Снижение потребления электроэнергии на собственные нужды за счет микрогенерации на цифровых подстанциях 35-500 кВ

В. И. Сташко, 2021

Учебно-методическое пособие предназначено для практических занятий по дисциплине «Основы интеллектуальной энергетики» студентов направления 13.04.02 8Э (ЭНЭ) магистратуры и соответствует ФГОС ВО 3++. В учебно-методическом пособии имеется теоретическая часть, необходимая для практических занятий, пояснения и примеры решения задач. Приведены примеры технической реализации и построения систем электроснабжения с использованием элементов и технологий EnergyNet. Учебно-методическое пособие предназначено для студентов направления 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника», как очной, так и заочной магистратуры, и может быть использовано при выполнении научно-исследовательской выпускной квалификационной работы.

Введение

Цели и задачи энергетической политики России заключаются в устойчивом обеспечении страны энергоносителями и создании надежной сырьевой базы российского топливно-энергетического комплекса, в повышении эффективности использования энергии и создании условий для перевода экономики страны на энергосберегающий путь развития. Следствием этого является необходимость совершенствования системы энергоснабжения не только промышленных предприятий, но также и предприятий аграрного сектора: создание надежных систем электроснабжения предприятий, развитие электрических сетей и электрооборудования, автоматизированных систем управления; обеспечение быстродействия и селективности релейной защиты и оперативной автоматики; автоматизации измерений и учета электроэнергии; внедрение новейшего электрооборудования. Поэтому важнейшими задачами развития систем энергоснабжения является повышение уровня проектно — конструкторских разработок, внедрение и рациональная эксплуатация высоконадежного оборудования, снижение непроизводственных расходов электроэнергии при ее передаче, распределении и потреблении.

На данный момент одной из наиболее важных задач развития отечественной энергетики в стране является реконструкция существующих электроэнергетических систем (ЭЭС). На сегодняшний день в стране существует большое количество электростанций и подстанций (ПС) выработавших свой нормативный срок службы. Важно отметить, что эксплуатация подобного морально и физически устаревшего парка оборудования приводит к ложному срабатыванию или отказу комплексов релейной защиты, возникновению и развитию аварийных ситуаций и т. д. Все это приводит к общему снижению надежности всей энергосистемы в целом.

Постоянно возрастающие требования к качеству систем электроснабжения, их надежности и экономичности, в комплексе с изменяющейся структурой и характером потребления электроэнергии современными предприятиями, а также появление и широкое внедрение устройств управления и контроля на базе современной вычислительной техники требуют своевременной реконструкции существующих сетей ЭС.

Большая часть (около 65 %) территории России находится в зоне изолированного (автономного) энергоснабжения и в основном обеспечиваются электроэнергией от дизельных электростанций, работающих на привозном топливе. На основе создания энергокомплексов на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), например, в составе ветродизельных электростанций (ВДЭС), обеспечивающих высокую долю замещения дальнепривозного дизельного топлива, может эффективно проводиться оптимизация и модернизация существующих систем энергоснабжения [1].

По существующим оценкам, технический ресурс возобновляемых источников энергии (преобладающую долю в котором имеет потенциал использования энергии солнца и энергии ветра) очень большой. Экономический потенциал ВИЭ зависит от существующих экономических условий, стоимости, наличия и качества запасов ископаемых топливноэнергетических ресурсов. Указанный потенциал меняется во времени. Возобновляемая энергетика способна внести значительный вклад в решение важнейшей проблемы энергообеспечения децентрализованных районов.

Целью данной работы является разработка мероприятий по снижение потерь электроэнергии на собственные нужды цифровой подстанции за счет собственной микрогенерации.

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.