Автореферат (1144127), страница 5
Текст из файла (страница 5)
руб.ЧДД в сравнении с вариантом электроснабжения от ЛЭП, тыс. руб.ЧДД в сравнении с вариантом электроснабжения от АИП на базе ДГУ, тыс. руб.Нормированная стоимость электроэнергии (LCOE), руб./кВт∙чЗначениеКСМ-1800,1852047204285,4ДГУ4-230-3РН4110498,938024LT–LFP 380P3803,28858,30523127,4321425,81219,6822Рисунок 4 – Результаты моделирования процессов поступления, генерации, накопления ипотребления энергии23Покрытие суточного графика нагрузки выбранным составом ЭК представлено на рисунке5, а соответствующие ему режимы заряда и разряда АБ – на рисунке 6.Покрытие годового графика потребления электроэнергии представлено на рисунке 7.Рисунок 5 – Покрытие суточного графика нагрузкиРисунок 6 – Режимы заряда и разряда аккумуляторной батареи в течение сутокРисунок 7 – Покрытие годового графика потребления электроэнергии24Оптимизационные расчеты с имитационным моделированием позволили снизитьмощность резервного источника питания (выбран другой тип ДГУ, как более эффективный приданных режимах), снизить емкость и уменьшить количество элементов в АБ с 30 шт.
до 8 шт.(оптимизированы емкость и напряжение АБ), увеличить выработку электрической энергииФЭМ с единицы площади поверхности (оптимизировано расположение ФЭМ относительногоризонта и сторон света), улучшить показатели экономической эффективности ЭК, а именно:снизить нормированную стоимость электроэнергии и повысить ЧДД в сравнении страдиционными вариантами электроснабжения.Существенные различия в полученных результатах (= 9,2 %,= 30,7 %)свидетельствуют об ограничении области применения усредненных показателей и возможностиих использования только для оценочных расчетов.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ диссертационном исследовании разработана методика обоснования состава ипараметров ЭК на основе ВИЭ для ВТП МГ.
Автором решены следующие задачи:1. Классифицированы ВТП МГ по требованиям к качеству питающего напряжения инадежности электроснабжения. Классификация позволяет выделить из всех ВТП МГгазотранспортного предприятия потребителей, для которых применение автономного ЭК наоснове ВИЭ является наиболее целесообразным, а также потребителей, для которыхобеспечение заданных показателей качества вырабатываемой ЭК электроэнергии потребуетдополнительных мероприятий с соответствующими затратами.2. Разработаны технические требования к автономным ЭК на базе ВИЭ дляэлектроснабжения потребителей газовой отрасли, учитываемые при обосновании состава ипараметров ЭК с помощью разработанных алгоритмов и методики.3. Разработана математическая модель режимов работы ЭК, с помощью которойопределяются параметры, необходимые для количественного сравнения различных типовэнергетических установок при оптимизации состава и параметров оборудования ЭК.
Модельпозволяет осуществлять расчеты параметров ЭК в зависимости от любого из возможныхвариантов соотношений мощности ВИЭ, мощности нагрузки и емкости АБ в рассматриваемыймомент времени t, который может иметь любой интервал при наличии соответствующейисходной информации за этот интервал. Режимы работы ЭК в модели выбраны таким образом,чтобы осуществлялось наиболее полное использование энергии ВИЭ с учетом накопления в АБ,а режим работы ДГУ был близок к оптимальному.4.
Разработаны методика и алгоритмы многоуровневой оптимизации состава и параметровЭК на основе ВИЭ для ВТП МГ по критериям энергетической и экономической эффективности,позволяющие оптимально выбрать установки на основе ВИЭ, АБ, традиционный источникпитания, преобразователи электрической энергии и схему подключения энергоисточников в ЭК.Разработанная методика в полной мере отвечает требованиям, предъявляемым к формированиюсистем электроснабжения ВТП МГ, и позволяет гибко подходить к обоснованию оптимальноговарианта в зависимости от того, какому показателю отдано предпочтение: минимальный срококупаемости, наибольшая энергетическая эффективность или минимум финансовых затрат напротяжении расчетного периода эксплуатации.5.
На основе предложенной методики и алгоритмов оптимизации разработан алгоритмрасчета оптимальных параметров и состава ЭК на основе ВИЭ, позволяющий получитьединственное точное решение с наименьшими ресурсными и временными затратами навычисление. Алгоритм реализован в двухуровневой системе расчетов: по усредненнымпоказателям и по достоверной детализированной информации по поступлению ресурсов ВИЭ и25режимам работы и нагрузке потребителей. Выбор средства решения определяется условиямипостановки задачи и требованиями, предъявляемыми к результатам ее решения.6. Для детализированного варианта расчетов разработана имитационная динамическаямодель режимов работы ЭК в пакете блочно-модульного визуального моделирования Simulink 8матричной системы MATLAB R2013b.7.
Разработанная методика апробирована на примере обоснования состава и параметровЭК для потребителей электроэнергии крановых узлов строящегося МГ в Республике Саха(Якутия). Выполнено технико-экономическое обоснование автономного ЭК, состоящего издвадцати ФЭМ 185 Вт, одной ДГУ 4 кВт и АБ 380 А∙ч, 24 В. Коэффициент замещениятрадиционного ресурса составляет 29 %, капитальные затраты на 25 % меньше, чем дляавтономной традиционной системы электроснабжения, LCOE = 19,68 руб./кВт∙ч.ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯПубликации в изданиях, рецензируемых ВАК РФ:1. Аверьянов В.К., Толмачев В.Н., Журавский М.А., Сибгатуллин А.Р. Особенности иперспективы использования природного газа в комбинации с возобновляемыми источникамиэнергии // Наука и техника в газовой промышленности.
– 2013. – № 2 (54). – С. 9-15.2. Толмачев В.Н., Кирюхин С.Н., Журавский М.А., Сибгатуллин А.Р. Применение методовимитационногоматематическогомоделированиядляповышенияэффективностифункционирования ветроэнергетических комплексов // Наука и техника в газовойпромышленности. – 2013. – № 3 (55). – С. 39-48.3. Толмачев В.Н., Кирюхин С.Н., Журавский М.А., Сибгатуллин А.Р. Оптимизацияструктуры энергетических комплексов на основе имитационного моделирования // Газоваяпромышленность.
– 2013. – № 11/698. – С. 52-56.4. Аверьянов В.К., Толмачев В.Н., Журавский М.А., Сибгатуллин А.Р. Перспективныенаправления повышения энергетической и экологической безопасности использованияприродного газа // Энергетик. – 2014. – № 2. – С. 31-34.5. Толмачев В.Н., Кирюхин С.Н., Сибгатуллин А.Р. Определение оптимального составаэнергокомплексов с использованием возобновляемых источников энергии // Наука и техника вгазовой промышленности. – 2014. – № 3 (59). – С. 81-89.6. Толмачев В.Н., Кирюхин С.Н., Сибгатуллин А.Р., Пулик А.А., Шиманская А.О.Разработка методологического подхода к оптимальному выбору возобновляемых источниковэнергии для электроснабжения вдольтрассовых потребителей МГ // Газовая промышленность.
–2015. – № 724/2015. – С. 112-117.7. Сибгатуллин А.Р., Елистратов В.В. Оптимизация состава оборудования на основевозобновляемых источников энергии в системах электроснабжения автономных потребителейнебольшой мощности // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика иэкология». – 2016. – № 23-24. – С. 51-67.Публикации в международных изданиях, индексируемых в наукометрических базах Scopusи WoS1. Artur Sibgatullin, Vladimir Tolmachev. Justification of the Parameters of RES Based EnergyComplexes for Trunk Gas Pipeline Consumers // Proceedings 2018 International Ural Conference onGreen Energy (UralCon).
– 2018. – P. 114 – 121. doi: 10.1109/URALCON.2018.854428526Тезисы в сборниках трудов конференций1. Толмачев В.Н., Журавский М.А., Сибгатуллин А.Р. Возобновляемые и нетрадиционныеисточники энергии. Основные направления повышения энергетической эффективности // Сб.докладов н.-техн. конф. «Энергетическая эффективность теплосиловых и теплогенерирующихустановок». – 2012. – С. 78-94.2. Сибгатуллин А.Р., Толмачев В.Н.
Устойчивость адаптивных систем распределеннойгенерации с ветроэнергетическими комплексами // Сб. докладов Юбилейной десятойвсероссийской конф. молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовойпромышленности (газ, нефть, энергетика)». – 2013. – С. 328.3. Сибгатуллин А.Р., Толмачев В.Н. Обеспечение устойчивости автономных системэнергоснабжения с ветроэнергетическими установками // Сб. докладов Пятой Международноймолодежной н.-практ.
конф. «Новые технологии в газовой отрасли: опыт и преемственность». –2013. – С. 177.4. Кирюхин С.Н., Толмачев В.Н., Сибгатуллин А.Р. Разработка методологическогоподхода к оптимальному выбору возобновляемых источников энергии для проектированиясистем электроснабжения вдольтрассовых потребителей магистральных газопроводов // Сб.докладов молодежной секции конф. «Актуальные вопросы организации проектноизыскательской деятельности Группы компаний Газпром и пути их решения».
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
