Электроэнергетика Приморья (стр. 6 )

Очевидно, что требование по обеспечению энергобаланса в АСЭВИЭ не может быть выполнено при применении традиционных ВЭС. Учитывая, что традиционные ВЭУ не способны к самостоятельной работе в АСЭВИЭ и что ДЭС способно управлять только 1-2 единицами ВЭУ, то интегрирование мощности в единичный ветроагрегат ВЭУ становиться абсолютной неизбежностью. А это значит, что абсолютно неизбежно ВЭУ должна работать в диапазоне скоростей воздушного потока 10-15 м/сек для выхода на режим номинальной генерации. Также, это значит, что перевод ВЭУ в номинальную работу со скоростью ветра 3-7 м/сек с дезинтеграцией (разукрупнением) ВЭС на определенное множество агрегатов, способных обеспечить суммарную мощность, требуемую потребителю, не представляется возможным в принципе.

Проектирование ЭБ для целей обеспечения энергобаланса в АСЭВИЭ

В ТЭЭК технологиях ЭБ проектируются как типовые элементы АСЭВИЭ. До тех пор, пока не будут собраны и обработаны данные по реальным объектам электроснабжения, выводимым из системы ЦЭС, можно руководствоваться тем обстоятельством, что для успешного поддержания энергобаланса в работе АСЭВИЭ типовой ЭБ должен иметь номинальную мощность, не превосходящую 1-5 % от пиковой мощности по нагрузке потребителя. Тогда при общем количестве ЭБ равном «n», все ЭБ должны иметь одинаковую номинальную мощность Nэб , т. е.:

Nэб =Nэб1 = Nэб2 = Nэб3 =…..Nэбi = Nэб i+1….. = Nэбn-1 = Nэбn

При этом условии энергобаланс в любой момент работы АСЭВИЭ будет поддерживаться включением в работу и выключением из работы определенного количества ЭБ с суммарной мощностью, соответствующей реально востребованной нагрузке потребителя Nнп в любой момент времени, т. е.:

n n

Nнп =∑Nэб - ∑Nэб (3)

0 i

Особенности проектирования АСЭВИЭ по требованию 2

Требование 2 создает характерные особенности проектирования и работы АСЭВИЭ по ТЭЭК технологиям, которые будут труднодостижимыми для традиционных решений.

В результате исполнения требования 2 появляется возможность:

-  управлять любым множеством ЭБ в АСЭВИЭ,

-  обеспечивается серийность производства ЭБ,

-  гармонизируется разработка типоразмера ЭБ с окружающей средой, обеспечивая архитектурное единство пространства.

Требование 3 - Операционные изменения состояния электрического тока

Данное требование определяет способ функционирования АСЭВИЭ.

ТЭЭК технологии обеспечивают эффективный способ функционирования АСЭВИЭ в рамках бинарного состояния энергосистемы. Комбинированный вид энергосистемы создается посредством оборудования ЭЭК, а технологические процессы обеспечивают операционные изменения электрического тока, преобразуя носитель энергии в то состояние, в котором обеспечивается и эффективная управляемость АСЭВИЭ, и выдача энергии потребителю в необходимом ему качественном состоянии. .

Перевод АСЭВИЭ на бинарное состояние позволяет:

- уйти от жесткого влияния частотных характеристик электрического тока на управление энергосистемой (как это происходит в традиционно выстраиваемых энергосистемах,

- сделать управление энергобалансом ключевым инструментом для управления АСЭВИЭ.

DC

 

Операционное изменение состояния электрического тока показано на рис.15

Рис.15

Системные модули

 

 

 

Потребитель

 

Рис. 15 Операционное состояние электрического тока

Особенности проектирования АСЭВИЭ по требованию 3

Требование 3 создает особенности проектирования для работы АСЭВИЭ, при которых проектировщик может использовать возможность для подключения токоприемников потребителя с применением различных стандартов тока внутри энергосистемы без применения дополнительного энергетического оборудования. При этом, применяя эту особенность при проектировании АСЭВИЭ, можно, определенным образом, снизить капитальные затраты, как по устанавливаемому оборудованию, так и по прокладке линий электропередач.

Требование 4 - Объем буферного накопления энергии

Данное требование необходимо для обеспечения переходных процессов в АСЭВИЭ.

В отличие от традиционных схемных решений, где накопление энергии в аккумуляторы – это всего лишь вид применения балластной нагрузки, ТЭЭК технологии организуют буферное накопление энергии, которое необходимо для обеспечения высокого качества электрической энергии, подаваемой под нагрузку потребителя в моменты переходных процессов работы силового оборудования АСЭВИЭ. Также, накопление электрической энергии в буфере играет важнейшую роль в управлении энергобалансом в любой момент работы АСЭВИЭ, обеспечивая. бесперебойность электроснабжения потребителя.

Проектирование АСЭВИЭ для нужд организации буферного накопления энергии

Объем буферного накопления энергии имеет расчетное значение, которое определяется при проектировании АСЭВИЭ.

До тех пор, пока не будут собраны и обработаны данные по реальным объектам электроснабжения, выводимым из системы ЦЭС, можно руководствоваться тем обстоятельством, что для успешной работы энергосистемы в проект АСЭВИЭ должен закладываться объем буферного накопления равный 1-3% от среднесуточного потребления энергии.

Требование 5 - Последовательность технологических процессов

Данное требование определяет алгоритм работы АСЭВИЭ

ТЭЭК технологии обеспечивают бесперебойное электроснабжение потребителей от энергосистем, работающих с ВИЭ, по алгоритму работы способа, который запатентован в 2000 году,

На рис.16 представлена блок-схема, работоспособность которой обеспечивается ТЭЭК технологиями.

Рис.16

Способ бесперебойного

электроснабжения потребителей электроэнергетической системы, работающей на возобновляемых источниках энергии

Специальные типовые установки для ВИЭ Инвертор

 

Генератор

 

Vз

5

Выпрямитель

 

Накопитель

Стабилизатор напряжения

 

Потребитель

 

Проектирование АСЭВИЭ в соответствие способу.

Проектирование АСЭВИЭ ведется на основании ТЗ с учетом данных, полученных на стадии предпроектных работ. При проектировании создается система автоматического управления, которая обеспечивает работу АСЭВИЭ без участия человека на основании алгоритма, закладываемого в управляющие элементы создаваемой электроэнергетической системы Алгоритм управления определяется характером нагрузок потребителя, энергетическим потенциалом ВИЭ и рабочей характеристикой типового ЭБ, разработанного для территории установки АСЭВИЭ

Перевод потребителей в режим автономного электроснабжения на Этапе 3 реконструкции ЦЭС.

На Этапе 3 продолжается ежегодная разгрузка ЦЭС с выводом в режим автономного электроснабжения потребителей с суммарной нагрузкой в 50 МВт. На Этапе 3 обеспечивается привязка типовых решений электростанций к выбранным площадкам с доработкой блоков управления до требования объединения работы типовых электростанций ДЭС в комплекс, суммарно обеспечивающий пиковую нагрузку потребителя. Система управления, также, настраивается на совместную работу с генерацией электроэнергии от ВИЭ. На Этапе 3 производится установка типовых электростанций ДЭС, подключение потребителей к электроснабжению и готовятся площадки для установки инновационного оборудования, исполняемого по ТЭЭК технологиям. Все работы на Этапе 3 ведутся согласно принятым проектным решениям.

Рис.17

 

Типовая ДЭС

Типовая ДЭС

 

 

Рис.17 - Установка типовых ДЭС на площадке электростанции

Перевод потребителей в режим автономного электроснабжения на Этапе 5 реконструкции ЦЭС.

На Этапе 5 на площадках электростанций (или в специально выбранных иных местах) для совместной работы с ДЭС проводится установка типовых блоков ЭБ по инновационным решениям, которые будут производиться в процессе прохождения Этапа 4 реконструкции. Типовые блоки ЭБ включаются в совместную работу через ранее установленные на Этапе 3 блоки управления. Чем и организуется совместная работа традиционного и инновационного оборудования, обеспечивая высокие параметры экономической и экологической эффективности комбинационного варианта реконструкции ЦЭС Приморья.

Этап 5 завершает перевод потребителей в режим автономного электроснабжения и обеспечивает резкое снижение расходов по проведению Этапа 6 реконструкции ЦЭС

К потребителю: ~220/380 В

 

Рис.18

 

Типовая ДЭС

 

Типовая ДЭС

 

 

 

Рис.18 - Автономная электроэнергетическая система на базе типовых блоков, исполненных по комбинированным решениям с применением инноваций.

Заключение.

В современном мире постановка задачи на развитие не может быть признана правомерной, если такая задача ставиться без учета состояния ключевого сегмента экономики - электроэнергетики.

Пример настоящего проекта показывает, что территории России будут безнадежно отставать от современных требований развития, так как все ключевые показатели электроэнергетического сектора не имеют конкурентоспособных величин, которые способны создать конкурентоспособную среду. А так как развитие рынка определяется состоянием конкурентоспособной среды, то отсутствие конкурентоспособных показателей в электроэнергетике становится существенным фактором торможения экономического развития.

Необходимо понимать, что экономический рост, показываемый региональными экономиками в до-кризисный период, создавался за счет ресурсного состояния энергетики, созданной в советский период. Однако, в последние 2-3 года отсутствие резерва в электроэнергетическом секторе стало негативно сказываться на всех отраслях экономики и на развитии территорий. Поэтому вопрос о реконструкции всех региональных энергосистем – первостепенный вопрос дальнейшего развития. При этом, введение в ЦЭС дополнительных мощностей генерации электрической энергии не имеет никакого отношения к реконструкции ЦЭС, т. к. полной реконструкции требует вся транспортная система ЦЭС.

Настоящий проект показывает, что проведение реконструкции региональных электроэнергетических систем по традиционным централизованным схемным решениям неизбежно приведет к росту энергетического тарифа на территориях не менее, чем в 2 раза. При этом, ограничение в электроснабжении так же станет неизбежным следствием проводимой реконструкции по схеме централизации. Значительный рост тарифов на отпуск электрической энергии, при ограничении в электроснабжении, не только уничтожит конкурентную среду, но создаст широкий всплеск недовольства у всех субъектов - пользователей электрической энергией. Необходимо учитывать, что государственные субсидии не будут способны удержать ситуацию под контролем: таких средств на покрытие издержек у государства, просто, нет и не будет.

Отсюда, первой сутью проекта является то, что реконструкцию территориальных ЦЭС можно осуществить на базе дополнительных технических решений, результатом применения которых будет:

·  Снижение требуемых инвестиций в 3-5 раз.

·  Снятие ограничений на электроснабжение потребителей при реконструкции ЦЭС.

·  Практическое отсутствие роста тарифа на приобретаемую электрическую энергию.

·  Обеспечение условий для развития территории региона с созданием полноценной конкурентоспособной среды.

·  Обеспечение лояльности субъектов потребления электрической энергии к проведению реконструкции ЦЭС.

·  Создание условий для высокой экологической безопасности воздействия электроэнергетической системы на окружающую среду.

Второй сутью проекта является то, что принципы и технические решения, заложенные в схемные предложения реконструкции, создают условия для применения проектных идей инвесторами различного уровня и организациями, ведущими строительство в условиях с ограниченными возможностями и непомерными обременениями для подключения к ЦЭС.

Проектные решения позволяют сегодня внедрить проектные идеи в проекты обеспечения электрической энергией, как отдельно стоящие здания и сооружения, так и производства и отдельно стоящие поселки. В реальных условиях настоящего времени эти решения могут оказаться более дешевыми и с лучшими показателями для применяемых инвестиций. При этом качество электроснабжения, безусловно, окажется выше, а стоимость электрической энергии по просматриваемой перспективе работы объектов – будет ниже, даже при условии внедрения инноваций.

.