Анализ особенностей развития электросетевого комплекса Арктической зоны РФ с учетом распределенной генерации
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время идет активное увеличение объемов добычи полезных ископаемых в северных регионах, тем самым увеличивается спрос на качественную и доступную электроэнергию. А также в эпоху цифровизации усиливается роль в обеспечении высокого уровня надежности существующих и проектируемых объектов электросетевого комплекса в арктических условиях. Большая протяженность линий электропередач и суровые климатические условия при малой нагрузке потребителей приводят к росту потерь и снижению надежности электросетевого комплекса. Распределенная генерация позволяет снизить потери в ЛЭП и увеличить надежность, так как сооружается вблизи нагрузок, а также дает возможность осуществить адаптацию энергетики к новым технологиям гибкого построения и интеллектуального управления электроэнергетическими сетями локального энергоснабжения, и является ключевым направлением оптимизации энерго-экономических механизмов при комплексном развитии Арктической зоны Российской Федерации (АЗРФ).
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 8
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭЛЕКТРОСЕТЕВОГО КОМПЛЕКСА АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ РФ 10
1.1 Сравнительная оценка плотности нагрузок 11
1.2 Выбор типа опор ВЛ исходя из природно-климатических условий 13
1.3 Выбор конструкции ЛЭП по экономическим критериям 16
1.4 Сборка и монтаж композитных опор 19
1.5 Оценка потерь напряжения и мощности в сетях в условиях Арктики 22
1.6 Оценка надежности сетей 23
1.7 Обоснование комплекса проблемных вопросов в развитии электросетевого комплекса 24
1.8 Формулировка гипотезы по решению ряда проблемных вопросов 25
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭСК БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ РГ 27
2.1 Выбор исходных данных 27
2.2 Единый энергоцентр работающий от внешней энергосистемы 32
Формирование конкурентоспособных вариантов схем сети 32
Оценка баланса реактивной мощности в проектируемой сети 32
Выбор сечений и марок проводов воздушных линий 32
Оценка технической осуществимости вариантов схемы сети 33
Выбор числа и мощности трансформаторов понижающих подстанций 34
Выбор схем распределительных устройств подстанций 35
Выбор рационального варианта схемы сети 35
Расчет и анализ основных режимов работы спроектированной сети 36
Основные технико-экономические показатели спроектированной электрической сети 36
2.3 Единый энергоцентр работающий в автономном режиме 39
2.4 Единый энергоцентр, работающий в параллель с внешней энергосистемой 43
Построение ЭЦ на 3 категорию 44
Построение ЭЦ на 1 категорию 45
2.5 Распределенная генерация без строительства внутрисистемных ЛЭП 46
2.6 Распределенная генерация со строительством внутрисистемных ЛЭП без подключения к внешней энергосистеме 47
2.7 Распределенная генерация со строительством внутрисистемных ЛЭП с подключением к внешней энергосистеме 49
ГЛАВА 3. СРАВНЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ ВАРИАНТОВ 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 56
Приложения
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
«Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года», утвержденная Указом Президента Российской Федерации от 26.10.2020 г. № 645.
Комплексная государственная программа Российской Федерации"Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации", утвержденная постановлением Правительства РФ от 30.03.2021 № 484.
«Энергетическая стратегия России до 2035 года», утвержденная распоряжением Правительства РФ от 09.06.2020 № 1523-р.
Доктрина Энергетической безопасности России, утвержденная указом Президента РФ 13.05.2016 № 216.
Приказ Минэнерго России «Об утверждении схемы и программы развития Единой энергетической системы России на 2021 – 2027 годы» от 26.02.2021 № 88.
Постановление Губернатора Ямало-Ненецкого автономного округа от 28.04.2021 № 65-ПГ «Об утверждении схемы и программы перспективного развития электроэнергетики Ямало-Ненецкого автономного округа на период 2022 – 2026 годов».
Постановление Губернатора Ненецкого автономного округа от 11.05.2021 № 32-ПГ «Об утверждении схемы и программы развития электроэнергетики Ненецкого автономного округа на 2021 – 2025 годов».
Указ губернатора Архангельской области от 28.04.2021 № 58-у «Об утверждении схемы и программы перспективного развития электроэнергетики Архангельской области на 2021 – 2025 годы».
Указ главы Республики Саха (Якутия) от 29.04.2021 № 1840 «О схеме и программе развития электроэнергетики Республики Саха (Якутия) на 2021 - 2025 годы».
На территории АЗРФ выделяют две группы районов по типу энергоснабжения. К первой относятся промышленно развитые территории, охваченные системами централизованного энергоснабжения на базе крупных электростанций. Ко второй группе относятся районы децентрализованного энергоснабжения, в которых малые рассредоточенные потребители обеспечиваются электроэнергией от автономных источников, преимущественно дизельных электростанций (ДЭС).
Оптимальной считается загрузка ДГУ в пределах 40–80 процентов от номинальной мощности, а допустимой загрузкой – 30–100. Длительная работа ДГУ на малую нагрузку недопустима, т.к. приводит к неполному сгоранию топлива и коксованию поршневых колец, а также повышенному расходу топлива.
Для удаленных объектов не менее актуален вопрос значительной протяженности линий: возникает проблема значительных потерь мощности и напряжения, что ведет к нерациональному повышению сечений проводников, и как следствие к большим капитальным затратам.