Оцінювання впливу відновлюваних джерел енергії на формування балансів електричної енергії
Вантажиться...
Дата
2018
Автори
Норець, Максим Олександрович
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Актуальність теми. Електроенергетична система України – це сукупність електростанцій-генераторів та споживачів що з'єднані між собою мережами та загальним режимом роботи. Графіки добового споживання і генерації електроенергії Об'єднаної Енергосистеми (ОЕС) України є досить нерівномірними. В той же час існує дефіцит так званих «маневрених» генеруючих потужностей, що можуть працювати в діапазоні потужностей тим самим приймаючи участь у регулюванні частоти енергосистеми так як з точки зору собівартості електроенергії «базові» блоки атомних електростанцій (АЕС) як правило працюють на одному стабільному рівні (технологічно складно, небезпечно та економічно недоцільно змінювати виробіток в часі). Загалом рівень маневреної генерації не перевищує 9%. В той же час економічні стимули для будівництва домашніх і промислових вітрових електростанцій (ВЕС) та сонячних електростанцій (СЕС) в Україні є одними з найпривабливіших у світі, що на фоні стійкої тенденції зниження вартості енергії, одержуваної від поновлюваних джерел, забезпечило їх бурхливе будівництво і проектування. Головною ж особливістю роботи ВЕС та СЕС є погана прогнозованість їх потужності навіть в короткостроковій перспективі та стохастичний режим роботи з можливістю швидких змін потужності, а також значні відмінності графіків виробництва ними електроенергії у різні, навіть суміжні розрахункові періоди.
Енергетичною стратегією України до 2030 року та Енергетичною стратегією України до 2035 року передбачається досягнення частки відновлювальних джерел енергії 11% до 2020 року. На сьогодні ця частка, за даними НКРЕКП, не перевищує 2%, яка успішно інтегрована до загальної структури генерації ОЕС України, як в нормативно-правовому полі, так і з точки зору диспетчеризації. Загалом, вирішенням проблем, що пов’язані з інтеграцією відновлюваних джерел енергії до загальної структури генерації представлено в роботах авторів Лежнюка П. Д., Жаркіна А.Ф., Кириленка О.В., Папкова Б.В., Денисюка С.П, Попова В.А., Окорокова В.Р., Костюковського Б.А., Кудрі С.О., Баска Б.І. Розен В.П., Дубовський С.В.
У більшості наукових досліджень у галузі відновлюваної енергетики зосереджено увагу на загальних і регіональних характеристиках відновлюваних джерел енергії та визначенні способів їх використання. Разом з тим, враховуючи значну кількість робіт закордонних та вітчизняних вчених дослідження граничних рівні встановленої потужності ВЕС та СЕС, що дозволять забезпечити роботу всієї наявної потужності АЕС, та проведення прогнозування величини гарячих резервів, що залишаться в управлінні при веденні диспетчерського режиму за умови використання потенційно повної наявної потужності АЕС ВЕС та СЕС є актуальною задачею для електроенергетики країни та складає напрям дослідження.
Метою магістерської дисертації є оцінювання впливу відновлюваних джерел енергії на структуру генерації в загальному балансі ОЕС України.
Для досягнення цієї мети вирішувалися наступні завдання:
- проведення аналізу нормативно-правового забезпечення, щодо формування балансів потужності;
- аналіз режимів генерації ВЕС та СЕС, визначення ефективності їх роботи;
- розробка прогнозних добових балансів потужності на 2020 рік, з врахуванням розвитку ВДЕ;
- визначення граничних умов інтеграції ВДЕ до балансу потужності на 2020 рік.
- удосконалення методу формування прогнозних балансів потужності в розрізі доби із врахуванням встановлених закономірностей розвитку ВДЕ.
Предметом дослідження є методи та засоби формування добових балансів потужності ОЕС України з врахуванням впливу відновлюваних джерел енергії. Вихідні дані: прогнозні обсяги генеруючих потужностей, що вводяться за роками та виданих ТЕО, відновлюваних джерел енергії на 2020 рік, дані фактичної роботи ВЕС, СЕС та інших видів генерації, фактичні добові рівні споживання в ОЕС України.
Методи дослідження. В роботі використовувався метод відносних приростів для розподілу навантажень між ТЕС, математичні методи лінійної та нелінійної апроксимації за методом найменших квадратів, графічний метод дослідження, регресійно-кореляційний аналіз за допомогою пакету “Аналіз даних” MS Excel.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному:
Набула подальшого розвитку методика формування прогнозних довгострокових балансів потужності в розрізі доби, шо дає змогу оцінити вплив ВДЕ на балансову надійність в ОЕС України шляхом:
визначеня погодинного прогнозного рівня розвантаження АЕС за умови використання в прогнозних добових балансах потужності максимальної прогнозної величини встановленої потужності ВЕС та СЕС, в умовах діючої нормативно-правової бази;
визначеня прогнозної граничної величини встановленої потужності ВЕС та СЕС, що забезпечить максимально можливу генерацію АЕС в умовах діючої нормативно-правової бази;
визначеня погодинного прогнозного рівня розвантаження АЕС за умови використання в прогнозних добових балансах потужності максимальної прогнозної величини встановленої потужності ВЕС та СЕС в умовах відсутності мінімально допустимих складів обладнання ТЕС та їх максимально можливого діапазону робочої потужності;
визначеня прогнозної граничної величини встановленої потужності ВЕС та СЕС, що забезпечить максимально можливу генерацію АЕС в умовах відсутності мінімально допустимих складів обладнання ТЕС та їх максимально можливого діапазону робочої потужності;
визначення прогнозної величини погодинного гарячого резерву для балансу потужності, в умовах відсутності мінімально допустимих складів обладнання ТЕС та їх максимально можливого діапазону робочої потужності.
Практичне значення роботи. Визначення прогнозних рівнів розвантаження АЕС за умови використання в добових балансах потужності максимальної прогнозної величини встановленої потужності ВЕС та СЕС дозволить завчасно вжити можливих заходів щодо коригування річних графіків ремонтів та паливних компаній для блоків АЕС.
Визначення прогнозних граничних величин встановленої потужності ВЕС та СЕС , що забезпечить максимально можливу генерацію АЕС та прогнозних величин погодинного гарячого резерву для в умовах повної прогнозної генерації АЕС, ВЕС та СЕС дозволить реально оцінювати довгострокові можливості ОЕС України щодо інтеграції до структури своєї генерації ВДЕ та завчасно вжити всіх необхідних заходів задля її успішності.
Апробація результатів роботи. Результати магістерської дисертації були оприлюдненні на XIV міжнародній конференції “Контроль і управління в складних системах” (КУСС-2018) що проходила у період з 15 по 17 жовтня 2018 року.
Публікації. Веремійчук Ю.А., Замулко А. І., Норець М.О. Система управління безпекою постачання електроенергії. Збірник матеріалів конференції «XIVI Мiжнародна конференцiя Контроль і управління в складних системах (КУСС-2018)» ВНТУ, Вiнниця, С.111.
Програмне забезпечення. Для виконання розрахунків у розділі 3 магістерської дисертації використовувалось наступне програмне забезпечення: Comshead, RAB#4; constructor, MS Excel.
Опис
Ключові слова
сонячна електростанція, вітрова електростанція, баланс потужності, базова генерація, встановлена потужність, маневрові потужності, резерв потужності, діапазон потужності, мінімально-допустимий склад обладнання, solar power station, wind power plant, power balance, base generation, installed power, shunting power, power reserve, power range, minimum allowable equipment
Бібліографічний опис
Норець, М. О. Оцінювання впливу відновлюваних джерел енергії на формування балансів електричної енергії : магістерська дис. : 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / Норець Максим Олександрович. – Київ, 2018. – 134 с.