Теплоэнергетика

Теплоэнергетика — отрасль энергетики и теплотехники, занимающаяся преобразованием теплоты в другие виды энергии, главным образом в механическую и через неё в электрическую[1]. Основу современной энергетики составляют тепловые электростанции (ТЭС), использующие для этого химическую энергию органического топлива. Они делятся на:

Теплоэнергетика в мировом масштабе преобладает среди традиционных видов, на базе угля вырабатывается 46 % всей электроэнергии мира, на базе газа — 18 %, еще около 3 % — за счет сжигания биомасс, нефть используется для 0,2 %. Суммарно тепловые станции обеспечивают около 2/3 от общей выработки всех электростанций мира[2][3].

На 2013 год, средний КПД тепловых электростанций был равен 34 %, при этом наиболее эффективные угольные электростанции имели КПД в 46 %, а наиболее эффективные газовые электростанции — 61 %[4].

В России на 2009 год 47 % электричества было выработано за счет сжигания газа, 18 % — угля. Гидроэнергетика и атомные станции выработали по 17 и 16 % соответственно.[5]

Энергетика таких стран мира, как Польша и ЮАР практически полностью основана на использовании угля, а Нидерландов — газа. Очень велика доля теплоэнергетики в Китае, Австралии, Мексике.

По прогнозу Европейской ассоциации по производству электроэнергии и тепла (VGB Power Tech. E.V.) производство энергии до 2030 года будет ежегодно расти на 1,3 % для ЕС и 2,5 % для остальных стран[6], потребность в электроэнергии в странах ЕС увеличится с 3,0 ТВт в 2002 г. до 4,4 ТВт в 2020 г.[7]

Автоматизация и автоматизированное управление в теплоэнергетикеПравить

Важнейшим признаком энергетической системы, отличающей ее от других крупных промышленных и производственных объединений, является одновременность процессов производства, распределения и потребления электрической энергии, обусловленная невозможностью складирования готовой продукции и недопустимостью небаланса между суммарными мощностями, генерируемыми электростанциями и потребляемыми в энергетической системе. Изменение количества генерируемой мощности неизбежно ведет к изменению ее потребления. Этот процесс, как правило, сопровождается изменением параметров режима работы энергетической системы: напряжений, токов, частоты сети и др.

Энергетическая система в целом относится к так называемым большим системам, поскольку она состоит из взаимодействующих друг с другом подсистем.[8]

Быстрое развитие автоматизации в теплоэнергетики выявило ряд проблем управления. Таковыми являются:

  1. Большая инерционность динамических характеристик тепловых и материальных процессов.
  2. Большая степень неопределённости характеристик объекта управления.
  3. Непостоянство во времени характеристик объекта управления, что требует дополнительного времени на подстройку системы управления во время работы.[9]

ПримечанияПравить

  1. Теплоэнергетика // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  2. Данные за 2011 год.
  3. World Energy Perspective Cost of Energy Technologies (англ.). ISBN: 978 0 94612 130 4 11. WORLD ENERGY COUNCIL, Bloomberg (2013). Дата обращения: 29 июля 2015. Архивировано из оригинала 1 мая 2015 года.
  4. World Energy Perspective (англ.) 5. Мировой энергетический совет (2013). Дата обращения: 20 октября 2019. Архивировано 20 октября 2019 года.
  5. Russia’s energy: electric power sector. Дата обращения: 29 июля 2015. Архивировано из оригинала 16 апреля 2013 года.
  6. Салихов, 2010, с. 406.
  7. Салихов, 2010, с. 409.
  8. Плетнев Г. П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций: Учеб. пособие. — М.: Энергоиздат, 1981 . — с. 14-15
  9. А. В. Андрюшин, В. Р. Сабанин, Н. И. Смирнов.Управление и инноватика в теплоэнергетике. — М: МЭИ, 2011. — С. 15. — 392 с. — ISBN 978-5-38300539-2.

ЛитератураПравить

  • Салихов А.А. Актуальные проблемы современной теплоэнергетики. — М.: КОНЦ ЕЭС, 2010. — 456 с. — ISBN 978-5-383-00409-8.