Pages Navigation Menu
Submit scientific paper, scientific publications, International Research Journal | Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal

ISSN 2227-6017 (ONLINE), ISSN 2303-9868 (PRINT), DOI: 10.18454/IRJ.2227-6017
ЭЛ № ФС 77 - 80772, 16+

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2021.9.111.006

Download PDF ( ) Pages: 41-48 Issue: № 9 (111) Part 1 () Search in Google Scholar
Cite

Cite


Copy the reference manually or choose one of the links to import the data to Bibliography manager
Petrov Yu.S. et al. "METHODOLOGY OF CALCULATION AND ORGANIZATION OF AUTONOMOUS POWER SUPPLY OF INDIVIDUAL FACILITIES VIA RENEWABLE ENERGY (IN MOUNTAINOUS AREAS)". Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal (International Research Journal) № 9 (111) Part 1, (2021): 41. Tue. 05. Oct. 2021.
Petrov, Yu.S., & , Zorina I.Yu., & Muzaev, A.K., & (2021). METODOLOGIYA RASCHETA I ORGANIZACII AVTONOMNOGO ENERGOSNABGHENIYA INDIVIDUALYNYH OBYEKTOV OT VOZOBNOVLYAEMOY ENERGII (V USLOVIYAH GORNYH TERRITORIY) [METHODOLOGY OF CALCULATION AND ORGANIZATION OF AUTONOMOUS POWER SUPPLY OF INDIVIDUAL FACILITIES VIA RENEWABLE ENERGY (IN MOUNTAINOUS AREAS)]. Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal, № 9 (111) Part 1, 41-48. http://dx.doi.org/10.23670/IRJ.2021.9.111.006
Petrov Yu. S. METHODOLOGY OF CALCULATION AND ORGANIZATION OF AUTONOMOUS POWER SUPPLY OF INDIVIDUAL FACILITIES VIA RENEWABLE ENERGY (IN MOUNTAINOUS AREAS) / Yu. S. Petrov, Zorina I. Yu. , A. K. Muzaev // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal. — 2021. — № 9 (111) Part 1. — С. 41—48. doi: 10.23670/IRJ.2021.9.111.006

Import


METHODOLOGY OF CALCULATION AND ORGANIZATION OF AUTONOMOUS POWER SUPPLY OF INDIVIDUAL FACILITIES VIA RENEWABLE ENERGY (IN MOUNTAINOUS AREAS)

МЕТОДОЛОГИЯ РАСЧЁТА И ОРГАНИЗАЦИИ АВТОНОМНОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ ОТ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГИИ (В УСЛОВИЯХ ГОРНЫХ ТЕРРИТОРИЙ)

Научная статья

Петров Ю.С.1, Зорина И.Ю.2, Музаев А.К.3, *

1, 2, 3 Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет), Владикавказ, Россия

* Корреспондирующий автор (alexandr.muzaev[at]mail.ru)

Аннотация

Предложена методология расчёта и организации автономного энергоснабжения индивидуальных объектов от возобновляемых источников энергии в условиях горных территорий. Основой расчёта являются энергетические соотношения в системе генератор – накопитель – потребитель за различные промежутки времени (час, сутки, месяц и т.д.), учитывающие как суточные, так и сезонные изменения параметров генерации и потребления; предложен алгоритм расчёта.

Рассмотрена организация автономного энергоснабжения потребителей от ВИЭ, включающая в себя основные этапы и параметры функционирования автономного энергетического комплекса (энергетические, техногенные, экологические риски горных территорий), а также их анализ с точки зрения возможных отклонений от допустимых по технологическим нормам предельных значений. Предложен алгоритм организации автономного энергоснабжения от ВИЭ индивидуальных потребителей с учётом специфики горных территорий.

Ключевые слова: расчёт, методология, организация, автономное энергоснабжение, ВИЭ, индивидуальный объект, функционирование, энергетические, техногенные, экологические характеристики.

METHODOLOGY OF CALCULATION AND ORGANIZATION OF AUTONOMOUS POWER SUPPLY
OF INDIVIDUAL FACILITIES VIA RENEWABLE ENERGY (IN MOUNTAINOUS AREAS)

Research article

Petrov Yu.S.1, Zorina I.Yu.2, Muzaev A.K.3, *

1, 2, 3 North Caucasian Institute of Mining and Metallurgy (State Technological University), Vladikavkaz, Russia

* Corresponding author (alexandr.muzaev[at]mail.ru)

Abstract

The current article proposes a methodology for calculating and organizing an autonomous power supply of individual objects from renewable energy sources in mountainous areas is proposed. The calculation is based on the energy ratios in the generator-storage-consumer system for various time intervals (hour, day, month, etc.), taking into account both daily and seasonal changes in the parameters of generation and consumption; a calculation algorithm is proposed.

The article examines the organization of autonomous energy supply to the consumers of renewable energy sources, which includes the main stages and parameters of the functioning of an autonomous energy complex (energy, man-made, environmental risks of mountainous zones) as well as their analysis from the point of view of possible deviations from the permissible limit values according to technological standards. Also, an algorithm for organizing autonomous energy supply from renewable energy to individual consumers is proposed taking into account the specifics of mountainous zones.

Keywords: calculation, methodology, organization, autonomous power supply, renewable energy, individual object, functioning, energy, technogenic, environmental characteristics.

Для устойчивого развития горных территорий всё большее значение приобретает использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в частности, для автономного энергоснабжения индивидуальных малоэнергоёмких объектов (жилых домов, теплиц, охотничьих домиков, туристических баз и т.д.) [1], [2], [3]. Энергоснабжение (электро- и теплоснабжение) таких объектов может быть с успехом реализовано на основе использования ВИЭ, находящихся в зоне расположения объектов.

В условиях горных территорий, как правило, имеются большие возможности использования основных энергетических потоков естественного происхождения: солнечных лучей, ветра, потоков движущейся воды (горных рек, водопадов и т.п.), т.е. использования ВИЭ. Комбинированному использованию ВИЭ в настоящее время уделяется очень большое внимание [4], [5], [6], [8]. Для эффективного использования ВИЭ в автономной системе энергоснабжения следует, по возможности, одновременно использовать в энергетической установке преобразователи различного типа (ветро-, гелио-, гидрогенераторы. Необходимо прежде всего количественно оценить потенциальные возможности генерации на основе ВИЭ (возобновляемой энергии) и сравнить их с требуемыми энергетическими запросами потребителей.

При электроснабжении от общей генерирующей системы (с использованием ЛЭП), как правило, предполагается, что источник энергии имеет достаточную мощность для удовлетворения запросов потребителя и поэтому расчёт носит односторонний характер – рассчитываются лишь параметры нагрузки с учётом их возможных колебаний.

Расчёт автономного энергоснабжения индивидуальных объектов от ВИЭ имеет свои существенные особенности [9], [10]. Основные из них следующие:

 – ограниченная мощность источников генерации;

 – непостоянство во времени выходных параметров источников;

 – различие в форме выходного тока и напряжения источников генерации различного типа;

 – непостоянство параметров потребителей индивидуальных объектов;

 – практическая невозможность добиться абсолютного равенства между мгновенными значениями генерируемой и потребляемой в системе мощностями;

 – сезонные изменения параметров генераторов и потребителей в общей системе автономного энергоснабжения индивидуальных объектов от ВИЭ.

Ограниченная величина мощности источников генерации на ВИЭ объясняется трудностями реализации установок большой мощности, их негативным влиянием на окружающую среду, возможностями воздействия на них экологических рисков различного типа. Установки малой мощности можно максимально приблизить к потребителю, вплоть до непосредственного использования для генерации энергии его конструктивных особенностей (например, крыши дома для установки солнечных панелей и т.п.).

Генерация энергии установками непосредственного использования естественных энергетических потоков (солнечных лучей, ветра, движущейся воды) зависит от параметров этих потоков [11], которые, в свою очередь, зависят от многих случайных факторов и поэтому непостоянны. Возможные колебания величин генерируемой мощности должны компенсироваться различными дополнительными устройствами (аккумуляторами, резервными генераторами, например, дизель-генераторами и т.п.), что соответствующим образом должно быть отражено в расчёте.

Преобразовательные установки различного принципа действия [4] генерируют выходные напряжения различной формы (постоянное – солнечные батареи; переменное – ветро- и гидрогенераторы). В общем случае, в системе будут действовать ЭДС различных выходных параметров и для расчёта токов в этом случае можно использовать методы анализа цепей несинусоидального тока. Однако перед поступлением в общую энергетическую сеть выходное напряжение конкретного генератора обычно преобразуется в постоянное, подаётся на аккумуляторы и далее – индивидуальному потребителю или в общую сеть, что упрощает как систему энергопотребления, так и расчёт общей электрической сети.

Непостоянство выходных параметров генераторов сопровождается непостоянством входных параметров потребителей. Нагрузка индивидуальных объектов, как правило, не является неизменной, а зависит от количества и мощности одновременно работающих установок на объекте и характера нагрузки.

Всё перечисленное делает очень сложным выдержать соответствие между мгновенными значениями вырабатываемой генераторами и потребляемой мощностями, и, следовательно, равенство между этими мощностями не может быть положено в основу методологии энергетического расчёта, как это делается обычно в теории электрических цепей.

В качестве существенной особенности расчёта системы автономного энергоснабжения индивидуальных объектов от ВИЭ следует указать на сезонные изменения параметров генерации и потребления в системе [11]. Эти изменения относятся как к преобразователям естественных энергетических потоков, так и к потребителям генерируемой энергии.

В зависимости от времени года (лето, зима и т.д.) изменяются: солнечная инсоляция, уровень воды в горных реках, интенсивность и направление ветра и т.д. Всё это естественным образом отражается на выходных параметрах солнечных батарей, гидро- и ветрогенераторов.

Энергопотребление индивидуальных объектов также изменяется сезонно: зимой больше энергии требуется на теплоснабжение объекта, летом – на работу холодильников и т.д. Сезонные изменения условий и величины генерации и потребления электроэнергии приводят к необходимости рассмотрения не только баланса мощности (БМ) между генераторами и потребителями в системе, но и энергетического баланса (ЭБ) за различные промежутки времени ТК (сутки, месяц, год) (см. рис. 1).

Для компенсации суточных и сезонных изменений в генерации и потреблении энергии обычно используют накопители энергии (электрические и тепловые аккумуляторы), а также резервные электрогенераторы на традиционном топливе (обычно дизель-генераторы).

Описанные особенности автономного энергоснабжения индивидуальных объектов от ВИЭ отражены в приведённом далее (рис. 1) алгоритме общего расчёта системы генераторов на ВИЭ и индивидуальных малоэнергоёмких объектов с автономным энергообеспечением возобновляемой энергией.

 

m_merged12
Рис. 1 – Алгоритм расчёта энергоснабжения

В соответствии с алгоритмом, изображённом на рис. 1, первым этапом расчёта является составление математической модели, соответствующей исходному состоянию объекта. Могут быть составлены детерминированная, динамическая или вероятностная модели. Далее предполагается, что составлена детерминированная математическая модель, обладающая достаточной адекватностью и возможностью изменения определяющих переменных в требуемых для исследования пределах.

Для выполнения расчёта требуется предварительно определить исходные данные – энергетические параметры всех составляющих системы: потребителей, генераторов, накопителей, дополнительных (резервных) генераторов и т.д. Исходные данные должны включать в себя не только конкретные энергетические характеристики объектов (электрические сопротивления, номинальная мощность, рабочий ток, напряжения и т.д.), но и информацию о возможных текущих изменениях этих характеристик в зависимости как от внутрисистемных изменений (параметров генерации, потребления и т.д.), так и от внешних (природных) условий, влияющих на работу генераторов и потребителей.

Изменение энергетических параметров, составляющих системы, влияет как на баланс мощностей потребителей и генераторов, так и на общий энергетический баланс в системе.

После получения необходимых исходных данных они вводятся в вычислительную машину для использования в соответствующих вычислительных операциях.

Наиболее важным фактором, определяющим нормальное функционирование системы, является баланс мощностей [9] между генераторами и потребителями. В силу указанных выше причин математическое выражение баланса мощностей в рассматриваемой системе можно записать в виде уравнения:

Σ РВЭ + Σ РДОП = Σ РПОТР ± Σ РНАК (1)

где Σ РВЭ – сумма мощностей генераторов возобновляемой энергии;

 Σ РДОП – сумма дополнительных (резервных) мощностей;

 Σ РПОТР – сумма мощностей потребителей;

 Σ РНАК – сумма мощностей накопительных установок.

Уравнение (1) носит общий характер и не учитывает конкретных преобразований энергии в потребителе, в частности, в использовании промежуточных аккумуляторов и инвертора.

Детерминированная модель предполагает использование конкретных значений исходных данных. Для анализа реального состояния системы исходные данные можно изменять в соответствии с изменением условий работы системы, и, следовательно, получать необходимые энергетические характеристики для выполнения баланса мощностей.

В уравнении (1) основной исходной величиной является потребляемая всей нагрузкой мощность Σ РПОТР. Эта мощность может варьировать в определённых пределах, что необходимо учитывать при составлении и анализе баланса мощностей. Генерируемая от ВИЭ мощность Σ РВЭ также может колебаться, как уже указывалось, в силу непостоянства параметров естественных энергетических потоков. Полного соответствия (равенства) этих мощностей можно добиться только в отдельных частных случаях. В общем же случае мощности генерируемая и потребляемая могут отличаться друг от друга и для выполнения баланса мощностей используют, как правило, промежуточные накопители энергии (аккумуляторы) и в редких случаях – дополнительные генераторы (дизель-генераторы).

В уравнении (1) перед слагаемым Σ РНАК стоит знак «±» (плюс-минус), так как накопитель может работать в двух режимах: в режиме накопления энергии – потребителем (знак «+»), когда её производится с избытком или в режиме генерации энергии (знак «»), когда её производится с недостатком). В последнем случае может быть задействован также дополнительный источник генерации – дизель-генератор.

В некоторых случаях для упрощения системы электроснабжения вся энергия, вырабатываемая генераторами, передаётся в накопитель, от которого далее происходит питание потребителей. Накопитель в этом случае должен иметь ёмкость, способную компенсировать перепады генерации и потребления энергии и возможность непрерывно пополнять энергию, отдаваемую потребителям. Однако и в этом случае основным уравнением для анализа баланса мощности остаётся уравнение (1).

Если уравнение баланса мощностей выполняется (при соответствующих возможных для реализации частных значениях Σ РНАК и Σ РДОП), то приступают к анализу энергетического баланса. Если энергетический баланс не выполняется, то следует провести анализ причин невозможности выполнения баланса мощностей, разработать конкретные мероприятия по необходимому изменению параметров системы и выполнить новый расчёт с изменяющимися составляющих системы для получения значений выходных параметров, удовлетворяющих уравнению (1).

Выполнение баланса мощностей является обязательным условием устойчивой работы системы. Однако не менее важным условием её нормальной работы является энергетический баланс – соответствие между генерируемой и потребляемой мощностью за какой-то конкретный промежуток времени, в течение которого параметры генераторов и приёмников могут меняться. Например, в течение суток меняется мощность солнечных батарей от 0 до максимума при одновременном изменении энергопотребления жилым домом, как индивидуальным объектом в системе.

Если упростить ситуацию, то можно рассматривать два уравнения энергетического баланса:

Σ WВЭ = Σ WНАКОП (2)
Σ WНАКОПΣ WПОТР (3)

где Σ WВЭ – вся энергия генерации за рассматриваемый промежуток времени;

 Σ WНАКОП – энергия, переданная в накопительное устройство;

 Σ WПОТР – энергия, требуемая для нормальной работы потребителей за рассматриваемый промежуток времени.

В соответствии с уравнениями (2), (3) вся генерируемая энергия сначала накапливается в накопителях (аккумуляторах), а затем из накопителя передаётся потребителю. Излишек энергии можно учитывать при дозаряде аккумуляторов или использовать его для питания дополнительных приёмников.

Однако более информативной, позволяющей проводить подробный анализ является запись уравнения энергетического баланса, подобного уравнению баланса мощностей:

Σ WВЭ + Σ WДОП = Σ WПОТР ± Σ WНАКОП (4)

Уравнение (4) получается интегрированием уравнения (1) при заданных законах Pk(t) изменения мощности во времени составляющих системы. Физическая интерпретация уравнения (4) аналогична физической интерпретации уравнения (1). Период времени, за который вычисляется энергия, определяется целями расчёта и задачами прогнозирования и может быть определен, например, как сутки, неделя, месяц и т.д. в соответствии с суточным, недельным, сезонным и годовым графиками электрических нагрузок потребителя.

Если энергетический баланс не выполняется, то аналогично баланс мощностей следует принять меры для его выполнения. Если выполняются и баланс мощностей, и энергетический баланс, то система работает в устойчивом режиме и для обеспечения надёжности следует только контролировать параметры генераторов и потребителей и своевременно предотвращать их возможные аномальные изменения.

Выполнение баланса мощностей и энергетического баланса является основным аспектом при рассмотрении теории и практики автономного электроснабжения индивидуальных объектов от ВИЭ. Другим, не менее важным, является эффективная организация системы, логистика комплекса мероприятий по созданию и функционированию автономной системы энергоснабжения, управлению естественными и преобразованными потоками энергии [12].

Методология организации (логистика) автономного энергоснабжения индивидуальных объектов от ВИЭ в условиях горных территорий включает в себя анализ основных направлений функционирования автономного комплекса энергообеспечения с учётом особенностей горных условий. К таким направлениям относятся: генерация электроэнергии (энергетическое направление); воздействие на окружающую среду (техногенное направление); воздействие аномальных природных явлений на энергетический комплекс – экологические риски.

Энергетическое направление организации функционирования автономного комплекса энергообеспечения индивидуальных объектов включает в себя как главный этап – обеспечение бесперебойного качественного энергоснабжения потребителя. Основное формальное отличие энергетического потока от обычного материального, как известно, состоит в отсутствии прямой возможности складировать готовую продукцию – электрическую энергию.

Определяющая особенность рассматриваемого процесса энергообеспечения (как и электроэнергетики вообще) – это непрерывность и практическое совпадение во времени процессов преобразования естественных энергетических потоков в искусственные (электроэнергию), распределение и потребление полученной энергии.

Нестабильность процессов генерации возобновляемой энергии и процессов её потребления должны учитываться в уравнении, описывающем энергетическое состояние системы – уравнение энергетического баланса. Анализ уравнений баланса мощностей и энергетического баланса был дан в первой части статьи. Рассматривая процесс организации автономного энергоснабжения следует отметить, что условия соответствия генерации и потребления энергии в системе должны быть основными, как на стадии проектирования системы, так и в процессе её эксплуатации, для чего должен осуществляться непрерывный мониторинг соответствующих параметров как генераторов, так и потребителей.

В условиях нестабильности параметров генераторов и потребителей, их зависимости от времени суток, погодных условий и т.д., следует составлять и согласовывать графики электрических нагрузок и генерируемой мощности на сутки, неделю, месяц, сезон и т.д. Необходимо рассчитывать резервные мощности и возможности накопительных устройств. Ориентация на средник показатели может дать только общую картину, не раскрывающую частных, конкретных ситуаций. Для более точных прогнозов следует использовать вероятностную модель системы.

Технологический процесс генерирования энергии, в частности, устройствами на ВИЭ неизбежно связан с техногенным циклом [13], сопровождающим этот процесс (т.е. с совокупностью техногенных, вредных для человека и окружающей среды явлений и факторов). Хотя применение ВИЭ является экологически более предпочтительным, чем использование других источников энергии, тем не менее, эксплуатация установок на ВИЭ сопряжена с некоторыми более или менее значительными нарушениями экологии в соответствующей местности.

Наиболее безвредным для периода эксплуатации является применение солнечных батарей, хотя положение резко меняется, если рассматривать их полный жизненный цикл: производство – эксплуатация – утилизация. Ограничиваясь лишь периодом эксплуатации, можно отметить следующие техногенные проявления нарушения ландшафта, отчуждение земель (для мощных солнечных установок), перераспределение энергии солнечных лучей. Наиболее существенным техногенным фактором, условно относящимся к периоду эксплуатации, является утилизация отработавших свой срок солнечных панелей.

Если говорить о ветрогенераторах, то следует отметить шумовые загрязнения, вред для пролетающих птиц, нарушение ландшафта. Последнее особенно важно для рекреационных районов, одной из достопримечательностей которых в горных условиях является красота пейзажа.

Организуя энергетический комплекс на ВИЭ, в состав которого входят ветроустановки, необходимо учитывать не только направление и скорость ветра в соответствующей местности, но и экологию этих установок, наличие объектов, на которые техногенные факторы ветроустановок могут влиять наиболее сильно (санатории, заповедники) и т.п.

Предполагается, что в рассматриваемый комплекс применения ВИЭ входят также гидрогенераторы, использующие энергию горных рек, которые можно устанавливать в непосредственной близости от потребителя, реализуя рукавный принцип строительства микроГЭС. Использование энергии падающей воды является довольно эффективным способом получения электрической энергии. Однако и в этом случае не обходится без экологических воздействий, выражающихся, в частности, в нарушении ландшафта, искажении естественного русла рек, вреда для миграции и обитания рыбы и т.д.

Степень вредного воздействия генераторов возобновляемой энергии на окружающую природную среду не должна превышать допустимых значений, в связи с чем необходимо проводить мониторинг параметров техногенного цикла, сопровождающего генерацию энергии соответствующими устройствами, оценивать результаты мониторинга, сравнивая их с допустимыми значениями, и принимать, при необходимости, меры по снижению вредного воздействия установок на окружающую природную среду.

В условиях горных территорий, рассматривая систему энергоснабжения, необходимо учитывать и вероятность проявления различного рода экологических рисков (ливни, ураганы, снегопады, камнепады, лавины, снежные бури и т.п.). Воздействия возможные аномальных природных явлений на систему необходимо учитывать как на стадии проектирования, так и в процессе эксплуатации системы, обеспечивая необходимый мониторинг природных факторов, способных создать опасную ситуацию.

Описанная общая методология организации (логистика) автономного энергообеспечения индивидуальных объектов на основе ВИЭ в условиях горных территорий представлена алгоритмом, изображённым на рис. 2. Алгоритм содержит основные этапы реализации главной задачи энергетической логистики: организацию движения энергетических потоков (генерации, распределения и потребления электрической энергии в данном случае получаемой от ВИЭ); управление ими и сопутствующими факторами в реальном времени с целью надёжного обеспечения электроэнергией потребителей, в частности, в автономной системе энергообеспечения.

 

m_merged65
Рис. 2 – Алгоритм организации энергоснабжения от ВИЭ

В алгоритме рис. 2 (далее – просто алгоритме) в качестве основных выделены следующие параметры функционирования системы: энергетические (ток, напряжение, мощность, энергия генераторов и потребителей); техногенные (параметры техногенных циклов технологических процессов применения гелио-, ветро- и гидрогенераторов); экологические риски, способные проявить себя в горных условиях вследствие аномального изменения природных условий и окружающей обстановки.

Расчёт энергетических параметров (о чём подробнее было сказано ранее) дополняется их мониторингом. Если баланс мощностей и энергетический баланс выполняются, то система по этому признаку работает в нормальном режиме; если не выполняется, то следует принимать меры для достижения баланса мощностей и энергетического баланса: использование накопительных устройств, включение дополнительных генераторов, изменение параметров нагрузки и т.д.

В соответствии с алгоритмом при функционировании системы энергообеспечения на ВИЭ должны поддерживаться нормативные значения параметров техногенных циклов-генерации энергии от применяемых в системе преобразователей (солнечных батарей, гидро- ветрогенераторов), для этого следует проводить их периодический мониторинг с последующим анализом результатов и, при необходимости, применением соответствующих мероприятий для поддержания техногенных проявлений функционирования генераторов на должном – безопасном уровне.

Крайняя правая ветвь алгоритма относится к характеристике возможных аномальных природных проявлений (экологических рисков), последствия которых могут оказать негативное воздействие на работу системы. Мониторинг параметров состояния окружающей среды (температуры, влажности, скорости ветра и т.д.) и анализ возможности возникновения аномальных явлений позволят оценить реальную ситуацию (опасная, неопасная) и, при необходимости, принять соответствующие предупреждающие меры по предотвращению воздействия экологических рисков на систему.

Текущая информация по всем трём направлениям, характеризующим функционирование системы энергообеспечения на ВИЭ (энергетическое, техногенное, экологические риски), позволяет провести вероятностный анализ и прогнозирование ситуации на последующие этапы работы системы с учётом, в частности, сезонных изменений условий генерации и потребления энергии и климатических изменений природных условий.

Результаты текущего мониторинга природных факторов и ретроспективный анализ возникновения экологических рисков и возможных отклонений в работе системы энергообеспечения позволяют выработать необходимые рекомендации по сохранению устойчивой работы системы по надёжному и качественному энергоснабжению потребителей на основе использования ВИЭ.

Предложенная методология расчёта и организации автономного энергоснабжения индивидуальных объектов от ВИЭ в условиях горных территорий может быть использована для оптимизации и повышения устойчивости работы энергетических комплексов соответствующего типа как на стадии их проектирования, так и в процессе эксплуатации.

Конфликт интересов

Не указан.

Conflict of Interest

None declared.

Список литературы / References

  1. Безруких П.П. Состояние и перспективы развития возобновляемых источников энергии в России / П.П. Безруких, Д.С. Стребков // Малая энергетика. М.: ОАО “НИИЭС”, 2008. № 4-5.
  2. Энергетическая стратегия РФ на период до 2030 года / Распоряжение Правительства РФ от 13 ноября 2009 год № 1715-р.
  3. Справочник по ресурсам ВИЭ России и местным видам топлива / П.П. Безруких [и др.] М.: ИАЦ Энергия, 2007. 397 с
  4. Сидельников А. И. Разработка методики технико-экономического обоснования структуры и параметров энергокомплекса на базе возобновляемых источников энергии: дисс. на соискание учёной степени канд. техн. наук / А. И. Сидельников. М., 2003. 121 с.
  5. Сидельников А. И. Результаты компьютерного моделирования совместной работы ВЭС, СЭС и ГЭС в составе энергокомплекса и на локального потребителя / А. И. Сидельников // XI Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» тез. докл. М.: МЭИ, 2003. С. 333-334.
  6. Бреусов В. П. Потенциал возобновляемых источников энергии в Казахстане / В. П. Бреусов, Д. А. Кариев, М. А. Ташимбетов // Возобновляемая энергетика-2003: состояние, проблемы, перспективы: сб. докладов межд. научн.-практ. конф. СПб.: Изд-во СПбГТТУ, 2003. 616 с. (С. 458–464).
  7. Бреусов В. П. Комбинированное использование возобновляемых источников энергии – рациональное направление энергоресурсосберегающей политики в республике Казахстан / В. П. Бреусов, М. А. Ташимбетов // Промышленная энергетика. М., 2004. № 11. С. 53–55.
  8. Шерьязов С. К. Выбор рационального сочетания традиционных и возобновляемых энергоресурсов в системе энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей (на примере Челябинской области) / С. К. Шерьязов. Челябинск, 2010. 40 с.
  9. Виссарионов В.И. Методика расчёта энергетического комплекса для тепло- и электроснабжения автономного потребителя на базе возобновляемых источников энергии / В.И. Виссарионов, А.Н. Дорошин // Вестник МЭИ. 2012. № 5 С. 52-58.
  10. Попель О.С. Исследование и разработка систем энергоснабжения с использованием возобновляемых источников энергии: дисс. на соискание учёной степени д-ра техн. наук / О.С. Попель. М., 2007, 314 с.
  11. Климатические факторы возобновляемых источников энергии / В. В. Елистратов, Е. М. Акентьева, М. М. Борисенко и др. СПб.: Наука, 2010. 235 с.
  12. Об опыте Свердловской области по внедрению возобновляемых источников энергии / В. П. Штагер, С. Е. Щеклеин, В. И. Велькин и др. // Энергетика региона. Екатеринбург, 2003. № 3. С. 58–61.
  13. Опыт УГТУ по реализации проекта энергообеспечения удаленного объекта нетрадиционными и возобновляемыми источниками энергии / С. Е. Щеклеин, В. И. Велькин, Г. В. Тягунов // Тезисы докладов отчетной конференции по программе «Топливо и энергетика». М.: МЭИ, 2001. С. 93–96.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Bezrukikh P. P. Sostojanie i perspektivy razvitija vozobnovljaemykh istochnikov ehnergii v Rossii [The state and prospects of development of renewable energy sources in Russia] / P. P. Bezrukikh, D. S. Strebkov / P. P. Bezrukikh, S. Strebkov // Malaja ehnergetika [Distributed power engineering]. Moscow: JSC “NIIES”, 2008. No. 4-5 [in Russian]
  2. Ehnergeticheskaja strategija RF na period do 2030 goda [Energy Strategy of the Russian Federation for the period up to 2030] / Rasporjazhenie Pravitel’stva RF ot 13 nojabrja 2009 god № 1715-r. [Order of the Government of the Russian Federation No. 1715-r dated November 13, 2009] [in Russian]
  3. Spravochnik po resursam VIEh Rossii i mestnym vidam topliva [Handbook on RES resources of Russia and local types of fuel] / P. P. Bezrukikh [et al.] Moscow: IATs Energia, 2007. 397 p. [in Russian]
  4. Sidelnikov A. I. Razrabotka metodiki tekhniko-ehkonomicheskogo obosnovanija struktury i parametrov ehnergokompleksa na baze vozobnovljaemykh istochnikov ehnergii [Development of a methodology for a feasibility study of the structure and parameters of an energy complex based on renewable energy sources]: Candidate’s Thesis. Engineering / I. Sidelnikov. Moscow, 2003. 121 p. [in Russian]
  5. Sidelnikov A. I. Rezul’taty komp’juternogo modelirovanija sovmestnojj raboty VEhS, SEhS i GEhS v sostave ehnergokompleksa i na lokal’nogo potrebitelja [The results of computer modeling of the joint operation of the wind farm, solar power plant and hydroelectric power plants as part of the energy complex and for the local consumer] / A. I. Sidelnikov // Mezhdunarodnaja nauchno-tekhnicheskaja konferencija studentov i aspirantov «Radioehlektronika, ehlektrotekhnika i ehnergetika» [XI International Scientific and Technical Conference of students and postgraduates “Radioelectronics, electrical engineering and power engineering] Moscow: MEI, 2003, pp. 333-334 [in Russian]
  6. Breusov V. P. Potencial vozobnovljaemykh istochnikov ehnergii v Kazakhstane [The potential of renewable energy sources in Kazakhstan] / V. P. Breusov, D. A. Kariev, M. A. Tashimbetov // Vozobnovljaemaja ehnergetika-2003: sostojanie, problemy, perspektivy: sb. dokladov mezhd. nauchn.-prakt. konf. [Renewable energy-2003: state, problems, prospects: collection of reports of international scientific and practical conference]. St. Petersburg: Publishing house of SPbGTTU, 2003. 616 p. (pp. 458-464) [in Russian]
  7. Breusov V. P. Kombinirovannoe ispol’zovanie vozobnovljaemykh istochnikov ehnergii – racional’noe napravlenie ehnergoresursosberegajushhejj politiki v respublike Kazakhstan [Combined use of renewable energy sources – a rational direction of energy-saving policy in the Republic of Kazakhstan] / V. P. Breusov, M. A. Tashimbetov // Promyshlennaja ehnergetika [Industrial power engineering]. Moscow, 2004. No. 11, pp. 53-55 [in Russian]
  8. Sheryazov S. K. Vybor racional’nogo sochetanija tradicionnykh i vozobnovljaemykh ehnergoresursov v sisteme ehnergosnabzhenija sel’skokhozjajjstvennykh potrebitelejj (na primere Cheljabinskojj oblasti) [The choice of a rational combination of traditional and renewable energy resources in the energy supply system of agricultural consumers (based on Chelyabinsk Oblast)] / S. K. Sheryazov. Chelyabinsk, 2010. 40 p. [in Russian]
  9. Vissarionov V. I. Metodika raschjota ehnergeticheskogo kompleksa dlja teplo- i ehlektrosnabzhenija avtonomnogo potrebitelja na baze vozobnovljaemykh istochnikov ehnergii [Methodology for calculating the energy complex for heat and electricity supply to an autonomous consumer based on renewable energy sources] / V. I. Vissarionov, A. N. Doroshin // Vestnik MEI [Bulletin of MPEI]. 2012. No. 5, pp. 52-58 [in Russian]
  10. Popel O. S. Issledovanie i razrabotka sistem ehnergosnabzhenija s ispol’zovaniem vozobnovljaemykh istochnikov ehnergii [Research and development of energy supply systems using renewable energy sources]: Doctor’s Thesis. Engineering / O. S. Popel. Moscow, 2007, 314 p. [in Russian]
  11. Klimaticheskie faktory vozobnovljaemykh istochnikov ehnergii [Climate factors of renewable energy sources] / V. Elistratov, E. M. Akentieva, M. M. Borisenko, N. V. Kobysheva, G. I. Sidorenko, V. V. Stadnik. Saint Petersburg: Nauka, 2010. 235 p. [in Russian]
  12. Ob opyte Sverdlovskojj oblasti po vnedreniju vozobnovljaemykh istochnikov ehnergii [On the experience of the Sverdlovsk region on the introduction of renewable energy sources] / V. P. Stager, S. E. Shcheklein, V. I. Velkin, G. V. Tyagunov // Energetika regiona [Regional Energy]. Yekaterinburg, 2003. No. 3, pp. 58-61 [in Russian]
  13. Opyt UGTU po realizacii proekta ehnergoobespechenija udalennogo ob”ekta netradicionnymi i vozobnovljaemymi istochnikami ehnergii [The experience of USTU in the implementation of the project of energy supply of a remote facility with non-traditional and renewable energy sources] / S. E. Shcheklein, V. I. Velkin, G. V. Tyagunov // Abstracts of reports of the reporting conference on the “Fuel and energy” program. Moscow: MEI, 2001, pp. 93-96 [in Russian]

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.