КОМПЛЕКСНІ ЕНЕГРОГЕНЕРУЮЧІ ВУЗЛИ В ОБ’ЄДНАНІЙ ЕНЕРГЕТИЧНІЙ СИСТЕМІ (original) (raw)

КОМПЛЕКСНІ ЕНЕГРОГЕНЕРУЮЧІ ВУЗЛИ В ОБ’ЄДНАНІЙ ЕНЕРГЕТИЧНІЙ СИСТЕМІ

2017, Науковий журнал «Енергетика: економіка, технології, екологія»

УДК 621.311 І. І. Червоненко , канд. техн. наук, ст. викл., ORCID 0000-0002-3856-4966 К. В. Махотіло канд. техн. наук, проф., ORCID 0000-0001-7081-071X В. С. Кулєшов, магістр, К. В. Кулєшова, магістр, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» КОМПЛЕКСНІ ЕНЕГРОГЕНЕРУЮЧІ ВУЗЛИ В ОБ'ЄДНАНІЙ ЕНЕРГЕТИЧНІЙ СИСТЕМІ Проаналізовано стан розвитку сонячних та вітрових електростанцій в Україні та їх вплив на роботу об'єднаної енергосистеми. Досліджено доцільність об'єднання СЕС та ВЕС в комплексний енергогенеруючий вузол, що дозволяє знизити вплив погодних умов на об'єм генерованої енергії. Запропоновано математичні моделі станцій вузла, які враховують зміну метеорологічних факторів та їх вплив на характер графіку генерації. За результатами моделювання отримано співвідношення встановлених потужностей електростанцій до максимуму навантаження, яке забезпечую добовий баланс енергії з урахуванням кліматичних умов України для різних пір року. Для забезпечення миттєвого балансу потужності в вузлі запропоновано використовувати накопичувачі енергії та розроблено алгоритм роботи системи управління його роботою. Показана доцільність використання ГАЕС як накопичувача енергії в вузлі. Ключові слова: енергогенеруючий вузол, сонячна електростанція, вітрова електростанція, гідроакумулююча електростанція, моделювання. Вступ. Зараз вітрова та сонячна генерація стає провідною галуззю світової енергетики, яка розвивається найбільш динамічно та зосереджує основну долю інвестицій. Саме вітрові (ВЕС) та сонячні електростанції (СЕС) покликані вирішити нагальні проблеми запобігання зміні клімату та вичерпання викопних енергоресурсів. Постійне зростання цін на продукти нафтогазової та вугільної промисловості, складності, пов'язані з будівництвом та експлуатацією атомних електростанцій, з однієї сторони, та зменшення вартості одиниці встановленої потужності об'єктів відновлюваної енергетики, з іншої сторони, сприяють поширенню та розвиту нових технологій функціонування енергетичної системи. При цьому виникає необхідність створення нових підходів до підтримання режимів роботи та подальшого розвитку об'єднаної енергетичної системи (ОЕС). Найбільш перспективним шляхом інтеграції відновлювальних джерел енергії в ОЕС є створення систем розподіленої генерації та глибоке впровадження інформаційних технологій на всіх ланках вироблення, передачі, розподілу та споживання електроенергії. Також ефективним механізмом регулювання режимів роботи ОЕС та спрямування подальшого розвитку СЕС та ВЕС є політика тарифоутворення як для виробників, так і споживачів відновлюваної енергії. Можна відмітити, що останні роки відновлювана енергетика за темпами розвитку поступово стає флагманом електричної генерації України. Станом на 1 січня 2017 року сумарна потужність СЕС в Україні склала вже 453 МВт, а ВЕС-426 МВт [1]. При цьому середній по території України річний потенціал сонячної енергетики становить 1235 кВт год/м 2 , що більш ніж на 20% перевищує потенціал Німеччини. Що стосується вітрової енергетики, то річний технічний потенціал становить 30 млрд. кВт•год. Активно проводяться і наукові дослідженню ефективності та доцільності використання сонячної та вітрової енергії в Україні [2, 3]. Проте, збільшення долі ВЕС та СЕС негативно впливає на роботу енергосистеми, що стоїть на шляху їх розвитку в усьому світі. Випадковий характер зміни сонячної активності та швидкості вітру вкрай ускладнює покриття графіку навантаження споживача тільки за рахунок СЕС або ВЕС. Компенсувати таку нерівномірність генерації мають інші електростанції в ОЕС. Але, якщо ГЕС можуть працювати в маневреному режимі, швидко та в широких межах змінюючи потужність, то блоки теплових станцій мають значно більшу постійну часу, а атомні електростанції взагалі майже не допускають зміну потужності реактора. Таким чином, можливість подальшого розвитку ВЕС та СЕС на практиці обмежується не лише природним ресурсом, а і запасом маневреної потужності ОЕС. Одним з можливих шляхів послаблення цього обмеження є об'єднання ВЕС та СЕС в комплексному енергогенеруючому вузлі, що дає можливість забезпечити більш надійне виконання _______________________________________________________________ © І. І.