СПОСОБ СГЛАЖИВАНИЯ СУТОЧНЫХ ПИКОВЫХ НАГРУЗОК В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ БОЛЬШИХ ГОРОДОВ Российский патент 2003 года по МПК H02J3/06 

Известны способы сглаживания пиковых суточных нагрузок в больших энергосистемах, состоящие в подключении к энергосистеме в часы максимальных нагрузок (например, в утренние и вечерние часы) дополнительных генерирующих мощностей на гидростанциях, включении в работу гидроаккумулирующих, газотурбинных электростанций, переброски избыточной электроэнергии из регионов с другими часовыми поясами, установлении смещенных графиков работы некоторых предприятий и железнодорожного транспорта, закольцевании генерирующих мощностей и управлении ими с единого диспетчерского пункта и т.п.

Однако существенные различия в потреблении электроэнергии в различные часы суточного графика сохраняются и сглаживание коэффициента нагрузки на энергосистему остается актуальной проблемой для больших городов.

Предлагаемый способ позволяет достигать дополнительного сглаживания суточного графика потребления электроэнергии в летний сезон, особенно в жаркие дни, когда возрастает потребление электроэнергии холодильными агрегатами пищевых предприятий, продовольственных магазинов и рынков, а также домашних холодильников и морозильников, кондиционеров служебных и жилых помещений.

Возрастание этого потребления электроэнергии обусловлено ростом наружной температуры воздуха, которое является более значительным в жаркие дневные часы и снижается ночью, усиливая неравномерность нагрузки на энергосистему в суточном цикле, вызываемую другими факторами.

Предлагаемый способ позволяет существенно снизить дестабилизирующее влияние на коэффициент суточной нагрузки энергосистем массовой холодильной техники больших городов, работающей в пищевой промышленности, в магазинах, на рынках и практически в каждой квартире граждан.

Суть предлагаемого способа сводится к следующему. Всем потребителям электроэнергии, передаваемой по низковольтным линиям, распределительных городских электросетей с помощью высокочастотного канала передается текущее значение коэффициента нагрузки в энергосистеме Kt, а также его расчетное среднее (сглаженное) значение в течение суток (К).

Каждый агрегат холодильной техники промышленного или бытового назначения (морозильник, холодильник) оснащается прибором для выделения этого сигнала - текущего значения коэффициента нагрузки, а также расчетного среднего значения этого коэффициента. Схема сравнения прибора определяет знак и величину разницы между текущим и номинальным коэффициентом нагрузки и прибор автоматически переводит данный конкретный агрегат либо на режим запасания холода в дополнительных морозильных камерах (если Kt < К), либо на режим расходования запасенного холода для поддержания номинальной температуры в шкафу с охлажденными продуктами при ограничении потребления электроэнергии из сети (при Kt > К). При этом интенсивность дополнительного использования электроэнергии при низком Kt, а также интенсивность использования запасенного холода при высоких (пиковых) значениях Kt пропорциональны модулю соответствующего отклонения от номинала.

Дополнительным способом является установка вычислительных приставок к существующим счетчикам потребляемой электроэнергии, которые позволяют выделять из высокочастотного канала электросети текущие значения коэффициента нагрузки на энергосистему Kt и производить расчет приведенного значения тарифа оплаты за потребляемую электроэнергию с учетом конкретного значения Kt:
S_пр.т=Q_т•С_1пр,
где Q_т - количество электроэнергии (в киловатт/часах), которое использовал потребитель за время Т (согласно показаниям существующих счетчиков);

τ_i - дискретный интервал времени на отрезке [О, Т], в течение которого коэффициент нагрузки на энергосистему существенно не меняется и может быть принят среднему значению K_τi;

С₁ - стоимость одного киловатт/часа электроэнергии согласно установленному тарифу;
q_τi - количество электроэнергии, потребляемой за дискретный промежуток времени τi, в течение которого коэффициент нагрузки на энергосистему существенно не меняется;
K_τi - средний коэффициент нагрузки на энергосистему на дискретном интервале τi, вычисляемый микрокомпьютером приставки к счетчику электроэнергии.

Отношение С_1пр/С₁= К_тт - коэффициент текущего тарифа, выводимый в виде визуальной информации на приставку к счетчику электроэнергии. При недогрузках в энергосистеме К_тт<1, при перегрузках К_тт>1.

Ориентируясь на эту информацию, каждый потребитель электроэнергии заинтересован включать энергоемкие агрегаты преимущественно в такие временные интервалы τi, когда К_тт<1, то есть когда нагрузка на энергосистему минимальна, и отключать часть оборудования, особенно энергозатратного, в моменты времени, когда К_тт>1, т.е. при перегрузках энергосистемы. Этот стимул как гибкий регулятор дополнительно к автоматическому регулированию холодильных агрегатов будет способствовать сглаживанию нагрузки в энергосистеме в суточных циклах.

Изобретение относится к области электроэнергетики. Предложен способ автоматического регулирования процесса потребления электроэнергии промышленными и бытовыми холодильными агрегатами (холодильниками и морозильниками), а также автоматизированного регулирования процесса использования энергоемких бытовых приборов и агрегатов. Техническим результатом способа является сглаживание пиковых перегрузок или недогрузок в энергосистемах больших городов и снижение платежей потребителей за используемую электроэнергию. 1 з.п.ф-лы.

1. Способ сглаживания суточных пиковых нагрузок в энергосистемах больших городов, отличающийся тем, что все промышленные и бытовые холодильные агрегаты оснащают системой автоматического приема по высокочастотному каналу в низковольтных распределительных электрических сетях текущего значения коэффициента нагрузки энергосистемы, схемой сравнения его с номинальным значением и при отрицательной разности между текущим и номинальным коэффициентами автоматически переводят все работающие холодильные агрегаты на режим запасания холода в дополнительных морозительных камерах с интенсивностью, пропорциональной разности, а при положительной разности автоматически расходуют запасенный холод для поддержания требуемой температуры в шкафах хранения охлаждаемых продуктов с одновременным сокращением потребления электроэнергии из сети, в размере, пропорциональном превышению коэффициента нагрузки в сети над номинальным значением. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделяют из высокочастотного канала электросети текущее значение коэффициента нагрузки и производят вычисление платы за потребляемую электроэнергию по гибкому тарифу, размер которого измеряется непрерывно, пропорционально коэффициенту нагрузки в энергосистеме.