Разработка концепции построения интеллектуальной электрической сети с распределённой генерацией на примере энергокластера «Волково»
ВВЕДЕНИЕ
Современные реалии говорят о все большем увеличении потребления электрической энергии и потребности в ней. Классические способы добычи электроэнергии пока покрывают возрастающий спрос на электроэнергию, но стоит учитывать, что почти все из них используют ископаемое топливо, запасы которого ограничены. По прогнозам некоторых специалистов, запасы нефти и газа иссякнут менее чем через 100 лет.
В связи с этим возникает необходимость в новых способах добычи электроэнергии. Способом справиться с приближающимся энергетическим кризисом может стать переход на возобновляемые источники энергии.
Возобновляемая энергия – это энергия, получаемая из природных источников, которые пополняются со скоростью, превышающей скорость ее потребления. Примерами таких постоянно пополняемых источников являются солнечный свет и ветер. Возобновляемые источники могут обеспечить огромное количество энергии и окружают нас повсюду.
Получение энергии из возобновляемых источников сопряжено с гораздо
СОДЕРЖАНИЕ
Определения, обозначения, сокращения 6
Введение 8
1. Анализ состояния электрических сетей Центрального энергорайона Амурской области 12
1.1 Климатическая характеристика района проектирования 12
1.2 Характеристика природных условий 13
1.3 Структурный анализ электроэнергетической системы района 15
1.3.1 Характеристика источников питания 15
1.3.2 Структурный анализ линий электропередач 20
1.3.3 Структурный анализ подстанций 22
1.3.4 Структурный анализ средств компенсации реактивной мощности 29
1.4 Характеристика потребителей 29
1.5 Фактический баланс мощности 30
1.6 Расчёт и анализ установившихся режимов существующей сети 31
1.6.1 Моделирование существующего участка электрической сети 34
1.6.2 Анализ режимов существующей сети 35
2 Характеристика современного состояния и применения интеллекту-альной электрической сети с распределенной генерацией 39
2.1 Анализ литературы посвященной развитию распределенной генерации 39
2.2 Классификация объектов распределенной генерации 40
2.3 Ключевые направления концепции ИЭС ААС 42
3 Разработка вариантов подключения СЭС к существующей ЭЭС 44
3.1 Вариант 1. На напряжении 35 кВ. 46
3.2 Вариант 2. На напряжении 110 кВ. 52
3.3 Вариант 3. На напряжении 220 кВ. 54
4 Расчет установившихся режимов разработанных вариантов 57
4.1 Вариант 1. На напряжении 35 кВ. 57
4.2 Вариант 2. На напряжении 110 кВ. 63
4.3 Вариант 3. На напряжении 220 кВ. 69
5 Расчет экономической части проекта 75
5.1 Капиталовложения 75
5.2 Расчет эксплуатационных издержек 77
5.3 Определение приведенных затрат 79
5.4 Оценка экономической эффективности проекта. 79
6 Выбор основного оборудования проектируемой ПС 82
6.1 Выбор комплектных распределительных устройств 82
6.2 Выбор и проверка выключателей 83
6.3 Выбор и проверка разъединителей 86
6.4 Выбор и проверка трансформаторов тока 87
6.5 Выбор и проверка трансформаторов напряжения 91
6.6 Выбор и проверка ОПН 92
Заключение 98
Библиографический список 97
Приложение А 103
Приложение Б 121
Приложение В 174
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 Абдуллазянов, Э. Ю. Учѐт вклада потребителей в изменение показа-телей качества электроэнергии / Э. Ю. Абдуллазянов, Л. В. Ахметвалеева, С. В. Безуглый, А. И. Федотов // IX симпозиум «Электротехника 2030. Перспективные технологии электроэнергетики», 29-31 мая 2007 года. – Москва: ВЭИ, 2007.
2 Амелькина, Н. А. Определение фактического вклада несимметричных потребителей в искажение качества электроэнергии в точке общего присоедине-ния / Н. А. Амелькина, С. С. Бодрухина, С. А. Цырук // Электрика. – 2005. – №4.
3 Ананичева, С. С. Качество электроэнергии, регулирование напряжения и частоты в энергосистемах / А.А. Алексеев // Екатеринбург Изд-во УрФУ. – 2012.
4 Баглейбтер, О. И. Методы расчета цепей с нелинейными нагрузками / О. И. Баглейбтер, А. А. Устинов // Энергетика – управление, качество и эф-фек-тивность использования энергоресурсов: Сборник трудов 3-ей всероссийской на-учно-технической конференции с международным участием. – Благовещенск, 2003.
5 Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электриче-ские цепи / Л. А. Бессонов. – 11-е изд., испр. и доп. – М. : Гардарики, 2007. – 701 с. : ил.
6 Вагин, Г. Я. О необходимости приведения нормативных документов по электромагнитной совместимости и качеству электрической энергии к тре-бо-ваниям международных стандартов / Г. Я. Вагин, А. А. Севостьянов // Промыш-ленная энергетика. – 2010. – №11.
7 Варламов Ю.В. Измерение несимметрии напряжения в трехфазных электрических сетях М.: Энергоатомиздат, 1990. -200 с.
8 Висящев А.Н., Селезнев А.С., Кондрат С.А. Нормализация несинусоидальных режимов в электроэнергетической системе // Электроэнергетика глазами молодежи: науч. тр. V междунар. науч.техн. конф. (Томск, 10–14 ноября 2014 г.): в 2 т. Томск: Мин-во образования и науки РФ, Томский политехнический университет, 2014. Т. 1. С. 118–122.
9 ГОСТ 32144-2013. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
10 Гудков, В. В. Проблемы контроля показателей качества электриче-ской энергии / В. В. Гудков // КАБЕЛЬ-news. – 2010. – №2.
11 Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения предприятий. – М.: Энергоатомиздат, 2000.
12 Жежеленко И.В., Короткевич, М.А. Электромагнитная совместимость в электрических сетях. – М.: Вышэйшая школа, 2012.
11 Железко, Ю. С. Применение скидок и надбавок к тарифам за качество электроэнергии / Ю. С. Железко, С. А. Живов // Промышленная энергетика. – 1990. – №11.
12 Зыкин, Ф. А. Определение степени участия нагрузок в снижении ка-чества электроэнергии / Ф. А. Зыкин // Электричество. – 1992. – №11.
13 Зыкин, Ф. А. Энергетические процессы в системах электроснабжения с нагрузками, ухудшающими качество электроэнергии / Ф. А. Зыкин // Электричество. – 1987. – №12.
14 Карташев, И.И., Тульский, Р.Г. Управление качеством
Зимний максимум. В данном режиме напряжения в узлах находятся в допустимых пределах ±10 %. На шинах НН потребителей соблюдается закон встречного регулирования (напряжение не ниже 1,05*UНОМ).
Напряжение на шинах Благовещенской ТЭЦ и Райчихинской ГРЭС задано согласно схеме потокораспределения, которая использовалась в качестве исходных данных. Напряжение в остальных узлах отрегулировано с помощью устройств РПН.
Ток, протекающий по ЛЭП, не выходит за рамки длительно допустимого. Исходя из условия 30≤Imax/Iдоп≤70 % практически все ЛЭП оптимально.
Трансформаторы на ПС 220 кВ Благовещенская загружены на 80 %, что соответствует существующим нормативам: мощность трансформаторов на по-нижающих ПС рекомендуется выбирать из условия допустимой перегрузки в послеаварийных режимах до 70—80%, на время максимума общей суточной продолжительностью не более 6 часов в течение не более 5 суток [2].
В нормальном режиме потери активной мощности в районе составили 10,15 МВт, что составляет менее 5 % от суммарной мощности нагрузки в рас-сматриваемом районе.
Схема нормального режима сети показана на рисунке 7.
Расчёт послеаварийных режимов приведён в приложении А. Схема по-слеаварийного режима сети показана на рисунке 8. Для расчета послеаварийного режима рассмотрим отключение