Калінчик, Василь ПрокоповичСунко, Сергій Анатолійович2019-06-112019-06-112018Сунко, С. А. Підвищення ефективності та надійності функціонування комбінованих автономних систем електропостачання : магістерська дис. : 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / Сунко Сергій Анатолійович . – Київ, 2018. – 107 с.https://ela.kpi.ua/handle/123456789/27886Актуальність теми. На теперішній час у світі відбуваються значні зміни у підходах до формування енергетичної політики держав: здійснюється перехід від застарілої моделі функціонування енергетичного сектору, в якому домінують великі виробники, викопне паливо, неефективні мережі, недосконала конкуренція на ринках природного газу, електроенергії, вугілля – до нової моделі, в якій створюється більш конкурентне середовище, вирівнюються можливості для розвитку й мінімізуються домінування одного з видів виробництва енергії або джерел та шляхів постачання палива. Разом з цим віддається перевага підвищенню енергоефективності й використанню енергії з альтернативних та відновлювальних джерел. Зазвичай при цьому враховуються та впроваджуються заходи із підвищення надійності функціонування енергосистем, а також, як результат, зменшення шкідливих викидів в атмосферу та адаптації до змін клімату. Наразі це ставить перед Україною нові економічні та технологічні виклики, для того щоб бути ваговим гравцем на енергетичному ринку в континентальній Європі. Але водночас відкриває нові можливості для пошуку та впровадження інноваційних розробок у галузі видобутку, переробки викопних видів палива, виробництва, трансформації, постачання і споживання енергії, що зумовлює потребу у формуванні нової енергетичної політики держави. Україна використовує для власних потреб різноманітні джерела енергії, такі як нафта, природний газ, вугілля, атомна і гідроенергія, енергія вітру і сонця тощо[16]. Вона є і в перспективі прагне залишатися одним із найбільших виробником вуглеводнів та надійним транзитером енергоресурсів, забезпечуючи безпечне і надійне їх постачання як власним споживачам, так і споживачам суміжних ринків, а також вносить свій внесок в продовження економічного зростання і процвітання для українців. Проте сучасний стан вітчизняної електроенергетики такий, що система централізованого електропостачання не в змозі забезпечити вимоги високотехнологічного обладнання щодо надійності електропостачання та якості електричної енергії. Перерви в електропостачанні складають близько 10% від загального часу технологічних процесів протягом року (проти 0,1% у розвинених країнах), а тривалість споживання неякісної електроенергії (особливо для сільських споживачів) складає близько 45% від загального часу роботи. Більша частина генеруючих активів та мереж енергопостачання зношена та неефективна. Переважна більшість блоків теплових електростанцій перевищили межу фізичного зношення й потребує ґрунтовної модернізації або заміни, більшість блоків атомних електростанцій наближається до межі проектного терміну експлуатації. Баланс потужності енергосистеми України характеризується дефіцитом регулюючих потужностей, що зумовлює нераціональне використання існуючих потужностей та високий рівень втрат. Неминуче скорочення споживання викопних ресурсів в якості органічного палива найближчим часом поставить першочерговим питанням використання інших джерел енергії, у тому числі відновлювальних джерел енергії (ВДЕ). Усі ці факти свідчать про те, що вітчизняна система електропостачання потребує докорінних змін. Одним із шляхів поліпшення ситуації пропонується здійснення децентралізації електропостачання . Водночас в останні роки, внаслідок змін цінової кон’юнктури, технологій та світових трендів, частка інших видів енергії у споживанні поступово зростає. Сьогодні є всі підстави очікувати їх подальшого зростання з відповідним зменшенням частки викопного палива в енергетичному балансі країни. Наявність в Україні усіх зазначених ресурсів, створення конкурентного ринкового середовища та умов до системного розвитку ресурсної бази для атомної енергетики, модернізації генеруючих потужностей та заміщення сировинної бази альтернативними видами палива, подальша розвідка та видобуток вуглеводнів, у тому числі й нетрадиційних, а також більш ефективне використання потенціалу в галузі відновлюваної енергії сприятимуть поступовому посиленню позиції України у раціональному виробництві енергії та ощадливому її споживанні. Побудова та введення в експлуатацію нових електростанцій є тривалим процесом, тому першочерговим заходом є створення самодостатньої структури системи електропостачання та оптимального поєднання великих електростанцій і розподілених джерел електричної енергії окремих (груп) споживачів регіону з максимальною ефективністю їх спільного функціонування протягом тривалого часу за допомогою нових наукових методів. Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження, що представлені у роботі, виконувались на кафедрі електропостачання Національного технічного університету України «Київський Політехнічний Інститут Інституту енергозбереження та енергоменеджменту». Мета та завдання дослідження. Метою роботи є розробка науково-технічних передумов побудови автономних джерел енергії системи електропостачання із заданими функціональними властивостями враховуючи характер електропостачання і закономірності надійнісно-вартісних характеристик для підвищення надійності та ефективності автономного електропостачання. Підвищення енергетичної ефективності автономних систем електропостачання за умови використання відновлюваних джерел енергії. Поставлена мета вимагає розв’язання таких задач: - провести аналіз існуючих структур побудови автономних систем електропостачання, особливостей їх функціонування та взаємозв’язку з системою централізованого електропостачання; - довести можливість практичного застосування щодо функціонування комбінованої автономної системи електропостачання для оцінки енергоефективності з використанням генеруючих установок ВДЕ; - запропонувати варіант оптимізованої структури автономної системи електропостачання, що підвищує енергетичну ефективність її функціонування і забезпечує надійне електропостачання груп споживачів. - обґрунтувати техніко-економічні аспекти впровадження автономних систем електропостачання груп споживачів. Об’єкт дослідження. Процеси функціонування комбінованих автономних систем електропостачання з різними джерелами енергії, інтегрованих у систему централізованого електропостачання. Предмет дослідження. Методи оптимізації структури функціонування комбінованих систем електропостачання, процеси вироблення електричної енергії генеруючими установками шляхом використання альтернативних джерел енергії., Методи дослідження. Проведені дослідження ґрунтуються на сучасних методах обчислювальної математики, прикладного статистичного аналізу, теорії надійності, системного аналізу та синтезу комплексних багатоагрегатних систем, аналізу інформації з використанням сучасних комп’ютерних технологій. Наукова новизна результатів дослідження. - застосовано системний підхід, комплексні дослідження функціонування і комбінованих автономних електрогенеруючих установок, що дозволило розкрити напрямки підвищення надійності електропостачання та можливості до ефективного використання енергоресурсів - розроблено надійнісно-вартісну оптимізацію структур комбінованих автономних систем електропостачання з різними видами енергії, в основу якого покладено використання коефіцієнта готовності та собівартості електроенергії, одержаних на основі імітаційної моделювання, що дало змогу реалізувати задані функціональні властивості систем на основі аналізу їх економічної ефективності з урахуванням показників надійності. Практичне значення отриманих результатів полягає у можливості широкого застосування отриманих результатів для комплексного розв’язання задач надійного та ефективного автономного електропостачання для різних груп споживачів. Розроблені рекомендації щодо визначення питомого електропостачання та критичної тривалості перепв електропостачання технологічних процесів харчової промисловості, а також рекомендації щодо оцінки показників надійності автономних систем електропостачання та методика техніко-економічного і надійнісно-функціонального обгрунтування об’єму автоматизації автономних систем електропостачання, що дозволяють реалізувати принципи побудови автономних систем електропостачання при розв’язанні прикладних задач електропостачання на етапі аванпроектування і використанні державним підприємством ДП НЕК «Укренерго», ТОВ «ДТЕК ЕНЕРГО», ТОВ «ДТЕК ЕСКО», ТОВ «ДТЕК WindPOWER», а також Науково - дослідний інститут автоматики та енергетики «Енергія» та Національний Університет харчових технологій зацікавлені в теоретичних, науково-методичних та практичних результатах дисертаційного дослідження.ukелектрична мережаелектроспоживанняспоживаннянавантаженняпотужністьвтратиекономіягенераціяэлектрическая сетьэлектропотребленияпотреблениянагрузкамощностьпотериэкономиягенерацияelectric networkpower consumptionconsumptionloadpowerlosseconomygenerationMaster Thesis107 c.621.311.1