Что такое киум в энергетике

Коэффициент использования установленной мощности

1. Пример простого расчета. (An example of a simple calculation)
Предположим, что абстрактный завод с электрической мощностью 1000 МВт разработал более 30 дней в месяц 648 000 МВт-часов. Если станция работает в этом месяце с общей установленной мощностью, она бы за это время: 1000 МВт × 30 дней × 24 часа = 720 000 МВт-часов. делим на количество вырабатываемой электроэнергии на величину потенциала производства при полной загрузке установленной мощности за этот период и сделать 0.9. поэтому емкость фактором в данном случае является 90 %.
Следует отметить, что коэффициент использования установленной мощности строго зависит от периода времени, в течение которого он рассчитывается, так что сообщение о важности Kiuma какой-то определенной даты не имеет смысла, этот параметр рассчитывается в течение длительного периода, чаще всего года.

2. Факторы, влияющие на коэффициент мощности. (Factors affecting power factor)
Несмотря на кажущуюся простоту достижения высоких значений Kiuma достаточно, чтобы работать на полную мощность, без простоев, этот параметр зависит от многих сложных и lozhnopolaugitionah технические и административные факторы.
Как правило, диспетчерских центрах региональной сети размещаются на мощности, требуемой на конкретном электроэнергии для каждого часа, или даже меньше времени периодов на основе прогноза потребления. с заметным отклонением фактического выпуска продукции и фактического потребления в электрической системе, снижение или, еще хуже, увеличения напряжения и частоты переменного тока, снижение эффективности и ресурса энергосистемы в целом. так за неточное выполнение диспетчером в любом направлении растений штрафуют. как правило, в течение суток потребляемая мощность изменяется в 3-5 раз, с утренними и вечерними пиками, день и ночь propikom рецессии, поэтому высокой мощностью фактор всей системы власти невозможно в принципе. техническую возможность динамического изменения мощности различных типов электростанций имеет различное маневренность. наименее маневренные АЭС считаются, из-за потенциального риска аварий при изменении физических режимов реактора и тепловых электростанций на твердом топливе, из-за невозможности быстро потушить или разжечь уголь. тепловых электростанций на жидком топливе и газе является более маневренным, однако эффективность их заметно падает турбины при частичной нагрузке. самый простой способ контролировать производство ГЭС и ГАЭС, но, кроме как в изолированных районах, как Сибирь, общая мощность гидроэлектростанций в энергетическом балансе не только позволяет сделать их.
Для большинства станций возобновляемых источников энергии, гидроэнергетики, ветровой и солнечной КИУМ дополнительным ограничением становится неровной, на наличие источника энергии, необходимой объемы воды, ветра и солнечного света.

Источник

КИУМ в ветроэнергетике: все выше и выше

Коэффициент использования установленной мощности (сокращённо КИУМ) в электроэнергетике — это отношение произведённой за период электроэнергии к максимально возможной выработке за тот же период (если генерирующий объект работает на полной мощности круглосуточно, без остановок).

КИУМ российской энергосистемы составляет примерно 50%, то есть генерирующие объекты работают в среднем половину времени. Это нормальный, характерный для многих стран показатель, поскольку 1) не все электростанции «умеют» работать постоянно и «на всю катушку» и 2) потребление энергии неравномерно — выработку нужно понижать и повышать, и иметь в системе резерв.

Традиционно самый высокий КИУМ демонстрируют атомные электростанции. У них низкая маневренность, поэтому они работают в режиме так называемой базовой нагрузки, то есть, можно сказать, постоянно. 80-90% — нормальный показатель для атомных станций. КИУМ электростанций концерна Росэнергоатом в 2014 году составил 81,6%, в США атомная энергетика в 2015 показала даже 92,3%.

В тепловой генерации на основе угля и газа КИУМ может варьироваться очень сильно в зависимости от структуры энергетики, цен на сырьё и спроса на электроэнергию в экономике.

Исторически, угольное электростанции, обладающие также низкой маневренностью, относились к базовым мощностям и работали с высоким КИУМ. Сегодня, например, в США коэффициент использования мощности угольных электростанций упал до 54,7% (в 2008 он составлял 73%), а парогазовые электростанции стали работать с более высоким КИУМ, чем угольные (55,9%). Снижение загрузки угольных электростанций также отмечается в Индии и Китае в связи с переизбытком построенных мощностей.

Коэффициент использования мощности в гидроэнергетике как правило существенно ниже 50%. Во-первых, сток реки неравномерен, и постоянно на полную мощность ГЭС работает лишь в половодье и в паводки. Во-вторых, при строительстве ГЭС часто закладывают изначально резервные гидроагрегаты, поскольку гидроэлектростанция обладает важным качеством — она может увеличивать объём выработки без использования топлива.

В США отмечается снижение выработки ГЭС, коэффициент использования мощности в 2015 здесь составил 35,8%. В России, по экспертным оценкам, он несколько выше.

Теперь перейдем к ветроэнергетике. В отличие от перечисленных выше типов электростанций, выработку электроэнергии ветряной турбиной нельзя регулировать. Точнее, конечно, можно застопорить турбину и остановить выработку, а вот увеличить её, да и вообще точно отрегулировать нельзя. Поэтому КИУМ ветроэнергетики зависит от характеристик самого агрегата и его местоположения.

Ветроэнергетика США, например, устойчиво демонстрирует высокий коэффициент установленной мощности — более 30%. Дело в том, что в центральных штатах, где расположено большинство объектов ветроэнергетики, замечательные ветровые ресурсы, а качество проектирования объектов постоянно совершенствуется. В 2014 КИУМ составил 34% для отрасли в целом, в 2015 снизился до 32,5% по причине безветренной погоды, а в 2016 вернулся к показателю четырнадцатого года. При этом у новых объектов КИУМ выше: у ветряных электростанций, построенных в 2014 г, он в прошлом году составил аж 41,2%! То есть приближается к величинам, характерным больше для офшорных ветровых электростанций (в США морская ветроэнергетика пока не развита, речь идет о показателях европейских офшорных ветряных ферм).

В связи с этим высказывается предположение, что на американском рынке КИУМ материковой ветроэнергетики в скором времени превысит показатель гидроэнергетики (см. рисунок).

В Европе в целом КИУМ в материковой ветроэнергетике в среднем составляет примерно 24%, в морской – 41%.

В датской офшорной ветроэнергетике КИУМ превышает 41%. Есть объекты, работающие с очень высокой эффективностью, например, ветропарк Rønland I выдает 44% за целых 14 лет. Ну а новые объекты ещё эффективнее. Скажем большая электростанция Anholt 1 (400 МВт) за 3,8 года показывает КИУМ 48,1%. На суше в Дании в среднем получается 30% (данные из доклада организации Deutsche Windguard «Kostensituation der Windenergie an Land Internationaler Vergleich» (2014).

В Великобритании средний КИУМ офшорных электростанций составляет 37,2%, но и здесь новые объекты демонстрируют выдающуюся эффективность. Например, ветропарк West of Duddon Sands проектной мощностью 389 МВт — 44,2%. В материковой ветроэнергетике коэффициент использования мощности достигает 26%.

Германия, являющаяся абсолютным лидером европейской ветроэнергетики по установленной мощности, обладает весьма посредственными ветряными ресурсами. Здесь КИУМ материковых ветряных электростанций находится на среднем уровне 17-18%.

На самом крупном в мире китайском рынке КИУМ в ветроэнергетике по итогам 2016 составил 19,9%, что считается достаточно низким показателем, поскольку страна обладает неплохими ветровыми ресурсами.

Подведем итоги. На ряде рынков, где наличествует богатый ветроэнергетический потенциал, и осуществляется качественное проектирование ветропарков, КИУМ ветровых электростанций приближается к величинам, характерным для энергосистем в целом.

Источник

Что такое киум в энергетике

Смотреть что такое «КИУМ» в других словарях:

КИУМ — коэффициент использования установленной мощности Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. С. Пб.: Политехника, 1997. 527 с … Словарь сокращений и аббревиатур

КИУМ — коэффициент использования установленной мощности … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

КИУМ — коэффициент использования установленной мощности … Словарь сокращений русского языка

Балаковская АЭС — Балаковская АЭС … Википедия

Коэффициент использования установленной мощности — (КИУМ)[1] важнейшая характеристика эффективности работы предприятий электроэнергетики. Она равна отношению среднеарифметической мощности к установленной мощности электроустановки за определённый интервал времени[2]. В ядерной энергетике дают… … Википедия

Э.ОН Россия — ОАО «Э.OН Россия» Тип … Википедия

коэффициент использования установленной мощности — КИУМ Равен отношению фактической энерговыработки реакторной установки за период эксплуатации t к энерговыработке при работе без остановок на номинальной мощности. Таким образом, КИУМ характеризует надежность реакторной установки не только в… … Справочник технического переводчика

Оптовая генерирующая компания № 4 — ОАО «Оптовая генерирующая компания № 4» Тип Открытое акционерное общество Листинг на бирже … Википедия

Росатом — Эта статья о государственной корпорации. О федеральном органе исполнительной власти (2004 2008) см. федеральное агентство по атомной энергии … Википедия

ОГК-4 — ОАО «Оптовая генерирующая компания № 4» Тип Открытое акционерное общество Листинг на бирже ММВБ … Википедия

Источник

Cнижения эмиссии СО2: развитие когенерации или строительство ВИЭ?

С.С. Белобородов, вице-президент НП «Энергоэффективный город», г. Москва

Стоимость электрической энергии, с учетом климатических особенностей, является важным фактором конкурентоспособности российской экономики. Рост стоимости электроэнергии снижает конкурентоспособность наших предприятий.

Обсуждение экологических аспектов проектов, как правило, ведется без проведения комплексного анализа. В основном идет сравнение абсолютных значений ввода в промышленную эксплуатацию ветро- (ВЭС) и солнечных (СЭС) электростанций в США, Китае и Германии без анализа специфики решаемых в зарубежных энергосистемах задач.

В журналах часто описывают успехи разных стран, которые грамотно используют свои климатические преимущества: солнечная электростанция в пустыне Сахара, ветропарк в открытом море у берегов Дании, и так далее. Мы с искренним уважением относимся к успехам этих стран. Но мы живем в России. В чем наши преимущества?

В данной статье не рассматриваются вопросы влияния ветро- и солнечной генерации на биосферу, а также экологические аспекты добычи лития, производства аккумуляторов, солнечных батарей и другое.

В данной статье выполнено сравнение эффективности энергосистем разных стран с энергосистемой Российской Федерации по вопросу выбросов СО₂ с точки зрения структуры производства электрической энергии, коэффициента использования тепла топлива (КИТТ), коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) ВИЭ, стоимости электроэнергии ВИЭ и стоимости электроэнергии для конечных покупателей, а также влияния приоритета загрузки ВИЭ на объем комбинированной выработки электроэнергии ТЭЦ.

Структура производства электрической энергии

Структура производства электрической энергии значительно отличается для разных стран. В табл. 1 представлена информация о производстве электроэнергии на угольных и газовых ТЭС, АЭС и ВИЭ. К объектам ВИЭ отнесены ГЭС, ВЭС и СЭС.

Табл. 1. Структура производства электрической энергии

*включая ГЭС (ГАЭС), ВЭС, СЭС;

**источник: сайт НП Совет рынка, Зарубежная электроэнергетика;

***источник: Отчет о функционировании электроэнергетики за 2016 год (предварительный), Минэнерго РФ;

****«Key world energy statistics», IEA, 2017, http://www.iea.org/statistics

Из таблицы видно, что доля производства электрической энергии на ГЭС, СЭС, ВЭС в России выше, чем в США, и чуть ниже, чем в Китае. В абсолютном выражении в 2016 году в Германии было выработано 185 млрд кВтч на объектах ВИЭ, в России – 186,7 млрд кВтч.

На рис. 1 представлены значения коэффициента полезного использования тепла топлива для Германии, Китая, США, России и скандинавских стран. КИТТ тепловых электрических станций в Российской Федерации лучше, чем в Китае, США и Германии. Топливная эффективность российских станций уступает только эффективности электростанций в скандинавских странах.

Рис. 1. КИИТ тепловых станций.
Источник: расчеты выполнены на основе данных по расходу топлива, выработки электрической и тепловой энергии электростанциями [1], [7].

Доля производства электрической энергии на угольных станциях составляет в Германии 43%, в Китае 67,4%, в США 31%, в Дании – около 46%, что значительно превышает долю угольных ТЭС в энергобалансе России равную 14,8%. На рис. 2 представлены значения КИТТ и электрического КПД угольных электростанций.

Рис. 2. КИТТ и электрический КПД угольных электростанций.
Источник: расчеты выполнены на основе данных по расходу топлива, выработки электрической и тепловой энергии электростанциями [1].

Электрический КПД угольных электростанций в Дании, Швеции и Финляндии немного ниже значений в Германии, США и Китае, при этом коэффициент полезного использования тепла топлива почти в два раза выше, чем в Китае и США. Высокий КИТТ угольных электростанций определяется значительной долей когенерационной выработки электроэнергии в скандинавских странах.

На рис. 3 представлены значения КИТТ и электрического КПД газовых электростанций.

Рис. 3. КИТТ и электрический КПД газовых электростанций.
Источник: расчеты выполнены на основе данных по расходу топлива, выработки электрической и тепловой энергии электростанциями [1].

Электрический КПД газовых электростанций в Дании, Швеции и Финляндии значительно ниже значений в Германии и США, и примерно равен показателям в Китае, при этом коэффициент полезного использования тепла топлива значительно больше, чем в Китае, США и Германии. КИТТ газовых электростанций в скандинавских странах значительно выше, чем у угольных электростанций, их величина характерна для работы газовых электростанций исключительно в режиме когенерации.

Когенерация в России в 2011 году составила около 28% [2]. В США и Германии преобладает раздельное производство электрической энергии и тепла. Известно, что при комбинированной выработке электрической энергии и тепла повышается топливная эффективность, снижается количество используемого топлива, и как следствие снижается количество выбросов вредных веществ.

Необходимо сравнивать выбросы вредных веществ при одинаковых условиях. Расход топлива и выбросы вредных веществ необходимо распределять пропорциально количеству топлива, отнесенного на выработку электрической или тепловой энергии. К сожалению, в большинстве случаев сравнивается исключительно производство электрической энергии, а производство тепла остается за рамками анализа.

Оценим количество выбросов СО₂ для Германии, Дании, Китая, США, Южной Кореи, России, а также средние показатели в мире. Средние значения удельных выбросов СО₂ для угольных технологий составляет 960 гСО₂/кВтч, а для газовых 450 гСО₂/кВтч [3]. Оценка для каждой страны проведена с учетом структуры топливного баланса, топливной эффективности электростанций, доли когенерации в балансе электрической энергии. Для сравнения стран использовались удельные значения выбросов СО₂, определяемые делением общего количества выбросов на весь объем производства электрической энергии в стране на электростанциях всех типов, включая объекты ВИЭ. Результаты расчетов представлены на рис. 4.

Рис. 4. Сравнение удельнх значений выброса углекислого газа (СО₂) на выработку электрической энергии.

Проведенная оценка эмиссии СО₂ показала, что наилучшие показатели из рассматриваемых стран имеют Дания и Российская Федерация – около 300 гСО₂/кВтч. Показатели Германии и США превышают 400 гСО₂/кВтч, а у Китая больше 600 гСО₂/кВтч. Среднее значение в мире оценивается в 520 гСО₂/кВтч. Более точные оценки можно получить, обладая фактическиеми значениями эмиссии СО₂ для каждой электростанции. Чем ниже доля угольной генерации и больше доля когенерации в энергобалансе страны, тем ниже эмиссия СО₂.

Таким образом, более высокий электрический КПД тепловой генерации не является гарантией низкой эмиссии СО₂. Основным направлением снижения эмиссии СО₂ должно быть увеличение КИТТ электростанций в результате роста доли теплофикационной выработки в энергетическом балансе Российской Федерации.

К снижению эмиссии СО₂ приводит снижение доли угольной генерации. За последние годы произошло снижение эмиссии СО₂ в электроэнергетике США. На рис. 5 представлена динамика изменения производства электрической энергии на угле и природном газе за период с 2005 года по 2015 год в США.

Рис. 5. Доля выработки электрической энергии в США на угле и природном газе. Источник [8].

Снижние производства электрической энергии на угольных станциях в основном компенсируется увеличеснием производства электроэнергии на газовых станциях. Основной вклад в снижение выбросов СО2 в США вносит замена угольной генерации на газовую.

Таким образом, электроэнергетика Российской Федерации является одним из мировых лидеров в вопросах снижения эмиссии СО₂, значительно опережая США, Германию и Китай.

КИУМ ветро- и солнечной генерации в энергосистеме России

Развитие ВИЭ в Российской Федерации определяется оплатой специальных (повышенных) тарифов на электрическую энергию (мощность) в соответствии с Постановлением Павительства РФ № 449 от 28.05.2013 «О механизме стимулирования использования ВИЭ на оптовом рынке электрической энергии и мощности» и «Правилами определения цены на мощность генерирующих объектов, функционирующих на основе возобновляемых источников энергии».

Постановлением определены эталонные значения КИУМ для ВЭС и СЭС в 27% и 14% соответственно. В табл. 2 приведены значения фактических КИУМ ветровой и солнечной генерации в ЕЭС России за период с 2015 года по 2017 год.

Табл. 2. Коэффициент использования установленной мощности электростанций ЕЭС России

Источник

Коэффициент использования установленной мощности

Из Википедии, бесплатной энциклопедии

Важность КИУМа заключается в том, что этот параметр характеризует эффективность электростанции в целом, включая не только её технологическое совершенство, но и квалифицированность персонала, организацию работы как руководством самой станции, так и организацию всей отрасли на государственном уровне, а также учитывает многие другие факторы.

В большинстве стран ведётся упорная борьба за высокий КИУМ электростанций, что особенно важно в свете последних мировых тенденций по увеличению энергоэффективности и энергосбережения. Особую роль эта характеристика играет в ядерной энергетике, что связано с некоторыми специфическими особенностями обеспечения высокого КИУМа в этой сфере. По этой причине в СМИ наиболее распространено упоминание этого параметра при освещении показателей работы АЭС.

Содержание

Пример простого расчёта [ править | править код ]

Следует отметить, что КИУМ строго зависит от периода времени, за который он подсчитывается, поэтому сообщение о значении КИУМа в какую-то определённую дату не имеет смысла, этот параметр рассчитывается обычно за долгий период, чаще всего за год.

Факторы, влияющие на КИУМ [ править | править код ]

Несмотря на кажущуюся простоту достижения высокого значения КИУМа (достаточно работать на полную мощность и без простоев), этот параметр зависит от множества непростых и сложнопрогнозируемых технических и административных факторов.

Как правило, диспетчерские центры региональных электросетей размещают на электростанциях заявки на ту или иную мощность выработки на каждый час или даже меньшие периоды времени, основываясь на прогнозе потребления. При заметном отклонении фактической выработки и фактического потребления в электросети наблюдается снижение или, что ещё хуже, повышение напряжения и частоты переменного тока, снижение КПД и ресурса энергосистемы в целом. Поэтому за неточное выполнение диспетчерских заявок в любую сторону электростанции штрафуются. Обычно в течение суток потребляемая мощность изменяется в 3-5 раз, с утренним и вечерним пиками, дневным полупиком и ночным спадом, поэтому высокий КИУМ всей энергосистемы невозможен в принципе. По технической способности динамически изменять мощность различным видам электростанций присваивается различная манёвренность. Наименее манёвренными считаются АЭС, из-за потенциальной опасности аварий при смене физических режимов работы реактора, а также теплоэлектростанции на твёрдом топливе, из-за невозможности быстро потушить или разжечь уголь. Тепловые электростанции на жидком топливе и газе более манёвренны, однако КПД их турбин значительно падает при неполной нагрузке. Проще всего маневрировать выработкой ГЭС и ГАЭС, но, за исключением отдельных регионов вроде Сибири, общая выработка гидростанций в энергобалансе не позволяет обойтись только ими.

Для большинства станций возобновляемой энергетики (гидро-, ветро- и солнечной) дополнительным ограничением КИУМ становится неравномерность наличия энергоисточника — необходимых объемов воды, ветра, солнечного освещения.

Фактические КИУМ [ править | править код ]

По данным US Energy Information Administration (EIA), на 2009 год средние КИУМ по США составляли: [4]

Источник