МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИЕЙ

ВВЕДЕНИЕ……...…………………………………………………………………...3

1 ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИЕЙ………………………….6
1.1 Распределенная генерация – основное направление развития энергетики…..6
1.2 Технологии производства энергии в электротехнических системах с распределенной генерацией и их перспективы…………………………………….9
1.3 Методики управления электротехническими системами с распределенной генерацией…………………………………………………………………………..15

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИЕЙ…………………………………………….22
2.1 Модель электротехнической системы жилых зданий………………………..22
2.2 Модель электротехнической системы промышленного предприятия………38
2.3 Результаты моделирования установившегося режима работы………………45

3 МИНИМИЗАЦИЯ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИЕЙ…………………………………………….51
3.1 Выбор места расположения источников питания в электротехнической системе с распределенной генерацией…………………………………………….51
3.2 Организация «умной» электротехнической системы с распределенной генерацией…………………………………………………………………………..52
3.3 Методика уменьшения потерь при передаче электроэнергии в электротехнических системах с распределенной генерацией…………………...52
3.4 Перераспределение источников питания по группам потребителей в децентрализованной электротехнической системе промышленного микрорайона города………………………………………………………………………………..56
3.5 Оценка экономической эффективности перераспределения источников питания по группам потребителей………………………………………………...60
3.6 Потери при передаче электроэнергии в электротехнических системах с распределенной генерацией с различным числом источников питания………..61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………..66

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………….70

ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………………….80

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы. Концепции развития электроэнергетической отрасли Республики Казахстан на 2023 – 2029 годы в числе перспектив развития топливно-энергетического комплекса отмечена высокая роль электротехнических систем (ЭТС) с распределенной генерацией (РГ). Очевидными преимуществами ЭТС с РГ является адаптивное использование доступных энергоресурсов, уменьшение потерь электроэнергии при передаче потребителю по сравнению с централизованными электротехническими системами и возможность направлять излишки электроэнергии в энергохранилища или внешнюю сеть. Основными проблемами ЭТС с РГ является дисбаланс генерируемой и потребляемой мощностей, вызывающий отклонение сетевого напряжения и частоты от допустимых значений, возможность возникновения устойчивых хаотических колебаний режимных параметров, дополнительные потери мощности в питающих линиях за счет смещения центров электрических нагрузок (ЦЭН).
В этой связи актуальными задачами для ЭТС с РГ являются поддержание сетевого напряжения и частоты в диапазоне допустимых значений, детектирование и подавление хаотических колебаний режимных параметров, минимизация потерь электроэнергии в питающих линиях. Данные задачи могут быть решены путем разработки методик управления ЭТС с РГ, направленных на стабилизацию режимных параметров в пределах допустимых значений, в том числе при возникновении хаотических колебаний, а также на уменьшение потерь мощности при электропередаче. Апробацию методик управления ЭТС с РГ целесообразно осуществлять методами имитационного компьютерного моделирования. В качестве предполагаемых результатов от внедрения методик управления ЭТС с РГ ожидается стабилизация значений показателей качества электроэнергии, повышение режимной устойчивости электросистемы и пропускной способности линий электропередачи.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИЕЙ

1.1 Распределенная генерация – основное направление развития энергетики

В настоящее время одним из перспективных направлений развития мировой и отечественной энергетики является расширение области распределенной генерации электроэнергии [1, 2]. Однако перед тем, как рассматривать преимущества ЭТС, необходимо предоставить определение распределенной генерации. Понятие РГ имеет несколько трактовок. В некоторых исследованиях РГ рассматривается как организация автономных электротехнических систем (ЭТС), особенно в удаленных районах, не связанных с магистральными линиями [3, 4, 5]. Другие работы определяют РГ через объемы производимой энергии [6]. Кроме того, РГ может включать в себя ЭТС, работающие на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в рамках концепции «зеленой энергетики» [7, 8]. В компромиссном варианте определения РГ, можно сказать, что это производство энергии энергоустановками мощностью не более 25 МВт (20 Гкал/ч) с возможностью автономной работы или интеграции в единую ЭТС с РГ для обеспечения энергией потребителей без собственных мощностей и для повышения надежности и устойчивости ЭТС.
Среди основных преимуществ ЭТС с РГ можно выделить следующие:
- Повышение надежности благодаря увеличению числа источников питания;
- Снижение потерь при передаче и распределении энергии;
- Возможность использования различных типов энергоресурсов;
- Минимизация времени строительства и ввода в эксплуатацию энергоустановок РГ.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Воропай, Н. И. Будущие электроэнергетические системы - тенденции и проблемы / Н. И. Воропай, А. Б. Осак // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. – 2015. – № 4. – С. 2–
4.
2. Леонов, Е. Н. Распределенная энергетика как перспектива развития электротехнических систем / Е. Н. Леонов // Главный энергетик.- 2018.– № 1–2, С. 84–95.
3. Hansen, C. J. An economic evaluation of small-scale distributed electricity generation technologies / C. J. Hansen, J. Bower.- Oxford: Oxford University, 2003. 59 p. — ISBN 1-901-795-30 -6.
4. Лукутин, Б. В. Возобновляемая энергетика в децентрализованном электроснабжении: моногр. / Б. В. Лукутин, О. А. Суржикова, Е. Б. Шандарова.
— М. : Энергоатомиздат, 2008. – 231 с. — ISBN 978-5-283-03272-9.
5. Марченко, О. В. Исследование экономической эффективности ветроэнергетических установок в составе децентрализованных систем электроснабжения / О.В. Марченко, С.В. Соломин // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. – 2010. – № 1(81), С. 126–131.
6. Гуревич, Ю. Е. Особенности расчетов режимов в энергорайонах с распределенной генерацией: моногр. / Ю. Е. Гуревич, П. В. Илюшин. – Н.
Новгород: НИУ РАНХиГС, 2018. – 280 с. — ISBN 978-5-00036-226-6.
7. Сурков, М. А. Мировые тенденции в области построения автономных систем электроснабжения с использованием возобновляемых источников энергии / М. А. Сурков, Б. В. Лукутин, Е. Ж. Сарсикеев, В. Р. Киушкина // Науковедение : электрон. журн. – 2012. – Вып. № 4. – URL: http://naukovedenie.ru/PDF/42tvn412.pdf.
8. Joerss, W. Decentralised power generation in the liberalized EU energy markets/ W. Joerss, B. H. Joergensen, P. Loeffler [et. al.]. — Hardcover: SpringerVerlag Berlin Heidelberg, 2003. – 259 p. — ISBN 978-3-540-40133-9.
9. Илюшин, П. В. Преимущества и общесистемные эффекты от интеграции объектов распределенной генерации в распределительные сети / П.
В. Илюшин// Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2020. – № 1. – С. 17–23.
10. Илюшин, П. В. Анализ показателей надежности современных объектов распределенной генерации / П. В. Илюшин, В.О. Самойленко // Промышленная энергетика. – 2019. – № 1. – С. 8–16.
11. Смородова, О. В. Энергоэффективное использование попутного нефтяного газа / О. В. Смородова // Инновационная наука. – 2016. - №4–3. – С.154-156.
12. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Республики Казахстан : Федер. закон от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ (последняя ред.):
[принят Государственной Думой 11 ноября 2009 г. : одобрен Советом Федерации 18 ноября 2009 г.] // КонсультантПлюс : справ.-правовая система. — Режим доступа: по подписке.
13. Дмитриенко, В. Н. Выбор мощности генерирующего оборудования автономной солнечно-дизельной электростанции мегаваттного класса /В. Н. Дмитриенко, Б. В. Лукутин // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 4. – С. 61–66.
14. Стенников, В. А. Централизованная и распределенная генерация – не альтернатива, а интеграция / В. А. Стенников, В. Н. Воропай Н. И. — URL:
http://energystrategy.ru/projects/Energy_21/4-2.pdf (дата обращения: 11.10.2020).
15. Илюшин, П. В. Автоматика управления нормальными и аварийными режимами энергорайонов с распределенной генерацией : моногр. / П. В.
Илюшин, А. Л. Куликов. – Н. Новгород: НИУ РАНХиГС, 2019. – 364 с. — ISBN 978-5-00036-236-5.
16. Кучеров, Ю. Н. Анализ общих технических требований к распредел?нным источникам энергии при их интеграции в энергосистему / Ю.Н. Кучеров, П. К. Березовский, Ф. В. Веселов, П. В. Илюшин //
Электрические станции. – 2016. – № 3 (1016). – С. 2-10.
17. Марченко, А. И. Автоматика опережающего деления в схемах присоединения малой генерации к электрической сети / А. И. Марченко, А. Г. Фишов // Оперативное управление в электроэнергетике. Подготовка персонала и поддержание его квалификации. – 2017. – № 5. – С. 8–18.
18. Гежа, Е. Н. Системная автоматика для интеграции локальных систем электроснабжения с синхронной малой генерацией в электрические сети / Е. Н. Гежа, В. Е. Глазырин, Г. В. Глазырин, Е. С. Ивкин, А. И. Марченко, Р. Ю.
Семендяев, О. В. Сердюков, А. Г. Фишов // Релейщик. – 2018. – № 2. – С. 24-31.
19. Илюшин, П. В. Проблемные технические вопросы работы объектов распределенной генерации в составе энергосистемы и подходы к их решению / П. В. Илюшин // Энергоэксперт. – 2015. – № 1. – С. 58-62.
20. Шарыгин, М. В. Защита и автоматика систем электроснабжения с активными промышленными потребителями: моногр. / М. В. Шарыгин, А. Л. Куликов. - Н. Новгород: НИУ РАНХиГС, 2017. – 284 с. — ISBN 978-5-00036179-5.
21. Балабанов, М. С. Экологические аспекты в энергосберегающей политике на этапе создания в Казахстане интеллектуальных энергосистем с активноадаптивной сетью / М. С. Балабанов, С. В. Бабошкина, Р. Н. Хамитов //
Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2015. – Т. 326. – № 11. – С. 141–152.

Весь текст будет доступен после покупки