Перспективы внедрения распределенной электроэнергетики

Введение 8
1 Принципы реализации распределенной энергетики 9
1.1 Определение и структура распределенной энергетики 9
1.1 Генерация распределенной энергии 10
2 Мировой опыт использования 11
2.1 Реализация распределенной энергетики в России 11
2.2 Реализация распределенной энергетики за рубежом 16
2.3 Глобальные тенденции распределенной электроэнергетики 19
3 Преимущества и недостатки распределенной энергетики 22
4 Общие сведения об объекте исследования 25
5 Определение расчетных нагрузок потребителей коттеджного поселка 28
5.1 Расчетные нагрузки потребителей коттеджного поселка на стороне низшего напряжения трансформатора 28
5.2 Расчетные нагрузки потребителей коттеджного поселка на стороне высшего напряжения трансформатора 30
6 Электрический расчет распределительной сети коттеджного поселка 32
6.1. Электрический расчет распределительной сети напряжением 0,4 кВ 32
6.1.1 Выбор сечения провода распределительной сети 0,4 кВ по допустимым потерям напряжения 34
6.1.2 Проверка выбранного провода распределительной сети 0,4 кВ по наибольшему рабочему току 35
6.2. Электрический расчет распределительной сети напряжением 10 кВ 36
6.2.1 Выбор сечения провода распределительной сети 10 кВ по экономической плотности тока 38
6.2.2 Проверка выбранного провода распределительной сети 10 кВ по допустимой потере и отклонению напряжения 39
7 Выбор количества и мощности понижающих трансформаторов для питания потребителей коттеджного поселка 43
7.1 Выбор понижающего трансформатора распределительной сети 0,4 кВ 43
7.1.1 Расчет потерь мощности в трансформаторе распределительной сети 0,4 кВ 44
7.2 Выбор понижающих трансформаторов распределительной сети 10 кВ 45
8 Расчет потерь электрической энергии в элементах распределительной сети 47
8.1 Расчет потерь электрической энергии в элементах распределительной сети 0,4 и 10 кВ 47
8.2 Мероприятия по снижению потерь мощности и электроэнергии 50
9 Сравнительная эффективность вариантов электроснабжения коттеджного поселка 51
Заключение 54
Библиографический список 55

Весь текст будет доступен после покупки

Энергетика является основой развития производственных сил в любом государстве. Она обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Электрическая энергия является неотъемлемой частью жизни человека, и потребности растут с каждым годом.
На сегодняшний день активно развивается индивидуальное жилищное строительство и большое внимание уделяется улучшению энергетической инфраструктуры в нем. Однако в нашей стране около 2/3 территории не имеет доступа к централизованному энергоснабжению. Как правило, на этих территориях расположены поселки с низкой плотностью населения. Организация централизованного электроснабжения удаленных населенных пунктов требует как больших инвестиционных вложений, так и немалых эксплуатационных затрат.
Обеспечение надежного электроснабжения удаленных потребителей является важным направлением государственной политики. В связи с этим основной задачей при обеспечении электроэнергией таких потребителей является доведение себестоимости производства электроэнергии до эффективной.
Решить данную проблему можно развитием распределенной энергетики на , позволяющее не зависеть от централизованного энергоснабжения и его состояния в целом.
Распределенная энергетика – катализатор и ключевой элемент «энергетического перехода» от традиционной организации энергосистем к новым технологиям и практикам. «Энергетический переход» осуществляется на базе децентрализации, цифровизации, интеллектуализации систем энергоснабжения, с активным вовлечением самих потребителей и всех видов энергетических ресурсов и характеризуется повышением энергетической эффективности и снижением выбросов парниковых газов (прежде всего за счет возобновляемых источников энергии).

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Определение и структура распределенной энергетики

Распределенная энергетика – концепция развития энергетики, подразумевающая строительство потребителями электрической энергии источников энергии компактных размеров или мобильной конструкции и распределительных сетей, производящих тепловую и электрическую энергию для собственных нужд, а также направляющих излишки в общую сеть (электрическую или тепловую), осуществляемая с целью повышения энергетической эффективности, снижения экологического влияния на окружающую среду.
Особенность централизованной энергетики заключается в сосредоточении преимущественно вблизи таких энергоресурсов как каменный уголь мазут нефть мощные реки и так далее. Однако зачастую крупные потребители электрической энергии располагаются вдали от источников энергии что предполагает наличие ЛЭП различной протяженности. Транспортировка электрической энергии на дальние расстояния влечет за собой неизбежные ее потери, к тому же существует территории, на которых невозможно строительство, например, болото, вечная мерзлота, скалистый грунт, горы и прочие условия ландшафта [16, 11].
В отличие от централизованной электроэнергетики, где электроэнергия производится на крупных электростанциях и передается через высоковольтные линии передачи на расстояниях сотен и тысяч километров, в распределенной электроэнергетике электроэнергия производится на месте потребления или ближе к нему.
Распределенная энергетика (малая) позволяет потребителю не зависеть от централизованного энергоснабжения и его состояния, использовать оптимальные для данных условий источники производства энергии. Она включает в себя использование микроэлектросетей, где энергия производится и потребляется на местном уровне, а также использование систем управления нагрузкой, которые позволяют более эффективно использовать электроэнергию и снизить расходы на ее потребление. Данные технологии находят себе место и в промышленно развитых, и в развивающихся районах с различным климатом [10, 17].
Общепринятого термина «распределенная энергетика» в настоящее время нет. В электроэнергетике наиболее часто к малым электростанциям принято относить электростанции мощностью до 30 МВт с агрегатами единичной мощностью до 10 МВт. Обычно такие электростанции разделяют на три подкласса: микроэлектростанции мощностью до 100 кВт; миниэлектростанции мощностью от 100 кВт до 1 МВт; малые электростанции мощностью более 1 МВт.
Наряду с термином «распределенная энергетика» применяются понятия «локальная энергетика», «малая энергетика», «автономная энергетика» и «распределенная генерация энергии (РГЭ)». Последнее понятие определяют как производство энергии на уровне распределительной сети или на стороне потребителя, включенного в эту сеть. Она является наиболее развитой составляющей распределённой энергетики в России является распределенная генерация, которая представляет собой комплектные энергообъекты мощностью до 25 МВт, расположенные рядом с потребителем [18].
Распределенные энергетические системы должны сыграть жизненно важную роль в достижении целей по выбросам и удовлетворении растущего глобального спроса на энергию к 2050 г.

1.1 Генерация распределенной энергии

Генерация данного вида энергии определяется как малая генерирующая установка, которая устанавливается в электрической системе и обычно подключается на подстанциях, на распределительных фидерах или на уровне нагрузки потребителя. Также это может быть установка и эксплуатация небольших модульных технологий производства электроэнергии, которые можно комбинировать с системами управления и хранения энергии. Она используется для улучшения работы систем электроснабжения у конечного пользователя или рядом с ним. Эти системы могут быть подключены или не подключены к электрической сети.
В настоящее время автономная энергетика является единственным действенным инструментом снижения стоимости электроэнергии для предприятий малого и среднего бизнеса. Возможность работы оборудования малой распределённой энергетики на разных видах топлива (в том числе на сжиженном газе) позволяет устанавливать такие объекты на территориях с обширной географией.
В системах распределенной электроэнергетики целесообразно использовать возобновляемые источники энергии, так как мировой спрос на электроэнергию растет с высокой скоростью, а предложение на энергетическом рынке обычных традиционных источников энергии (уголь, нефть, газ) ограничено. Перспективными альтернативными источниками на сегодняшний день являются солнце, ветер и биомасса.
Фотогальванические элементы, топливные элементы и батареи генерируют постоянный ток, подходящий для нагрузок постоянного тока и генераторов постоянного тока. С другой стороны, постоянный ток можно преобразовать в переменный с помощью современной силовой электроники, а затем подключить к нагрузкам переменного тока и электросети.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Комякова Т. В. Расчет распределительных сетей / Т. В. Комякова, И. А. Кремлев / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2013. 36 с.
2 Герасименко А. А. Передача и распределение электрической энергии: Учебное пособие / А. А. Герасименко, В. Т. Федин. Ростов-на-Дону: Феникс, 2008. 715 с.
3 Справочник по проектированию электрических сетей / Под ред. Д. Л. Файбисовича. М., 2005. 320 с.
4 Правила устройства электроустановок. М.: Норматика, 2012. 464 с.
5 ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014. 16 с.
6 СТП ОмГУПС-1.2-2005. Работы студенческие учебные и выпуск-ные квалификационные. Общие требования и правила оформления тексто-вых документов. Омск, 2005. 29 с.
7 Тарабин И. В. Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей / И. В. Тарабин, И. А. Кремлев, И. А. Терехин / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2019. 44 с.
8 СТП ОмГУПС-1.1-02. Работы студенческие учебные и выпускные квалификационные. Основные положения. Омск, 2002. 13 с.
9 Неклепаев Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие / Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков. СПб: БХВ-Петербург, 2014. 608 с.
10 Цифровой переход в электроэнергетике России: экспертно-аналитический доклад. / под общ. ред. В. Н. Княгинина и Д. В. Холкина. М., ЦСР, 2017.
11 Веселов Ф. В., Макаров А. А., Макарова А. С. Методы и результаты оценки эффективности ускоренной модернизации электроэнергетики России // Теплоэнергетика. 2013. № 1. С. 6-17

Весь текст будет доступен после покупки