Большая Советская Энциклопедия (ЭН) - БСЭ БСЭ

  Все процессы, связанные с функционированием Э., прогнозированием и планированием ее работы, являются предметом изучения общей теории Э. (энергетики). Большие системы энергетики и их теория стали развиваться в основном во 2-й половине 20 в. Начало 60-х гг. характеризовалось качественно новым направлением развития советской энергетики, заключавшимся в концентрации энергетических мощностей, формированием объединённых электроэнергетических систем, созданием электроэнергетической системы «Мир» , объединившей Единую электроэнергетическую систему Европейской части Советского Союза с Э. стран — членов СЭВ. При этом учитывается, что масштабы и темпы производства энергоресурсов в конечном итоге определяют уровень энерговооружённости труда во всех отраслях народного хозяйства, причём электроэнергетические системы потребляют до 80% всего топлива, добываемого в стране (из них 30% — на выработку электроэнергии, 50% — на выработку тепла); остальное топливо идёт на удовлетворение технологических нужд производства. Тепловая потребность СССР примерно на 30% обеспечивается теплоэлектроцентралями, оставшиеся 70% дефицита тепла — промышленными и коммунальными котельными, а также нагревателями и печами индивидуального пользования. При этом тепло распределяется следующим образом: промышленность и транспорт — 43%, жилищно-коммунальное хозяйство городов — 33%, с.-х. производство и бытовое потребление — 24%.

  Большое значение при определении эффективности использования топлива имеют условия его доставки. В СССР себестоимость транспортировки топлива на 1 км составляет: уголь (по железной дороге) — 0,1—0,2 коп. за 1 т ; мазут — 0,15—0,30 коп. за 1 т; газ (по газопроводам) — 0,15—0,70 коп. за 1000 м3 нефть (по нефтепроводам) — 0,05—0,15 коп. за 1 т. Сравнительная экономичность топлива определяет затраты по его добыче, перевозке, хранению и приготовлению к использованию.

  В управлении Э. СССР заложены принципы и организационные формы, отвечающие единству хозяйственного и политического руководства, плановости ведения энергетического хозяйства, системному подходу к управлению Э., сочетанию отраслевого и территориального управления, иерархическому принципу при организации управления энергетикой, а также обязательный учёт влияния энергетики на окружающую среду. Последнее обстоятельство приобретает всё большее значение, оно требует увеличенных капиталовложений и повышенного внимания к проблеме загрязнения окружающей среды. Мероприятия, направленные на снижение неблагоприятного влияния работы электростанций на окружающую среду, предусматриваются как органическая часть любого энергетического сооружения ещё на стадии его проектирования, а не как некие дополнительные установки к уже построенному энергетическому комплексу. Это необходимо прежде всего в связи с ростом установленных мощностей энергетических объектов, превращающих ежегодно во всём мире не менее 6—7 млрд. т условного топлива в различные виды энергии. Такие масштабы «энергетического воздействия» человека на природу становятся соизмеримы с масштабами естественных геофизических и геологических явлений, меняющих климатический облик Земли. Количество энергии, вырабатываемой на Земле, пока ещё составляет сотые доли % от того количества энергии, которое Земля получает от Солнца, но её тепловой эффект уже достаточно заметно сказывается на климате, особенно тех «энергетически напряжённых» районов, где происходит т. н. тепловое загрязнение биосферы . Последнее обусловлено тем, что превращение энергии в энергоустановках происходит с весьма низким кпд (8—10% у подвижных и 25—30% у стационарных установок). В результате огромное количество тепла идёт на подогрев воды, почвы, воздуха. К существенно неприятным последствиям приводят ошибки, допущенные в проектировании водохранилищ ГЭС, ориентированных только на задачи гидроэнергетики . Большой вред биосфере приносят выбросы в атмосферу продуктов сгорания топлива (золы, окислов азота, двуокиси серы, сернистого ангидрида и др.). Все эти вредные экологические влияния могут быть значительно снижены (а в перспективе ликвидированы) при системном подходе к проектированию энергоустановок, когда Э. рассматривается как система, взаимодействующая с другими системами жизнедеятельности человека и биосферой. К экологическим проблемам могут быть также отнесены трудности развития энергетики, обусловленные ростом площадей и объёмов, требующихся под энергетические сооружения. Однако и здесь интенсивная работа над конструкцией инженерных сооружений и эксплуатационными характеристиками энергетического оборудования позволяет резко снизить объёмы и площади, занимаемые ими: если, например, в 1900 на 1 квт мощности электростанций требовался рабочий объём 50м 3 , то в 50-х гг. 20 в. этот объём составлял уже около 6 м3 , а к 1975 в связи с техническим усовершенствованием энергетического оборудования эта величина снизилась до десятых долей м3 .

  В СССР благодаря единой технической политике в области использования достижений научно-технической революции при решении народно-хозяйственных задач развитие энергетики тесно увязано с задачами охраны и преобразования природы. Наряду с рациональным использованием природных ресурсов принимаются необходимые меры для того, чтобы научно-технический прогресс сочетался с бережным отношением к природным богатствам страны, не служил источником опасного загрязнения воздуха и воды, истощения земли. Развитие энергетики, так же как и других отраслей промышленности, требует изменения характера общественного производства, правильная организация которого должна предусматривать технологические процессы полной переработки сырья в полезные продукты, без отходов или почти без отходов.

  Лит.: Электрические системы. Кибернетика электрических систем, М., 1974; Мелентьев Л. А., Оптимизация развития и управления больших систем энергетики, М., 1975; Чернухин А. А., Флаксерман К. Н., Экономика энергетики СССР, 2 изд., М., 1975; Веников В. А., Энергетика и биосфера, в сборнике: Методологические аспекты исследования биосферы, М., 1975.

  В. А. Веников.

Иерархическая структура энергетической системы страны.

Энергосистемы автоматизация

Энергосисте'мы автоматиза'ция, применение в энергосистеме различных устройств, которые служат для управления процессом производства, преобразования и распределения электроэнергии и тепла в соответствии с заложенными в этих устройствах программами действия и настройкой. Э. а. обеспечивает нормальное функционирование оборудования электростанций, подстанций и линий электропередачи, экономичную и надёжную работу энергосистемы в целом, требуемое качество электрической и тепловой энергии. По основному назначению и области применения автоматического устройства разделяются на технологические и системные.

  Технологические устройства автоматики обеспечивают автоматическое регулирование основных параметров технологических процессов на агрегатах тепловых, атомных и гидравлических электростанций и на оборудовании подстанций в нормальных и аварийных условиях например, автоматическое регулирование частоты вращения турбин, возбуждения генераторов, процесса горения в топках котлоагрегатов и т. п.). Применяются также общестанционные устройства автоматики, обеспечивающие управление электростанцией как одним комплексным объектом управления с воздействием на автоматику агрегатов или энергоблоков. Эти устройства, в свою очередь, могут служить исполнительными органами системных устройств автоматики; к ним относятся, например, устройства экономического распределения задаваемой электростанции мощности между агрегатами или энергоблоками.

  Системные устройства автоматики осуществляют автоматизацию процесса ведения режима в нормальных и аварийных условиях энергосистемы в целом. Устройства управления нормальными режимами предназначены для работы при относительно небольших и медленных изменениях режима, поэтому они являются сравнительно медленнодействующими. К ним относятся средства автоматического регулирования частоты в энергосистеме и автоматического регулирования напряжения в электрической сети и др. Средства автоматического управления аварийными режимами при больших (аварийных) возмущениях осуществляют интенсивное воздействие на объекты управления. В их состав входят локальные устройства релейной защиты, действующие при коротких замыканиях, устройства включения резервного оборудования, обеспечивающие восстановление прекратившегося питания электроэнергией, автоматы повторного включения линий электропередачи, трансформаторов и пр. (после их автоматического отключения), а также устройства противоаварийной автоматики. Последние обеспечивают автоматическую разгрузку линий электропередачи при опасном увеличении мощности, автоматическое деление энергосистемы при нарушении или угрозе нарушения синхронной работы её частей, отключение ряда наименее ответственных потребителей для предотвращения опасного снижения частоты и др. Для единой и объединённых энергосистем СССР характерно наряду с массовым применением местных автоматических устройств создание централизованных систем противоаварийной автоматики, осуществляющих с помощью средств телемеханики противоаварийное управление.