Введение 6
1. Построение графика электропотребления по месяцам года 8
2. Оценка потенциала ВИЭ и выбор перспективного энергоресурса 9
2.1. Оценка потенциала солнечной энергии 9
2.2. Оценка потенциала энергии ветра 10
3. Разработка структурной схемы гибридной электростанции и алгоритм её
функционирования 16
4. Определение рациональной установленной мощности
ветроэлектростанции 20
5. Выбор оборудования ветроэлектростанции 21
6. Расчет объемов ветровой электроэнергии по месяцам года 22
7. Расчет энергетического баланса гибридной ветро-дизельной
электростанции 24
8. Выбор ДЭС 26
9. Выбор электрических проводников 28
10. Выбор мачт для ветрогенераторов 31
11. Технико-экономическое обоснование целесообразности построения
ветро-дизельной электростанции 32
12. Моделирование схемы электроснабжения в SCADA системе TRACE
MODE 37
Список использованных источников литературы 54
Целью данной выпускной квалификационной работы является проектирование электроснабжения собственных нужд магистральных нефтепроводов с использованием ВИЭ.
Основная часть нефтепроводных систем удалена от центральных электрических сетей, как и нефтепровод ЦПС Русское месторождение - ПСП заполярный. Высокая стоимость и сложность строительства ЛЭП, осложняет электроснабжение собственных нужд нефтепроводов. В качестве источника электроэнергии на подобных объектах, широкое применение получили дизельные электростанции. Что так же имеет ряд своих недостатков, основными являются стоимость и сложность доставки дизельного топлива. Использование ВИЭ может стать решением всех неудобств, сопровождающих эксплуатацию данных объектов.
Практического применение использования ВИЭ в качестве основного источника питания собственных нужд нефтепроводов на территории РФ мной найдено не было.
При прохождении практики в организации, выполняющей проектирование электроснабжения нефтегазовых объектов, было выяснено, что даже при требовании заказчика о реализации электроснабжения ряда объектов по средствам ВИЭ, данная организация находит варианты обоснования невыгодности использования ВИЭ, даже при очевидной перспективности использования. По причине не способности выполнения данного проекта. Одним из таких объектов стал нефтепровод ЦПС Русское месторождение - ПСП заполярный.
По пути прохождения нефтепровода протяженностью 64,675 км ЦПС Русское месторождение - ПСП заполярный, установлено 9 узлов запорной арматуры с расчетной мощностью на собственные нужды одного УЗА 12,89 кВт. Заказчик в лице ТюменьНефтеГаз, требует осуществить питание собственных нужд узлов запорной арматуры нефтепровода ЦПС Русское месторождение - ПСП Заполярный используя в качестве основного возобновляемый источник электроэнергии.
Нефтепровод проходит по территории Тазовского района, ЯмалоНенецкого автономного округа. Координаты ЦПС (центральный пункт сбора) 66°43', 81°11', координаты ПСП (приемо-сдаточного пункта) 66°49', 80°03' (см. Приложение Д).
Процесс выполнения выпускной квалификационной работы предусматривает следующие этапы:
Во-первых, построение графика электропотребления по имеющемуся расчету нагрузок.
Во-вторых, оценка потенциала ВИЭ и выбор перспективного.
В-третьих, разработка структурной схемы электростанции и алгоритма её функционирования.
В-четвертых, определить рациональную установленную мощность электростанции, выполнить выбор оборудования, составить энергетический баланс ветро-дизельной электростанции.
В-пятых, выполнить технико-экономическое обоснование целесообразности построения ветро-дизельной электростанции.
В-шестых, создать модель функционирования в среде Trace mode.
Выполнение ВКР выполняется по средствам теоретических методов исследования анализа, сравнения, формализация и моделирование. Используя данные собранные эмпирическим путем.
График электропотребления собственных нужд нефтепроводов имеет относительно постоянный характер, что является большим плюсом, позволяет запланировать электропотребление наперед.
Данный район имеет достаточно низкий потенциал солнечной энергии, при этом достаточно хороший потенциал энергии ветра, что позволяется использовать энергию ветра как основной источник электроэнергии.
Анализ скорости ветра за последние 10 лет в районе исследования, позволил построить плотность распределения Вейбулла, что позволяет наиболее точно спрогнозировать выработку электроэнергии ветрогенераторами.
Проведя аналогию между ветрогенераторами одного производителя, с разными мощностями, был выбран ветрогенератор CONDOR AIR 30. Преобразователи фирмы microArt, обладают наиболее подходящими характеристиками для объектов собственных нужд нефтепроводов с мощностью до 20кВт. Был выбран инвертор МАП Dominator-48-6 и контроллер KES Dominator 250/60.Накопители энергии были выбраны типа AGM, в качестве второго источника питания был выбран дизельный генератор с АВР мощностью 20 кВт модель «Азимут» АД 20-Т400, провод марки ВВГ-4х16 и коническая опора высотой 18м.
Из технико-экономического обоснования видно, что экономия на топливе соизмерима со стоимостью оборудования для одной узловой подстанцией, что является хорошим показателем. Величина тарифа, полученная при расчете, ниже среднего тарифа для децентрализованных районов, что так же является хорошим показателем.
Использование ВИЭ для аналогичных объектов имеет множество плюсов и больше перспективы применения.
Использование SCADA систем на подобных объектах, повышает надежность электроснабжения и обеспечивает полный мониторинг данных, необходимых заказчику.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
