Читать интересную книгу Большая Советская Энциклопедия (ЭН) - БСЭ БСЭ

Энергосистема

Энергосисте'ма, общеэнергетическая система, объединенная система энергетики, совокупность энергетических ресурсов всех видов, методов их получения (добычи), преобразования, распределения и использования, а также технических средств и организационных комплексов, обеспечивающих снабжение потребителей всеми видами энергии. Э. называют иногда большими системами энергетики; они имеют иерархическую структуру, уровнями которой являются страна (государство), район, крупный промышленный, транспортный или с.-х. узел, отдельное предприятие. Уровню страны обычно соответствуют единые энергетические системы; уровню нескольких районов — объединенные энергетические системы; уровню одного района — районные Э., уровню объекта, не связанного с другими системами, — автономные Э. (например, предприятия, корабля, самолета). В Э. в качестве составляющих ее подсистем входят: электроэнергетические системы (состоящие из электрических систем и сетей теплоснабжения ), системы нефте- и газоснабжения, системы угольной промышленности, развивающиеся быстрыми, опережающими темпами системы ядерной энергетики . Объединение отдельных энергоснабжающих систем в единую систему, иногда также называемую межотраслевым топливно-энергетическим комплексом, связано прежде всего с взаимозаменяемостью различных видов энергии и энергоресурсов.

  Значение топливно-энергетического комплекса для хозяйства страны заключается главным образом в том, что на его основе, в зависимости от его состояния, формируются основные хозяйственные пропорции страны; на его развитие передовые в промышленном отношении страны затрачивают около 30% всех капиталовложений, причем в этом комплексе оказывается занято 15—20% всех трудящихся. Развитие и функционирование Э тесно связаны с созданием новой экономичной энергетической техники, с влиянием энергетики на социальные и политические процессы как внутри страны, так и в международных отношениях, на размещение промышленности и населения по стране, с влиянием энергетики на окружающую среду.

  Рассматривая Э. с точки зрения обеспечения хозяйства страны всеми видами энергии, иногда вводят весьма близкое к понятию Э. понятие «энергетическое хозяйство», под которым понимают комплекс взаимосвязанных подсистем, содержащих энергетические объекты и объединенных для обеспечения потребителей всеми видами энергии. В некотором смысле термин «энергетическое хозяйство» может считаться адекватным термину «топливно-энергетический комплекс».

  В Э. должен существовать энергетический баланс , который является статической характеристикой непрерывно развивающегося энергетического хозяйства, основные элементы и связи которого составляют Э.

  Основная специфика свойств Э. проявляется в следующем:

  1) совокупность больших систем энергетики существует как единое материальное целое, причем целостность их обусловлена внутренними связями и взаимозаменяемостью продукции, подсистем и отдельных элементов;

  2) универсальность и большая хозяйственная значимость производимой Э. продукции, особенно электроэнергии и жидкого топлива, и следовательно, многочисленность внешних связей системы;

  3) активное влияние Э. на развитие и размещение производительных сил как на территории отдельного района, так и страны в целом;

  4) неразрывность во времени большинства процессов производства и потребления энергии, а следовательно, органичное включение потребителей энергии и топлива в структуру системы: особая важность управления режимами систем и оперативным топливоснабжением для обеспечения бесперебойной подачи энергии потребителю;

  5) невозможность изолированного выбора производительности и параметров отдельных элементов и связей вне их предполагаемого использования в системе; отсюда особая важность перспективного проектирования больших систем энергетики как единого целого;

  6) сложность структуры Э., обусловленная тем, что Э. формируются как единые системы страны и даже группы смежных стран.

  Характерная особенность Э. заключается в том, что их физико-технические и экономические свойства тесно связаны между собой; например, усовершенствование энергетического оборудования в направлении повышения его кпд или улучшения его эксплуатационных характеристик приводит в конечном счете к снижению себестоимости вырабатываемой энергии.

  Э. — система кибернетического типа, т. е. она имеет глубокие обратные связи; Э. — также эргатическая система (ее составным элементом является человек), т. к. процесс управления ее функционированием представляет собой совокупность определенных операций, выполняемых человеком и управляющей машиной.

  Развитие энергетики как глобальной системы проявляется прежде всего в плане социальном. Разрыв в культурном и экономическом уровне разных стран в значительной мере обусловлен разницей в обеспечении их энергией, энерговооруженностью труда. Так, например, на долю населения, проживающего в развивающихся странах, приходится не более 7% мирового потребления всех видов энергии. Такое неравномерное энергетическое, а следовательно, экономическое и культурное развитие отражает противоречия мировой капиталистической системы и стимулирует экономические и политические конфликты, наиболее ярко проявившиеся в энергетическом кризисе 70-х гг. 20 в.

  Управление Э. сводится к целенаправленному оптимизируемому воздействию на большую систему энергетики с помощью методов и технических средств кибернетики. Управление Э. имеет целью достижение в данном промежутке времени таких показателей ее работы, которые наиболее близко подходили бы к принятым критериям эффективности. В процессе управления достигается состояние Э., при котором управляющие воздействия, осуществляемые целенаправленно в определенной зависимости от внешних условий, обеспечивают достижение поставленной цели. Управление Э. включает: оптимизацию решении, т. е. определение наилучшего плана системы; реализацию этих решений, т. е. осуществление этого плана в конкретных условиях. Первое часто называют оптимизацией развития, а второе — оптимизацией функционирования. Эффективность управления Э. в основном обеспечивается достижением оптимальных темпов и пропорций в развитии единого топливно-энергетического комплекса и входящих в него энергетических подсистем (рис. ); применением новой техники, которая могла бы обеспечить научно-технический прогресс в энергетике и своевременное развитие энергетической техники; наиболее рациональным (при сложившихся условиях) использованием всех материальных и трудовых ресурсов страны.

  Работа Э. может быть охарактеризована степенью использования запасов энергетических ресурсов. Конечным результатом функционирования Э. является полезная энергия, т. е. та, которая после переработки, преобразования, транспортирования и хранения ресурсов поступает к потребителям и обеспечивает полезные энергетические процессы. Основными видами энергетических ресурсов являются топливные — уголь, нефть, природный газ, торф, сланцы, древесина и нетопливные — энергия воды (гидроэнергия), ядерная энергия, а также используемая частично энергия ветра, морских приливов и солнечной радиации; ресурсы подразделяются на возобновляемые (гидроэнергия, ветроэнергия, энергия приливов и солнечной радиации) и невозобновляемые (уголь, нефть, газ, сланцы).

  Для соизмерения ресурсов и определения их экономичности пользуются понятием «условное топливо». Геологические (прогнозные) мировые запасы топлива (уголь, газ и т. д.) составляют 11 651 млрд. т, причем 54,5% их находятся в СССР. Мировые запасы топлива, доступные для извлечения, составляют 3112 млрд. т, из них 55% находятся в СССР. Гидроэнергоресурсы в пересчете на годовую выработку электроэнергии оцениваются в 7500 млрд. квт ·ч (в 1,5 раза больше того количества электроэнергии, которое было выработано всеми электростанциями мира в 1970). Используемое в Э. топливо разделяется на энергетическое (для выработки электроэнергии и тепла на электростанциях, в районных и промышленных котельных) и технологическое (используемое в промышленных установках для выполнения рабочих процессов, а также в промышленных печах, и др.). Уровень использования энергоресурсов может быть оценен коэффициентом извлечения потенциальных ресурсов, который определяется как отношение используемого количества энергетических ресурсов к их потенциальным запасам. Применяется также коэффициент полезного использования в энергопотребляющих процессах по отраслям производства и по хозяйству страны в целом; этот коэффициент представляет собой произведение кпд отдельных процессов — от добычи энергоресурсов до их использования.