Диссертация (1144128), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Вычисляются такжемаксимальная, минимальная и средняя нагрузка за год и суммарное годовое потреблениеэлектроэнергии.108Рисунок 30 – Результат моделирования суточных режимов потребления энергииРисунок 31 – Результат моделирования месячных и годовых режимов потребления энергииГрафическая визуализация результата моделирования скорости ветра на высотефлюгера метеостанции «Алдан» и средней за текущий период скорости ветра приведена нарисунке 32.109Рисунок 32 – Результат моделирования скорости ветра на высоте флюгера метеостанции«Алдан»Графическая визуализация результата моделирования суточных, месячных и годовыхпоступлений суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность в районеметеостанции «Алдан» приведена на рисунках 33 и 34.Рисунок 33 – Результат моделирования суточных поступлений солнечной радиации110Рисунок 34 – Результат моделирования месячных и годовых поступлений солнечнойрадиацииВ соответствии с действующей в задаваемый момент времени года мощностьюнагрузки и интенсивностью поступления возобновляемых ресурсов, рассчитываютсямощностные характеристики энергоустановок на основе ВИЭ, количество вырабатываемойими электроэнергии в течение года, определяются тип и необходимое количествоисточников для обеспечения электроснабжения потребителей объекта.
Для каждогоисточникавычисляетсязначениеКИУМиопределяетсянаиболееэнергетическиэффективный тип.РезультатымоделированиямощностиВЭУWindspot3.5kWсучетомэксплуатационных ограничений при повторяемости скорости ветра в условиях метеостанции«Алдан» представлены на рисунке 35.111Рисунок 35 – Результаты моделирования мощности ВЭУ Windspot 3.5 kW в условияхметеостанции «Алдан»Результаты моделирования мощности ФЭМ ТСМ-150B с учетом эксплуатационныхограничений при потоках солнечной радиации в условиях метеостанции «Алдан»представлены на рисунке 36.Рисунок 36 – Результаты моделирования мощности ФЭМ ТСМ-150B в условияхметеостанции «Алдан»Из наиболее энергетически эффективных типов ВИЭ формируется вариантисточников с максимальным коэффициентом замещения традиционного ресурса.112составаДля данного варианта выбираются АБ и традиционные источники питания.Результаты моделирования мощности ДГУ4-230-3РН и соответствующего ей удельногоэффективного расхода топлива с учетом нагрузочной характеристики ДГУ представлены нарисунке 37.Рисунок 37 – Результаты моделирования мощности ДГУ4-230-3РН и удельногоэффективного расхода топливаРезультаты моделирования значения напряжения на аккумуляторе в АБ и уровняемкости АБ (в отношении от номинальной емкости) при заряде и разряде АБ приведены нарисунке 38.113Рисунок 38 – Результаты моделирования напряжения на аккумуляторе и емкостиаккумуляторной батареи при заряде и разрядеДля сформированного в процессе моделирования массива возможных вариантовсостава ЭК выполняется расчет энергетических и экономических параметров каждоговарианта.
По результатам оценки экономической эффективности (критерий (8) сограничениями (10) и (13)) выбирается оптимальный вариант состава ЭК.Для электроснабжения крановых узлов МГ в условиях г. Алдан выбран вариант составаЭК, как оптимальный по результатам оптимизационных расчетов, выполненных в процессемоделирования, с двадцатью ФЭМ КСМ-180, без ВЭУ, для которого= 19,68руб./кВт∙ч, расчетный коэффициент замещения традиционного ресурса составляет 29,0 %, акапитальныезатратыменьше,чемдляиЧДДавтономнойтрадиционнойсистемыэлектроснабжения.Результатырасчетов(какразницымеждусуммарнымидисконтированными затратами на ЭК и на традиционные варианты электроснабжения)приведены в таблицах Е.1 – Е.3 приложения Е.Сводные параметры ЭК, выбранного по детализированному варианту расчетов смоделированием режимов работы ЭК в имитационной модели, представлены в таблице 10.114Таблица 10 – Сводные параметры энергокомплекса, выбранного по детализированномуварианту расчетовПараметрТип ФЭМНоминальная мощность ФЭМ, кВтКоличество ФЭМ, шт.Угол наклона ФЭМ к горизонту, град.Азимут ФЭМ (угол между направлением на Юг и перпендикуляром к ФЭМ), град.Годовая выработка электроэнергии СЭС, кВт∙ч/годТип ДГУНоминальная мощность ДГУ, кВтКоличество ДГУ, шт.Годовая выработка электроэнергии ДГУ, кВт∙ч/годНоминальная емкость АБ, А∙чНоминальное напряжение АБ, ВТип элементаНоминальная емкость элемента, А∙чНоминальное напряжение элемента, ВКоличество элементов в АБ, шт.Суммарные капитальные затраты на ЭК, тыс.
руб. (без НДС)ЧДД в сравнении с вариантом электроснабжения от ЛЭП, тыс. руб. (без НДС)ЧДД в сравнении с вариантом электроснабжения от АИП на базе ДГУ, тыс. руб. (без НДС)Нормированная стоимость электроэнергии (LCOE), руб./кВт∙чЗначениеКСМ-1800,1852047204285,4ДГУ4-2303РН4110498,938024LT–LFP 380P3803,28858,30523127,4321425,81219,68Покрытие суточного графика нагрузки выбранным составом ЭК представлено нарисунке 39, а соответствующие ему режимы заряда и разряда АБ – на рисунке 40.Покрытие годового графика потребления электроэнергии представлено на рисунке 41.Рисунок 39 – Покрытие суточного графика нагрузки115Рисунок 40 – Режимы заряда и разряда аккумуляторной батареи в течение сутокРисунок 41 – Покрытие годового графика потребления электроэнергии3.6 Сравнение результатов расчетовКак показывают данные, приведенные в таблицах 9 и 10, оптимизационные расчеты симитационныммоделированиемпозволилиулучшитьпоказателиэкономическойэффективности ЭК, а именно: снизить нормированную стоимость электроэнергии иповысить ЧДД в сравнении с традиционными вариантами электроснабжения.При этом погрешность вычисления относительно результата по детализированномуварианту составила:116||(139)|||(140)|(141)Существенные различия в полученных результатах подтверждают ранее сделанныйвывод о возможности использования усредненных показателей только для оценочныхрасчетов.Кроме того, детализированный вариант оптимизационных расчетов позволил снизитьмощность резервного источника питания (по результатам имитационного моделированиярежимов работы в часовых интервалах времени выбран другой тип ДГУ, как болееэффективный при данных режимах), оптимизировать емкость и напряжение АБ, благодарячему уменьшено количество элементов в АБ с 30 шт.
до 8 шт., оптимизироватьрасположение ФЭМ относительно горизонта и сторон света, тем самым увеличив выработкуэлектрической энергии ФЭМ с единицы площади поверхности.Так как расчеты по усредненным показателям и по детализированному вариантупроводились с третьим уровнем оптимизации по критерию минимума приведенных затрат(8), то показатели энергетической эффективности ЭК, выбранного по детализированномуварианту (коэффициент замещения традиционного ресурса 29 %), оказались хуже, чем у ЭК,выбранного по укрупненному варианту (коэффициент замещения традиционного ресурса64,4 %), в угоду повышения экономической эффективности. Если ограничиться толькопервым или вторым уровнем оптимизации, то энергетическая эффективность ЭК,выбранного по детализированному варианту, будут существенно выше, чем у ЭК,выбранного по усредненным показателям.3.7 Выводы по главе 31.
Реализация разработанной методики обоснования состава и параметров ЭКпредложена в двухуровневой системе расчетов: поусредненнымпоказателямпоступленияресурсовВИЭипотребленияэлектроэнергии для оценочных расчетов в условиях недостаточно полной или ограниченнойисходной информации на стадии предпроектных исследований. Позволяет оценить видыВИЭ, эффективное использование которых возможно в рассматриваемом географическомрайоне, количество энергоустановок по каждому виду источника в составе ЭК и уровень ихмощности;117 по достоверной детализированной исходной информации по поступлению ресурсовВИЭ и режимам работы и нагрузке потребителей для точных оптимизационных расчетовсостава и параметров ЭК на стадии проектирования системы электроснабжения ВТП МГ.2.
Апробация методики, разработанной в диссертационной работе, выполнена напримере обоснования состава и параметров ЭК для потребителей электроэнергии крановыхузлов в реальном месте размещения строящегося МГ в Республике Саха (Якутия). Выполненанализ потребителей и проведена оценка ресурсов ВИЭ в предполагаемом районестроительства ЭК.3. По усредненным показателям осуществлено обоснование ЭК с пятьюдесятью ФЭМ185 Вт, одной ДГУ 6 кВт и АБ 600 А∙ч, 48 В. Коэффициент замещения традиционногоресурса составляет 64,4 %, срок окупаемости – менее 5 лет (в сравнении с автономнойтрадиционной системой электроснабжения), LCOE = 21,49 руб./кВт∙ч.4.
Разработана имитационная модель режимов работы ЭК, с помощью которойопределен оптимальный состав и параметры ЭК по критерию минимальных приведенныхзатрат: двадцать ФЭМ 185 Вт, одна ДГУ 4 кВт и АБ 380 А∙ч, 24 В. Коэффициент замещениятрадиционного ресурса составляет 29,0 %, капитальные затраты меньше, чем для автономнойтрадиционной системы электроснабжения,= 19,68 руб./кВт∙ч.5. Существенные различия в полученных результатах (= 9,2 %,= 30,7 %)подтверждают ограничение области применения усредненных показателей и возможность ихиспользования только для оценочных расчетов.118ЗАКЛЮЧЕНИЕВ 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
