Автореферат (Обоснование состава и параметров энергокомплекса на основе ВИЭ для вдольтрассовых потребителей магистральных газопроводов), страница 2

Решение поставленной оптимизационной задачинелинейного математического программирования выполнено с использованием методавариантного моделирования (метода сравнительного анализа вариантов). Для сокращения числаанализируемых вариантов системы разработан метод формирования оптимальногоподмножества элементов, входящих в систему. Использован принцип деления задачимногокритериальной оптимизации на последовательное решение задач однокритериальнойоптимизации, для которых сформированы целевые функции и критерии оптимизации.Численное определение расчетных параметров ЭК осуществляется с помощью имитационногоматематического моделирования энергетических процессов и режимов работы ЭК.Основные положения, выносимые на защиту:1.

Классификация ВТП МГ по требованиям к качеству питающего напряжения инадежности электроснабжения.62. Математическая модель режимов работы ЭК на основе ВИЭ.3. Методика и алгоритм многоуровневой оптимизации состава и параметров ЭК на основеВИЭ для ВТП МГ.4. Результаты обоснования по разработанной методике состава и параметров ЭК на основеВИЭ для потребителей электроэнергии крановых узлов строящегося МГ в Республике Саха(Якутия).Степень достоверности результатов подтверждается корректностью поставленныхзадач, обоснованностью принятых допущений и адекватностью используемых приисследовании математических моделей и методов, использованием известного математическогоаппарата, апробацией результатов исследований.Апробация работыОсновные положения диссертационной работы докладывались на 10 научно-практическихконференциях, в том числе международного уровня, а именно: Научно-техническаяконференция «Энергетическая эффективность теплосиловых и теплогенерирующих установок»,г.

Санкт-Петербург, Ленэкспо, 22-25.05.2012; Международная конференция «Перспективыразвития низкоуглеродных и возобновляемых источников энергии», г. Москва, ОАО «Газпром»,11.12.2012; Юбилейная десятая всероссийская конференция молодых ученых, специалистов истудентов «Новые технологии в газовой промышленности (газ, нефть, энергетика)», г. Москва,РГУ нефти и газа им. Губкина, 08-11.10.2013; Пятая Международная молодежная научнопрактическая конференция «Новые технологии в газовой отрасли: опыт и преемственность», г.Москва, ООО «Газпром ВНИИГАЗ», 20-22.11.2013; молодежная секция Конференции«Актуальные вопросы организации проектно-изыскательской деятельности Группы компанийГазпром и пути их решения», г.

Москва, ОАО «Газпром промгаз», 23-24.10.2014; ВторойМеждународный форум «Возобновляемая энергетика. Пути повышения энергетической иэкономической эффективности» - REENFOR-2014, г. Москва, РАН, 10-11.11.2014; Конференция«Научно-технологические инновации при проектировании объектов газовой промышленности»,г.

Москва, АСПО Газпром, 19.11.2014; Международная научно-практическая конференция«XLIII Неделя Науки СПбГПУ», г. Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский политехническийуниверситет Петра Великого, 01-06.12.2014; Международный Конгресс «Возобновляемаяэнергетика XXI век: энергетическая и экономическая эффективность» REENCON-2015, г.Москва, Центр Международной торговли, 27-28.10.2015; Международная научно-техническаяконференция «Возобновляемая энергетика, энерго- и ресурсосбережение», г. Челябинск, ЮжноУральский государственный университет, 04-06.10.2018.Кроме того, результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались назаседании специализированного Научного совета Санкт-Петербургского Научного Центра РАНпо проблемам ВИЭ 16.02.2016, а также на заседании секции «Энергетика» Научно-техническогосовета ПАО «Газпром» 10-14.10.2016.ПубликацииОсновные результаты диссертации изложены в 16 печатных работах, которые в полноймере отражают материалы диссертационных исследований, в том числе в 7 статьях в научныхжурналах, входящих в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий,рекомендуемых ВАК РФ, в 1 издании, входящем в международные наукометрические базыScopus и WoS.Структура и объем работыДиссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы иприложений.

Объем работы составляет 159 страниц текста, содержит 59 рисунков, 29 таблиц исписок использованных источников информации из 113 наименований.7КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность исследования, определены цель и задачиисследования, представлены научная новизна и практическое значение, сформулированывыносимые на защиту положения, приведена апробация полученных результатов.В первой главе проведен анализ существующих схем и особенностей электроснабженияВТП МГ, связанных со значительной протяженностью МГ и рассредоточенностьюпотребителей по трассе МГ, сложными геологическими и климатическими условиямипрохождения МГ, малыми мощностями потребителей.

Обоснована актуальность примененияАИП на основе ВИЭ для электроснабжения ВТП МГ.Анализ технических характеристик типовых ВТП МГ показал, что существеннымиограничениями при использовании ВИЭ могут выступать повышенные требованияпотребителей к показателям качества электроэнергии и надежности электроснабжения,соответствие которым потребует дополнительных мероприятий и приведет к росту капитальныхвложений. Поэтому в целях определения рациональных границ применения автономныхэнергоустановок на базе ВИЭ на основе анализа требований потребителей к надежностиэлектроснабжения и к показателям качества электроэнергии разработана классификация ВТПМГ по требованиям к качеству питающего напряжения и надежности электроснабжения,приведенная в таблице 1.Данная классификация позволяет выделить из всего набора ВТП МГ газотранспортногопредприятия долю потребителей, для которых применение АИП на основе ВИЭ являетсянаиболее целесообразным, а также долю потребителей, для которых обеспечение заданныхпоказателей качества вырабатываемой АИП на основе ВИЭ электроэнергии потребуетдополнительных мероприятий с соответствующими затратами.Проведенный с помощью настоящей классификации анализ категорий надежности,допустимых отклонений частоты и напряжения, установленных мощностей более тысячи ВТПМГ одного из газотранспортных предприятий позволил сделать следующие основные выводы:1) установленные мощности ВТП МГ находятся в пределах:0,01…320,0 кВт;средняя мощность потребителей:5,0 кВт, что свидетельствует о преобладающемколичестве потребителей малой мощности (97,7 % потребителей с мощностью менее 25 кВт).2) для 99,2 % рассмотренных ВТП МГ возможно использование АИП в качестве основногоили резервного источника, при этом в качестве основного и единственного – допускают 54,5 %потребителей.

Вместе с тем, следует отметить, что согласно отраслевым стандартам приотсутствии систем внешнего электроснабжения (или их низкой надежности) в качественезависимых основных или резервных источников питания электроприемников линейной частиМГ могут использоваться АИП, которые могут быть, в том числе, на основе ВИЭ;3) практически для половины рассмотренных ВТП МГ (49,1 %) с0,01…320,0 кВт и4,8 кВт возможно использование АИП с требованиями по отклонению частоты,соответствующими требованиям к изолированным системам электроснабжения с автономнымигенераторными установками: 1 Гц в течение интервала в 159,6 ч и 5 Гц в течение интервалав 168 ч;4) 11,6 % потребителей с0,3…58,4 кВт,5,1 кВт предъявляют наиболеенизкие требования к показателям качества электроэнергии и для них возможно использованиеАИП на основе ВИЭ в качестве единственного источника питания.Представленные результаты анализа обуславливают возможность применения АИП наоснове ВИЭ для электроснабжения ВТП МГ в широком диапазоне.8Таблица 1 – Классификация вдольтрассовых потребителей магистральных газопроводов по требованиям к качеству питающегонапряжения и надежности электроснабженияГруппапотребителейАБВГПодгруппапотребителейА11А12А21А22А3Б11Б12Б21Б22Б3В11В12В21В22В3Г11Г12Г21Г22Г3Категория понадежностиэлектроснабженияОГ-1123Род токаэлектропитанияПеременный токПеременный токПеременный токПеременный токПостоянный токПеременный токПеременный токПеременный токПеременный токПостоянный токПеременный токПеременный токПеременный токПеременный токПостоянный токПеременный токПеременный токПеременный токПеременный токПостоянный токДопустимые отклонения частотынапряжения электропитания, Гц, не болееВ течение 159,6 чВ течение 168 ч0,20,40,20,415150,20,40,20,415150,20,40,20,415150,20,40,20,41515-Допустимые отклонения напряженияэлектропитания, В, не более0,1Более 0,10,1Более 0,10,1Более 0,10,1Более 0,10,1Более 0,10,1Более 0,10,1Более 0,10,1Более 0,1-9На основе проведенной оценки распределения экономического потенциала различныхвидов ВИЭ по федеральным округам Российской Федерации в сопоставлении с трассамипрохождения МГ определено, что основными видами ВИЭ для электроснабжения ВТП МГ,являются ветер и солнечная радиация.Анализ современного состояния возобновляемой энергетики в мире показывает, чтосолнечная фотоэлектрическая энергетика и ветроэнергетика являются наиболее динамичноразвивающимися направлениями ВИЭ (среднегодовой прирост за период 1990-2013 гг.