АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЗОР СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ НА ТЕРРИТОРИИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РАБОТАЮЩИХ В СОСТАВЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 7
1.1 Солнечные электрические станции России 7
1.2 СЭС Республики Алтай 15
1.3 Климатические характеристики Республики Алтай 17
Выводы по разделу 1 20
2 ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ
СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ К СИСТЕМАМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 21
2.1 Требования к возобновляемым источникам электроэнергии в части
технологического присоединения к электрическим сетям 21
2.2. Влияние отсутствия регламентации требований к возобновляемым источникам электроэнергии на надежность электроснабжения энергосистем Европейских стран 23
Выводы по разделу 2 25
3 РАБОТА СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ В СОСТАВЕ
ЭНЕРГОСИСТЕМЫ 26
3.1 Особенности работы возобновляемых источников электроэнергии в
энергосистеме 26
3.2 Влияние работы солнечных электрических станций на энергосистему ... 28
3.3 Анализ работы солнечной электрической станции на реальном примере 32
Выводы по разделу 3 37
4 ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ НА
РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ФИЛИАЛА ГАЭС 38
4.1 Существующее состояние энергосистемы Республики Алтай 38
4.2 СЭС станции энергосистемы Республики Алтай 39
4.3 Графики генерации СЭС и нагрузки энергосистемы Республики Алтай на
2019 г 41
Выводы по разделу 4 46
5 РЕЖИМЫ РАБОТЫ ИНВЕРТОРОВ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СТАНЦИЙ И СИСТЕМ НАКОПЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В
ЭНЕРГОСИСТЕМЕ 47
5.1 Регулирование реактивной мощности СЭС и напряжения в сети 47
5.2 Регулирование активной мощности СЭС 50
5.3 Регулирование частоты сети 52
5.4. Способы управления инверторами СЭС 52
5.5 Формирование долевого участия режимов работы инверторов 56
Выводы по разделу 5 59
6 ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМ НАКОПЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ (СНЭЭ) В
СХЕМАХ ВЫДАЧИ МОЩНОСТИ СЭС 60
6.1 Эффективность применения СНЭЭ 61
6.2 Влияние СНЭЭ на режимы работы СЭС 63
6.3 Варианты размещения СНЭЭ в составе модуля СЭС 66
Вывод по разделу 6 70
7 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СНЭЭ 71
7.1 Определение стоимости СНЭЭ 71
7.2 Оценка эффективности использования СНЭЭ для повышения доходности СЭС Республики Алтай при работе на оптовом рынке электрической
энергии и мощности 72
7.3 Оценка капитальных затрат по альтернативному варианту 78
7.4 Технико-экономическое обоснование применения СНЭЭ 81
Выводы по разделу 7 82
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 84
В настоящее время в современной мировой и отечественной практике в области электроэнергетики, в основной массе, выделаются 2 тренда - тотальная циф- ровизация электрических сетей и замена традиционных источников электроэнергии на возобновляемые источники.
Среди основных преимуществ возобновляемых источников электроэнергии (ВИЭ) выделяют: безопасность для окружающей среды, отсутствие выбросов вредных элементов в атмосферу, снижение парникового эффекта, возобновляемость, возможность автономной работы (отсутствие необходимости доставки первичного топлива до места генерации).
В свою очередь недостатками ВИЭ являются: неравномерность распространения по территории (место установки станций привязано к наличию высокого потенциала возобновляемых ресурсов на территории), трудность прогнозирования выработки электроэнергии и как следствие проблематичность планирования графиков выработки и потребления, зависимость от погодных условий.
Также остается открытым вопрос о требованиях, предъявляемых к ВИЭ со стороны Системного Оператора, осуществляющего функции оперативнодиспетчерского управления и централизованного оперативно-диспетчерского управления Единой энергетической системой России.
В настоящей работе в качестве ВИЭ рассмотрены солнечные электрические станции (СЭС), работающие в энергосистеме Республики Алтай в составе систем электроснабжения Филиала ПАО «МРСК-Сибири» - «Горно-Алтайские электрические сети».
В рамках настоящей выпускной квалификационной работы магистра была рассмотрена и проанализирована работа солнечных электрических станций (СЭС) в филиале ПАО «МРСК Сибири» - «Горно-алтайские электрические сети».
В связи с тем, что ежегодно увеличивается объём вновь вводимых мощностей возобновляемой энергетики, существенно возрастает вопрос о стандартизации требований к оборудованию таких станций, а также нормативно - правовому регулированию. Так как СЭС классифицируются как генерирующее оборудования, работающее в общей энергосистеме, то к нему предъявляются требования характерные для традиционной генерации: участие в первичном регулировании активной мощности, частоты, напряжение, что сопряжено с определенными техническими трудностями.
В виду того, что выработка электроэнергии на СЭС зависят от погодных условий, которые носят стохастический характер, возрастает необходимость резервирования СЭС традиционной генерацией. С другой стороны, возобновляемые источники электроэнергии имеют приоритет при продаже мощностей на ОРЭМ, что наносит определенные убытки традиционным станциям. Интеграция ВИЭ в объединенные энергосистемы и их участие в ОРЭМ затруднительна из-за невозможности ВИЭ реагировать на изменение в потребности в электроэнергии изменением количества вырабатываемой электроэнергии. Также объёмы производства ВИЭ трудно предсказать, а размещение таких источников электроэнергии привязано к территории с высоким потенциалом солнечной инсоляции, а не к центру электрических нагрузок, как в случае с традиционной генерацией. Поэтому для интеграции ВИЭ в энергосистему необходимо повысить их гибкость, чего можно достичь при помощи системы накопления электрической энергии (СНЭЭ).
Технико-экономический анализ возможности применения СНЭЭ для увеличения доходности вырабатываемой электроэнергии на СЭС показал, что использование СНЭЭ позволяет повысить доход от продажи электроэнергии СЭС, но этого недостаточно для покрытия затрат на установку СНЭЭ.
В это же время, зрения альтернативный сетевой вариант по проектированию промежуточных подстанций, с технической точки является, является более предпочтительным, т.к. обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителей при единичном отключении, как в зимний, так и летний период времени, а также является более экономичным, по сравнению с вариантом применения СНЭЭ.
