Проблемы управления ветровыми и тепловыми электростанциями в электроэнергетической системе

Антон Николаевич Вивчар; Олег Юрьевич Сигитов

doi:10.34831/EP.2022.1097.12.001

Проблемы управления ветровыми и тепловыми электростанциями в электроэнергетической системе

Антон Николаевич Вивчар, Олег Юрьевич Сигитов

Аннотация

Одной из основных проблем интеграции ветровых электростанций (ВЭС) в действующие энергосистемы РФ является их нарастающее влияние на управление тепловыми электростанциями для обеспечения баланса мощности в энергосистемах из-за переменной выработки электроэнергии, вызванной колебаниями скорости и направления ветра. Тепловые электростанции являются основой электроэнергетики России, в том числе и ОЭС Юга, где установленная мощность ВЭС особенно высока и составляет 7,16% мощности электростанций энергосистемы. Среди компаний ООО «Газпром энергохолдинг» в ОЭС Юга располагаются объекты ПАО «ОГК-2»: Адлерская и Грозненская ТЭС, Новочеркасская и Ставропольская ГРЭС, которые будут компенсировать колебания мощности ВЭС.

Представлены результаты анализа изменения основных характеристик энергетических комплексов с ВЭС, в частности: регулировочного диапазона нагрузок, скорости набора и снижения активной мощности, продолжительности выработки электрической энергии.

На основании данных о режимах эксплуатации реальных ВЭС выполнены расчёты, позволившие определить возможности тепловых электростанций компенсировать колебания мощности ВЭС. Расчёт коэффициента использования установленной мощности ВЭС и их динамического коэффициента неравномерности позволяет, с одной стороны, ограничить ввод дополнительных мощностей ВЭС, с другой -- предъявить конкретные требования к характеристикам маневренности оборудования паросиловых электростанций.

Ключевые слова

электроэнергетические системы, ветровые электростанции, тепловые электростанции, регулировочный диапазон нагрузок, характеристики маневренности, коэффициент неравномерности, график нагрузки.

Полный текст:

PDF

Литература

Renewable Power Generation Costs in 2020 [Text] // International Renewable Energy Agency (IRENA). – 2021.

Global wind report [Text] // Global Wind Energy Council (GWEC). -- 2022 : -- 111 p.

Future of Solar Photovoltaic: Deployment, investment, technology, grid integration and socio-economic aspects (A Global Energy Transformation: paper) [Text] // International Renewable Energy Agency (IRENA). -- 2019.

V236-15.0 MW [Electronic resource]. – (https://www.vestas.com/en/products/offshore/V236-15MW).

Haliade-X offshore wind turbine [Electronic resource]. – (https://www.ge.com/renewableenergy/wind-energy/offshore-wind/haliade-x-offshore-turbine).

DEC Rolls Out 13 MW Offshore Wind Turbine [Electronic resource]. – (https://www.offshorewind.biz/2022/02/23/dec-rolls-out-13-mw-offshore-wind-turbine/).

Отчет о функционировании ЕЭС России в 2021 году [Электронный ресурс]. – АО «СО ЕЭС». – (https://www.so-ups.ru/fileadmin/files/company/reports/disclosure/2022/ups_rep2021.pdf ).

Обзор российского ветроэнергетического рынка и рейтинг регионов России за 2020 год [Текст]. – РАВИ. -- Aпрель 2021.

Единая энергетическая система России: промежуточные итоги (оперативные данные). Декабрь 2020 года [Электронный ресурс]. – (https://www.so-ups.ru/fileadmin/files/company/reports/ups-review/2020/ups_review_1220.pdf).

International energy information [Electronic resource]. – (https://www.eia.gov/international/data/world).

Wind energy in Europe – 2020 Statistics and the outlook for 2021 – 2025 [Electronic resource]. – (https://windeurope.org/intelligence-platform/product/wind-energy-in-europe-2020-statistics-and-the-outlook-for-2021-2025/).

Wind energy in Europe in 2019 -- Trends and statistics [Electronic resource]. – WindEurope, 2020. – (https://windeurope.org/intelligence-platform/product/wind-energy-in-europe-in-2019-trends-and-statistics/#:~:text=Europe%20installed%2015.4%20GW%20of,EU%2D28%20consumed%20in%202019).

Global wind report 2021 [Electronic resource] // GWEC. -- (https://gwec.net/global-wind-report-2021/).

Об утверждении Правил технологического функционирования электроэнергетических систем и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации [Текст]: пост. Правительства РФ от 13.08.2018 № 937 (ред. от 30.01.2021). – М., 2021.

Приложение № 1 к приказу Минэнерго России от 11.02.2019 № 90 "Об утверждении Правил проведения испытаний и определения общесистемных технических параметров и характеристик генерирующего оборудования и о внесении изменений в Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации, утвержденные приказом Минэнерго России от 19 июня 2003 г. N 229 (ред. от 20.10.2020) [Текст]. – М., 2020.

Технические требования к маневренности энергетических блоков тепловых электростанций с конденсационными турбинами [Текст]: РД 34.25.107 (СО 153-34.25.107). – утв. Минэнерго СССР, 11.08.1986.

AE64.3A -- The compact value [Электронный ресурс]. –(https://www.ansaldoenergia.com/PublishingImages/Brochure%20gas%20turbines%20Novembre%202017/A64.3A.pdf).

Парогазовые установки. Условия поставки. Нормы и требования [Текст]: СТО 70238424.27.100.007-2008. – Введ. 08.12.2008.

Enercon product overview [Electronic resource] // ENERCON GmbH 2015. – (https://www.enercon.de/fileadmin/Redakteur/Medien-Portal/broschueren/pdf/en/ENERCON_Produkt_en_06_2015.pdf ).

Wan, Y. Analysis of Wind Power Ramping Behavior in ERCOT [Electronic resource]: technical report NREL/TP-5500-49218 / Y. Wan // National Renewable Energy Laboratory. – 2011. – March. – (https://www.nrel.gov/docs/fy11osti/49218.pdf).

Сигитов, О.Ю. Анализ надежности при управлении режимами современных электроэнергетических систем [Текст] / О.Ю. Сигитов, Н.Ш. Чемборисова, И.Д. Черненков // Электроэнергия. Передача и распределение. -- 2021. -- № 2. -- С. 40 -- 46.

Sigitov, O.Yu. Wind farms generation deviation in electric power system [Text] / O.Yu. Sigitov, N.Sh. Chemborisova // 3nd IEEE 2021 International Youth Conference of Radio Electronics, Electrical and Power Engineering (IEEE-REEPE 2021). -- 2021.

Сигитов, О.Ю. Особенности работы ветровых электростанций в составе электроэнергетической системы [Текст] / О.Ю. Сигитов, Н.Ш. Чемборисова // Электрические станции. -- 2021. -- № 5. -- С. 32 -- 37.

50Hertz Transmission GmbH [Electronic resource]. – (https://www.50hertz.com/en/Transparency/GridData/Production/Windpower).

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2022.1097.12.001