jumla ya mitambo yote ya umeme na mitandao ya joto ambayo imeunganishwa, na pia ina ratiba ya pamoja iliyoanzishwa katika mchakato wa uzalishaji unaoendelea, usambazaji na usambazaji wa nishati ya umeme na joto, ikizingatiwa kwamba wana udhibiti wa kati wa jumla wa aina hii ya uendeshaji.

Maalum ya mfumo wa nishati

Inafaa kuzingatia ukweli muhimu sana: ubinadamu hauna uwezo wa kukusanya nishati ya umeme au ya joto kwa siku zijazo. Haiwezekani kuhifadhi rasilimali hizi. Hii ni kutokana na maalum ya kazi ya vituo vinavyohusika na uzalishaji wa malighafi hii. Jambo ni kwamba uendeshaji wa kitu kinachohusika katika kizazi cha nishati ya umeme ni kizazi cha kuendelea cha rasilimali, pamoja na kudumisha usawa wa uwiano wa nguvu zinazotumiwa na zinazozalishwa wakati wowote. Kwa maneno mengine, mimea ya nguvu huzalisha nishati nyingi kama inavyohitaji kutoa. Vile vile hutumika kwa substations za joto. Vyanzo vya nishati, pamoja na watumiaji wake, vinajumuishwa katika mifumo ya nishati ili kuhakikisha kutegemewa kwa hali ya juu kwa kuwapa wakazi aina hizi za nishati.

Vigezo vya mfumo wa umeme na mitambo ya umeme

Moja yasifa kuu, ambayo ni madhubuti katika utendakazi wa mtambo wa kuzalisha umeme na kubainisha utendakazi wa jumla wa mfumo mzima, ni nguvu.

Nafasi iliyosakinishwa ya mtambo wa kuzalisha umeme. Ufafanuzi huu unaeleweka kama jumla ya viashiria vya majina ya vipengele vyote vilivyosakinishwa kwenye kituo kimoja. Ili kuelezea kwa undani zaidi, jumla imedhamiriwa na pasipoti ya kiufundi ya kila mwanzilishi mkuu, ambayo inaweza kuwa mvuke, gesi, turbine ya majimaji au aina nyingine ya injini. Vitengo hivi vya msingi hutumiwa kuendesha jenereta za umeme. Inafaa kukumbuka kuwa sifa hii inapaswa pia kujumuisha vile vifaa ambavyo vinachukuliwa kuwa chelezo, na vile ambavyo vinarekebishwa kwa sasa.

Uwezo wa mitambo ya umeme

Kando na uwezo uliosakinishwa, kuna sifa zingine kadhaa zinazoelezea utendakazi wa mtambo wa kuzalisha umeme. Uwezo wa gridi pia unaweza kupatikana.

Ili kukokotoa kiashirio hiki, ni muhimu kuondoa kutoka kwa seti viashirio hivyo ambavyo injini zinazotengenezwa zina. Pia, wakati wa kupata parameter hii, ni muhimu kuzingatia kitu kama kizuizi cha kiufundi, ambacho kinaweza kuhusishwa na kiashiria cha kubuni au teknolojia ya injini.

Pia kuna sifa kama vile nguvu ya kufanya kazi. Kuelezea chaguo hili ni rahisi sana. Inajumuisha kiashirio cha jumla, ambacho ni jumla ya thamani za kidijitali za injini hizo zinazofanya kazi kwa sasa.

Maelezo ya jumla kuhusu utendakazi wa mfumo

Kanuni ya uendeshaji wa stesheni iliyojumuishwa kwenye mfumo, kwa ujumla, ni rahisi sana. Kila kituo kimeundwa kuzalisha kiasi fulani cha nishati ya umeme au ya joto (kwa CHP). Hata hivyo, ni muhimu kuongeza hapa kwamba baada ya aina hii ya rasilimali imetengenezwa, haipatikani mara moja kwa walaji, lakini hupita kupitia vituo hivyo, vinavyoitwa vituo vya hatua. Kutoka kwa jina la jengo ni wazi kuwa katika eneo hili kuna ongezeko la voltage kwa kiwango cha taka. Tu baada ya kuwa rasilimali tayari huanza kuenea kwa pointi za watumiaji. Inahitajika kudhibiti mfumo wa nguvu kwa usahihi mkubwa, na pia kudhibiti wazi usambazaji wa nishati. Baada ya kupita kituo cha kupanda, umeme lazima uhamishwe hadi kwenye njia kuu.

Mfumo wa nishati nchini

Uendelezaji wa mfumo wa nishati ni mojawapo ya kazi muhimu zaidi katika jimbo lolote. Ikiwa tunazungumza juu ya ukubwa wa nchi nzima, basi mitandao ya uti wa mgongo inapaswa kushikilia eneo lote la nchi. Mitandao hii ina sifa ya ukweli kwamba waya zina uwezo wa kuhimili mtiririko wa nishati ya umeme na voltage ya 220, 330 na 750 kV. Ni muhimu kutambua hapa kwamba nguvu zinazopatikana katika mistari hiyo ni kubwa sana. Idadi hii inaweza kufikia kutoka mamia ya mW hadi makumi kadhaa ya GW.

Mzigo huu wa mfumo wa umeme ni mkubwa, na kwa hivyo hatua inayofuata ya kazi ni kupunguza voltage na nguvu za kusambaza umeme kwenye vituo vya wilaya na nodi. Voltage kwa vifaa vile inapaswa kuwa 110 kV, na nguvu haipaswi kuzidimakumi kadhaa ya MW.

Hata hivyo, hii si hatua ya mwisho. Baada ya hayo, nishati ya umeme imegawanywa katika mito kadhaa ndogo na kuhamishiwa kwenye vituo vidogo vya watumiaji vilivyowekwa katika makazi au makampuni ya viwanda. Voltage katika sehemu hizo tayari iko chini sana na kufikia 6, 10 au 35 kV. Hatua ya mwisho ni usambazaji wa voltage juu ya mtandao wa umeme ili kusambaza kwa idadi ya watu. Kupunguza hutokea kwa 380/220 V. Hata hivyo, baadhi ya makampuni ya biashara hufanya kazi kwa voltage ya 6 kV.

Sifa za mtumiaji

Iwapo tutazingatia mchakato wa utendakazi wa mfumo wa nishati, basi umakini maalum lazima ulipwe kwa hatua kama vile usambazaji na utengenezaji wa nishati ya umeme. Ikumbukwe mara moja kwamba njia hizi mbili za mfumo wa nguvu zimeunganishwa moja kwa moja. Zinaunda utendakazi mmoja changamano.

Ni muhimu kuelewa kwamba mfumo wa nishati uko katika hali ya kuzalisha mara kwa mara na kusambaza umeme kwa watumiaji kwa wakati halisi. Mchakato kama vile mkusanyiko, ambayo ni, mkusanyiko wa rasilimali iliyopungua haufanyiki. Hii ina maana kwamba kuna haja ya ufuatiliaji na udhibiti wa mara kwa mara wa uwiano kati ya nishati inayozalishwa na inayotumiwa.

Salio la nguvu

Unaweza kufuatilia usawa kati ya nishati inayozalishwa na inayotumiwa kwa sifa kama vile marudio ya mtandao wa umeme. Mzunguko katika mfumo wa nguvu wa Urusi, Belarusi na nchi nyingine ni 50 Hz. Mkengeukokiashiria hiki kinaruhusiwa katika ± 0.2 Hz. Ikiwa tabia hii iko ndani ya 49.8-50.2 Hz, basi inachukuliwa kuwa usawa katika uendeshaji wa mfumo wa nishati huzingatiwa.

Iwapo kuna upungufu wa nishati inayozalishwa, salio la nishati litatatizwa, na mzunguko wa mtandao utaanza kupungua. Kiashiria cha juu cha nguvu ya chini, majibu ya masafa ya chini yatashuka. Ni muhimu kuelewa kwamba ukiukwaji wa utendaji wa mfumo, au tuseme, usawa wake, ni mojawapo ya mapungufu makubwa zaidi. Ikiwa tatizo hili halitasimamishwa katika hatua yake ya awali, basi katika siku zijazo itasababisha ukweli kwamba kutakuwa na kuanguka kamili kwa mfumo wa nishati wa Urusi au nchi nyingine yoyote ambayo usawa utafadhaika.

Jinsi ya kuzuia uharibifu

Ili kuzuia matokeo mabaya ambayo yangetokea ikiwa mfumo utaanguka, mpango wa upakiaji wa masafa ya kiotomatiki ulivumbuliwa na kutumika katika vituo vidogo. Inafanya kazi kwa uhuru kabisa. Kuingizwa kwake hutokea wakati ambapo kuna uhaba wa nguvu katika mstari. Pia, muundo mwingine hutumiwa kwa madhumuni haya, ambayo huitwa uondoaji wa kiotomatiki wa hali ya asynchronous.

Tukizungumza kuhusu kazi ya AChR, basi kila kitu ni rahisi sana. Kanuni ya uendeshaji wa programu hii ni rahisi sana na iko katika ukweli kwamba inazima moja kwa moja sehemu ya mzigo kwenye mfumo wa nguvu. Hiyo ni, inatenganisha baadhi ya watumiaji kutoka kwayo, ambayo hupunguza matumizi ya nishati, na hivyo kurejesha usawa katika mfumo wa jumla.

ALAR ni zaidimfumo tata ambao kazi yake ni kupata maeneo ya njia za asynchronous za uendeshaji wa mtandao wa umeme na kuziondoa. Iwapo kuna upungufu wa umeme katika mfumo wa jumla wa nishati nchini, basi AChR na ALAR kwenye vituo vidogo vitatumika kwa wakati mmoja.

Marekebisho ya voltage

Kazi ya kurekebisha voltage katika muundo wa nishati imewekwa kwa namna ambayo ni muhimu kuhakikisha thamani ya kawaida ya kiashiria hiki katika sehemu zote za mtandao. Ni muhimu kutambua hapa kwamba mchakato wa udhibiti katika matumizi ya mwisho unafanywa kwa mujibu wa thamani ya wastani ya voltage inayotoka kwa muuzaji mkubwa zaidi.

Nuance kuu ni kwamba marekebisho kama haya hufanywa mara moja tu. Baada ya hayo, taratibu zote hufanyika kwenye nodes kubwa, ambazo, kama sheria, zinajumuisha vituo vya wilaya. Hili linafanywa kutokana na ukweli kwamba haiwezekani kufuatilia mara kwa mara na kudhibiti voltage kwenye kituo kidogo cha mwisho, kwa kuwa idadi yao kote nchini ni kubwa.

Teknolojia na mifumo ya nishati

Maendeleo ya kiteknolojia yamewezesha kuunganisha mifumo ya nishati sawia. Hii inatumika ama kwa miundo ya nchi jirani, au kwa mpangilio ndani ya nchi moja. Utekelezaji wa uhusiano huo unawezekana ikiwa mifumo miwili ya nishati tofauti ina vigezo sawa. Njia hii ya operesheni inachukuliwa kuwa ya kuaminika sana. Sababu ya hii ilikuwa kwamba wakati wa operesheni ya synchronous ya miundo miwili, ikiwa uhaba wa nguvu hutokea katika moja yao, kuna.uwezekano wa kuiondoa kwa gharama ya mwingine, kufanya kazi sambamba na hii. Kuchanganya mifumo ya nishati ya nchi kadhaa katika moja hufungua fursa kama vile uuzaji nje au uagizaji wa nishati ya umeme na joto kati ya mataifa haya.

Hata hivyo, kwa hali hii ya uendeshaji, mawasiliano kamili ya mzunguko wa mtandao wa umeme kati ya mifumo miwili ni muhimu. Ikiwa zinatofautiana katika kigezo hiki, hata kidogo, basi muunganisho wao wa kisawazishaji hauruhusiwi.

Uhimilivu wa Mfumo wa Nishati

Chini ya uthabiti wa mfumo wa nishati inaeleweka kama uwezo wake wa kurejea katika hali dhabiti ya utendakazi baada ya kutokea kwa aina yoyote ya usumbufu.

Muundo una aina mbili za uthabiti - tuli na dhabiti.

Ikiwa tunazungumza juu ya aina ya kwanza ya uthabiti, basi inajulikana na ukweli kwamba mfumo wa nishati unaweza kurudi kwenye nafasi yake ya asili baada ya kutokea kwa usumbufu mdogo au unaotokea polepole. Kwa mfano, inaweza kuwa ongezeko polepole au kupungua kwa mzigo.

Uthabiti wa nguvu unaeleweka kama uwezo wa mfumo mzima kudumisha hali dhabiti baada ya kutokea kwa mabadiliko ya ghafla au ya ghafla katika hali ya uendeshaji.

Usalama

Maagizo katika mfumo wa umeme kwa usalama wake - hivi ndivyo kila mfanyakazi wa mtambo wowote wa kuzalisha umeme anapaswa kujua.

Kwanza kabisa, inafaa kuelewa ni nini kinachukuliwa kuwa dharura. Maelezo kama haya yanafaa kesi wakati kuna mabadiliko katika operesheni thabiti ya vifaa, ikijumuisha tishio la ajali. Ishara za tukio hili zimedhamiriwa kwa kila mmojasekta kwa mujibu wa hati zake za udhibiti na kiufundi.

Iwapo hali ya dharura itatokea, basi wafanyakazi wa uendeshaji wanalazimika kuchukua hatua za ujanibishaji na kuondoa hali hiyo zaidi. Kwa kufanya hivyo, ni muhimu kutimiza kazi mbili zifuatazo: kuhakikisha usalama wa watu na, ikiwezekana, kuweka vifaa vyote vilivyo sawa na salama.