Kitobni o'qish: «Снижение потребления электроэнергии на собственные нужды за счет микрогенерации на цифровых подстанциях 35-500 кВ», sahifa 2

Для оптимизации работы СЭ, экономии топлива и технического ресурса оборудования, повышения надежности электроснабжения потребителей целесообразно вводить возобновляемые источники энергии (ВИЭ) в системы электроснабжения собственных нужд.

Для осуществления поставленной цели в диссертационной работе решается ряд задач:

– Произвести оценку потенциала возобновляемых источников энергии и возможности их использования для электроснабжения собственных нужд ПС.

– Рассмотреть основные принципы электроснабжения систем СН

– Проанализировать методы снижения потерь при работе подстанции

– Рассмотреть возможные модели электроснабжения за счет микрогенерации

– Оценить технико-экономические параметры данного проекта.

1. Анализ состояния вопроса

1.1 Анализ актуальности темы работы

Ежегодно на рынке электрической энергии (ЭЭ) наблюдается тенденция роста цен на ЭЭ, что беспокоит, как ее потребителей, так и производителей.

Цена на потребляемую электрическую энергию складывается, во-первых, из затрат, произведенных поставщиком ЭЭ на покупку средств труда, которые долговременно участвуют в процессе производства и переносят свою цену в виде ежегодных амортизационных отчислений. Данные затраты идут на: покупку оборудования, последующий ремонт и модернизацию данного оборудования; реализацию мероприятий по повышению эффективности оборудования и обеспечения энергосбережения; содержание зданий и сооружений, которые прямо или косвенно участвуют в производстве ЭЭ.

Во-вторых, не менее важной составляющей цены на электрическую энергию являются затраты на предметы труда, которые используются в процессе производства единовременно и переносят всю свою стоимость на готовую продукцию. В энергетике основную часть затрат на покупку предметов труда составляют затраты на приобретение топлива, которым в большинстве случаев является уголь, нефть, природный газ (т. е. топливо, получаемое из месторождений ископаемых природных ресурсов).

Обеспечение устойчивости работы электростанций и энергосистем является одной из важнейших задач электроэнергетики. Нарушение их устойчивости могут приводить к отключению большого числа потребителей электроэнергии, недовыпуску продукции и прочим экономическим потерям, а также повреждению оборудования как самой электростанции, так и связанных с ней сетей.

Согласно одобренной Минэнерго РФ «дорожной карте» (рисунок 1.1), уже, начато создание промышленного потенциала в области автоматизации электросетевого комплекса. В рамках реализации НТИ ведутся разработки, и уже внедряются в качестве пилотных проектов цифровые электрические станции и подстанции не только на вновь строящихся, но и на некоторых реконструируемых объектах энергетики [2].

Рисунок 1.1

Основные проектные направлений в энергетике до 2035 года

Вместе с тем, уже сегодня встает вопрос о модернизации всей существующей на данный момент отраслевой инфраструктуры, что также требует не только выделения всех необходимых средств и ресурсов для решения поставленных задач, но и компетентного подхода к их решению. Особенно важным при реализации любых долгосрочных программ, является текущее поддержание надежности различных элементов энергосистемы, при этом желательным является постепенное внедрение новых инженерно-технических решений, высокотехнологичного оборудования и систем управления.

В этой связи, целью данной научно-исследовательской работы является повышение надежности и энергетической эффективности станций и подстанций, за счет внедрения в системы управления и автоматики новых энергосберегающих технологий на основе возобновляемых источников электроэнергии. Именно эти системы, цепи управления, релейная защита и автоматика (РЗА), сигнализация, аварийное освещение и т. д., питаются постоянным током, и требуют наличия источника резервного питания для обеспечения работы оборудования в различных режимах, а также при полном отключении трансформаторной подстанции (ТП) от питающей сети.

Повысить надежность различных систем ТП, которые используют для работы как постоянный, так и переменный ток (электроснабжение собственных нужд), можно с помощью независимых источников тока, выполненных на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

Применение мини-СЭС для электропитания систем и цепей постоянного тока, а также для электроснабжения собственных нужд ТП, сводится главным образом к её подсоединению к ЩПТ. Номинальное напряжение, которое выдают солнечные модули, может регулироваться в пределах 24–48 В и выше (кратность – 12), в зависимости от числа последовательно соединенных модулей. При использовании в составе мини-СЭС аккумуляторных батарей, например, это необходимо при выводе штатных батарей ТП из работы, рекомендуется использовать отечественные литий-железо-фосфатные (LiFePO4) аккумуляторы. Данный тип аккумуляторов имеет высокую надежность, большую ёмкость (220–770 А·ч) и ресурс при глубине разряда до 80 %, срок службы до 25 лет, и не нуждается в обслуживании. Оптимальным решением может быть полная замена свинцово-кислотных аккумуляторов ТП на литий-железо-фосфатные.