Особенности сопряжения возобновляемых источников энергии (виэ) в контексте развития интеллектуальной энергетической системы России
жүктеу/скачать 97.24 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Основные технологические направления
- Особенности согласования ВИЭ с существующими энергосетями
| Особенности сопряжения возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в контексте развития интеллектуальной энергетической системы России
Р.В. Колосов, В.В. Титов, В.Г.Титов Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева Правительственной комиссией по высоким технологиям и инновациям утверждено 27 технологических платформ (ТП), из них 8 относятся к энергетическому сектору. Пять из них: Интеллектуальная энергетическая система России, Малая распределённая энергетика, Перспективные технологии возобновляемой энергетики, Экологически чистая тепловая энергетика высокой мощности, Биоэнергетика – отвечают задачам реализации национального приоритета, связанного с обеспечением энерго- и ресурсосбережения, энергоэффективного потребления и развития использования ВИЭ[1,2,3,4] . ТП «Интеллектуальная энергетическая система России» – это качественно новая совокупность генерации, электрических сетей и потребителей, объединенных на основе принципов саморегулирования и самовосстановления, с управлением через единую сеть информационно-управляющих систем в режиме реального времени. Основной целью технологической платформы является внедрение интеллектуальных технологий в российской электроэнергетике для повышения эффективности, надежности и безопасности ее деятельности. Основными задачами технологической платформы являются определение основных направлений развития всех элементов энергетической системы: генерации, передачи и распределения, сбыта, потребления и управления, а также определение основных компонентов, технологий, информационных и управленческих решений во всех вышеуказанных сферах. Переход на Smart-технологии контроля, учёта и диагностики активов, позволит обеспечивать их эффективное функционирование и эксплуатацию, рост эффективности работы генерации, сглаживание пиков потребления, а также снижение рисков системных аварий, повышение надежности, рост пропускной способности сетей и снижение потерь в сетях. Применяемая прозрачная система контроля поставок и учёта электроэнергии, позволит также устанавливать экономически обоснованные тарифы на основании фактических данных. Для создания нового инновационного технологического базиса энергетики предполагается развивать пять групп ключевых прорывных технологий:
Среди приоритетов по линии реализации проектов выделяются:
Продолжающийся рост гидроэнергетики и быстрое развитие ветровой и солнечной энергетики укрепили позиции возобновляемых источников в качестве неотъемлемой составляющей в структуре мировой энергетики: к 2035 году возобновляемые источники составят почти одну треть совокупного объема выработки электроэнергии[5,6]. В рамках ТП «Перспективные технологии возобновляемой энергетики» будут решаться задачи вовлечения в хозяйственный оборот возобновляемых энергетических ресурсов и создания в России необходимого оборудования.
• Гидроэнергетика (малая) • Морская энергетика • Энергия течений, волн, приливов • Геотермальная энергетика • Солнечная энергетика • Ветроэнергетика • Системы энергоснабжения на основе комплексного использования ВИЭ • Накопители энергии В рамках ТП осуществляется мониторинг и анализ рынка, оценка технического уровня и проблем использования ВИЭ в России и мире, а также определение перспективных коммерческих проектов в области создания и внедрения основного оборудования, их совместная реализация и сопровождение. Особенности согласования ВИЭ с существующими энергосетями Согласно нескольких основных технологических направлений ТП интеллектуальной энергетической системы России и ТП перспективные технологии возобновляемой энергетики одной из основных задач является разработка и внедрение усовершенствованных методов управления. Причем к таким систем управления предъявляются высокие требования в вопросах качества электроэнергии, унифицированности таковых систем, возможности расширения их функциональных возможностей вплоть до самостоятельного принятия решений, обучаемости, и при этом простоты использования. Одним из перспективных направлений реализации данного подхода является развитие малой электроэнергетики, в частности использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Перечень их достаточно велик. В работе, выполняемой по государственному заказу ГК № 16.1526.12.6016 от 11 декабря 2011 года, анализированы источники на базе ветроустановок и солнечных батарей, работающих параллельно с энергосистемой малой генерации. Очевидно, что в этом случае необходимо максимально использовать возобновляемые источники во всех режимах работы энергосистемы, в условиях случайно изменяющихся по величине скорости ветра и переменных электрических нагрузок, обеспечивая снижение нагрузки питающей линии[7,8]. Наиболее актуальной задачей на данный момент с энергетической точки зрения является поддержание максимальной возможной мощности, развиваемой ВЭУ, в условиях случайно изменяющихся по величине скорости ветра и переменных электрических нагрузок. 
1 – контроль скорости ветра, температуры окружающей среды, атмосферного давления, относительной влажности; 2 – контроль частоты вращения ветроприёмника; 3 – контроль генерируемой электрической мощности; 4, 5 – контроль потоков мощности на буферном накопителе; 6 – контроль потребляемой электрической мощности; α – управление шагом лопасти; Т – трансмиссия (мультипликатор + тормоз); Г – генератор переменного тока Рис. 1 – Упрощённая блок-схема ВЭУ малой мощности крыльчатого типа, в которой реализуется оптимальное управление
Необходимо оценить влияние колебания порывов ветра на ток и напряжение на выходе машинно-вентильной системы. Используя разработанную ранее модель ветроэнергетической установки (рис.2) [9,10], задаваясь частотой пульсаций ветра в пределах от 0.05 Гц до 1Гц, измерим амплитуды колебаний выпрямленного тока и напряжения в установившемся режиме. 
Рис. 2– Модель ВЭУ гарантированного питания (с накопителем энергии) Полученные данные занесем в таблицу 2. Таблица 2 Результаты эксперимента
По полученным данным построим характеристики (рис.1 и рис.2). 
Рис. 2– Частотная характеристика напряжения с выхода выпрямителя 
Рис. 3 –Частотная характеристика тока По полученным частотным характеристикам видно, что чем больше частота порывов ветра, тем меньше амплитуда колебаний выходных параметров машинно-вентильной системы. Второй особенностью рассматриваемых систем является наличие у характеристик первичных преобразователей энергии выраженного максимума коэффициента полезного действия, зависящего от комбинации параметров самого источника энергии, преобразователя и питаемых потребителей, что вызывает необходимость регулирования процессов преобразования для повышения их эффективности. Также стоит отметить необходимость оценки состояния сети, то есть, режима работы потребителей, состояния буферного накопителя, оценки запаса его мощности, необходимости зарядки. Идеальным по согласованию работы ВИЭ с интеллектуальной энергетической системой было бы наличие системы, которая также прогнозировала бы потребление энергии в сети, для начала хотя бы на небольшой период времени. Вторым современным аспектом,, значительно увеличивающим интерес со стороны потребителей, было бы наличие возможности оценивать экономическую выгоду от использования в определенный промежуток времени того или иного типа источника и автоматического принятия решения об выборе такового[11]. На наш взгляд построение таких многозадачных и одновременно разноплановых систем логичнее выполнять на базе нечетких регуляторов, поскольку они имеют способность к обучению и в отличие от существующих общепринятых систем работают не с конкретными числами, а с массивами данных, что позволяет более гибко подходить к вопросам оценки работы сопряженных систем. Литература:
жүктеу/скачать 97.24 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|