Повышение эффективности локальных систем электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии

• Автор: Шалухо, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 165 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Исследование особенностей электроснабжения энергоудаленных (автономных) потребителей малой мощности. Постановка цели и задач исследования
1.1 Общая характеристика энергоудаленных потребителей малой мощности
1.1.1 Проблемы электроснабжения энергоудаленных потребителей
1.1.2 Классификация энергоудаленных потребителей
1.2 Исследование особенностей электроснабжения поселковых образовательных учреждений Нижегородской области
1.2.1 Анализ схем передачи и распределения электроэнергии
1.2.2 Оценка показателей качества электроэнергии
1.2.3 Анализ электропотребления поселковых образовательных учреждений
1.2.4 Анализ получасовых максимумов электрической нагрузки
1.3 Требования к показателям эффективности систем электроснабжения энергоудаленных потребителей. Постановка цели и задач исследования..
1.3.1 Требования к показателям эффективности систем электроснабжения энергоудаленных потребителей
1.3.2 Постановка цели и задач исследования
1.4 Выводы
2 Исследование и разработка технических решений сопряжения - разнохарактерных- ВИЭ, - обеспечивающих гарантированное
электроснабжение автономных потребителей
2.1 Анализ возобновляемой энергетики России
2.1.1 Оценка возобновляемых энергоресурсов России
2.1.2 Экономические и целевые показатели возобновляемой энергетики..
2.1.3 Техническая база ВИЭ

2.2 Вопросы комплексного применения ветровых и солнечных электростанций в локальных СЭС
2.2.1 Корреляционный анализ вырабатываемой мощности ветровых и солнечных электростанций
2.2.2 Экономическая оценка комплексного применения ветровых и солнечных электростанций
2.2.3 Проблемы комплексного использования разнохарактерных ВИЭ
2.3 Научно-технические решения подключения к нагрузке ВИЭ с различными выходными параметрами
2.3.1 Сравнительная оценка эффективности применяемых способов сопряжения разнородных источников
2.3.2 Новизна технического решения Устройства интеграции
2.3.3 Особенности модульной конструкции Устройства интеграции
2.3.4 Структурные элементы силовой части Устройства интеграции
2.3.5 Обоснование эффективности применения Устройства интеграции в
локальных СЭС
2.4 Выводы
3 Исследование критерия выбора ВИЭ, учитывающего риск непостоянства энергоносителя, и разработка алгоритма для его количественной оценки
3.1 Исследование риска непостоянства энергоносителей при комплексном использовании ВИЭ в локальных СЭС
3.1.1 Определение и характеристика эксплуатационного риска в электроснабжении потребителей (ЭРЭП)
3.1.2 Сравнительный анализ подходов к расчету ЭРЭП
3.2 Разработка алгоритма количественной оценки ЭРЭП
3.2.1 Основные положения и допущения при расчете
3.2.2 Формирование исходных данных
3.2.3 Последовательность расчета
3.2.4 Анализ законов распределения вырабатываемой мощности ВИЭ
3.3 Расчет ЭРЭП на примере СЭС ПОУ и исследование методов снижения ЭРЭП
3.3.1 Расчет ЭРЭП на примере систем электроснабжения поселковых образовательных учреждений
3.3.2 Анализ зависимости ЭРЭП от статистических характеристик вырабатываемой мощности ВИЭ
3.4 Выводы
4 Разработка методики выбора параметров комбинированных электротехнических комплексов на основе ВИЭ, обеспечивающих эффективное функционирование локальных СЭС
4.1 Выбор возобновляемых источников энергии
4.1.1 Анализ способов получения метеоданных
4.1.2 Оценка отрицательного воздействия ВИЭ на окружающую среду
4.1.3 Алгоритм выбора оптимального сочетания ВИЭ с учетом непостоянства поступления возобновляемой энергии
4.1.4 Оценка снижения капитальных удельных затрат на единицу
вводимой мощности ВИЭ
4.2 Выбор резервных источников питания
4.2.1 Вопросы проектирования системы накопления электроэнергии
4.2.2 Вероятностный подход к определению установленной мощности дизельной электростанции
4.2.3 Оценка снижения установленной мощности дизельной электростанции
4.2.4 Оценка снижения расхода органического топлива
4.3 Схемы эффективных локальных СЭС автономных потребителей малой мощности
4.4 Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложение А. Результаты исследований поселковых образовательных

2 Исследование и разработка технических решений сопряжения разнохарактерных ВИЭ, обеспечивающих гарантированное электроснабжение автономных потребителей
Развитие возобновляемой энергетики по экономическим, социальным и экологическим условиям в первую очередь целесообразно для удаленных и труднодоступных территорий России, где основная часть населения сосредоточена в небольших поселках, испытывающих существенные проблемы с электроснабжением [152, 174].
2.1 Анализ возобновляемой энергетики России
В соответствии с Федеральным законом от 4 ноября 2007 г. № 250-ФЗ к возобновляемым источникам энергии относятся - энергия солнца, энергия ветра, энергия вод (за исключением гидроаккумулирующих электростанций), энергия приливов, энергия волн водных объектов, геотермальная энергия, низкопотенциальная тепловая энергия, биомасса.
2.1.1 Оценка возобновляемых энергоресурсов России
Технический потенциал ВИЭ в России (таблица 2.1) оценен в 4,
млрд.т.у.т, что превышает объем потребления всех топливно-энергетических ресурсов в 5 раз [13, 121, 93, 128].
Таблица 2.1 - Технический потенциал ВИЭ в России
Технический потенциал, млн т у. т.
Солнечная энергия Ветровая " энергия Г еотермальная энергия Энергия малых водотоков Низкопотенциальное тепло Биомасса
2300 2000 180 125 115
В таблице 2.2 и на рисунке 2.1 показано распределение основных возобновляемых энергоресурсов по Федеральным округам РФ.
В каждом из Федеральных округов имеется по несколько видов ВИЭ [7, 8, 75, 151]. Распределение возобновляемых энергоресурсов позволяет
использовать их в районах, перспективных для развития локальных СЭС.