ФУНКЦИОНАЛ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЭС ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ СЕТИ

АННОТАЦИЯ

Данная статья рассматривает использование функционала ГЭС для регулирования параметров сети. Рассмотрен принцип осуществления регулирования. Приведены способы осуществления регулирования разноплановых параметров сети.

Ключевые слова: распределенная генерация; возобновляемые источник энергии; регулирование; оптимизация.

В настоящее во всем развитом мире пересматривается концепция энергоснабжения. Особое внимание уделяется повышению адаптивности к изменению уровня нагрузок, что актуально в свете роста потребления электроэнергии. Отдельно рассматривается вопрос об интеграции возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и создании систем их синхронизации с традиционными видами электростанций в формате распределенной генерации (РГ). Пересматриваются подходы к осуществлению регулировки балансов мощностей внутри системы, нацеленные на минимизацию затрат на обслуживание оборудования, используемого в данных целях. Все выше обозначенные вопросы нацелены на оптимизацию осуществления процессов регулирования внутри сети.

Гидроэнергетика характерна низким влиянием на окружающую среду и высоким КПД. ГЭС являются надежными источниками мощностей, однако, помимо этого позволяют осуществлять широкий спектр действий по регулировке параметров энергосистемы без использования большого количества дополнительного оборудования. Она позволяет осуществлять балансирование системы, поддерживать уровень напряжения в сети и ее стабильный режим работы. Все это может быть достигнуто путем оперирования объемами водных масс, подаваемых на лопасти генерирующих установок.

Одной из проблем интеграции ВИЭ является переменный объем выработки энергии, который составляет определенные трудности для синхронизации системы. ГЭС могут использоваться в роли балансирующих источников энергии, цель которых выровнять суммарный объем отпуска в сеть. Использование ГЭС для балансировки должно быть точно рассчитано для каждого случая в отдельности.

Для оптимального оперирования сети в ней не должно наблюдаться избытка или недостатка генерирующих мощностей, т.е. должен поддерживаться баланс выработки относительно текущей нагрузки в сети. Данный баланс может осуществляться посредством изменения объема рабочего водного потока ГЭС. Что позволяет использовать ГЭС для покрытия суточных пиков нагрузки.

Важной задачей является подержание единого уровня частоты в сети. Решение данной проблемы может быть также осуществлено путем изменения объема рабочего водного потока ГЭС. Изменяя скорость вращения турбин, достигается изменение частоты генерируемой электроэнергии.

ГЭС могут рассматриваться для оперирования в режимах холодного и горячего резервов. Оперирование в режиме горячего резерва подразумевает использование мощностей ГЭС для питания обесточенных, в результате выхода из строя основных генерирующих мощностей, участков энергосистемы посредством увеличения отпуска электроэнергии. Данный тип оперирования характеризуется моментальным быстродействием. Оперирование в режиме холодного резерва отличается наличием временного промежутка, необходимого для переключения источника питания в сети, как правило он составляет не более 10 минут.

Быстрота запуска ГЭС и ее выхода на номинальные мощности позволяет осуществлять оперативный пуск сети после ее отключения.

Эксплуатация ГЭС позволяет осуществлять планирование объемов электроснабжения с учетом таких факторов, как сезонность объема выработки электроэнергии и годовую статистику энергопотребления. Использование такого подхода позволит рассчитать границы гибкости системы и потенциальный объем мощностей для реализации в том числе экспорта электроэнергии.

Стоит отметить, что не смотря на гибкость оперирования объемами выработки ГЭС факт использования изменения потока воды, подаваемой на лопасти генерирующих турбин для осуществления регулировочных процессов в сети, оказывает влияние на состояние водохранилищ и рек, сопряженных с ГЭС. Частое изменение уровня воды может привести к эрозии почвы и разрушению берегов, подтоплению населенных пунктов и т.д. Решением данной проблемы может стать установка каскада ГЭС малой мощности ниже по течению от основного комплекса генерации. Каскадная система позволит повторно использовать потенциал водных масс основного комплекса и расширить рамки регулировки параметров.

Стабильность и функциональность ГЭС делает их незаменимыми для реализации трансформации формата энергосистемы и ее перспективного развития. Стоит обратить внимание на реализацию микро-ГЭС как в роли вспомогательных генерирующих единиц в системе, так и в форме источников мощностей в отдаленных и энергоизолированных районах.

Список литературы:

1. Винаковская Н.Г., Якибчук С.Ю. Актуальность и особенности реализации системы “SMART GRID” на территории Российской Федерации // Сборник избранных статей по материалам научных конференций ГНИИ "Нацразвитие" (Санкт-Петербург, Декабрь 2019). Международная научная конференция "Наука. Исследования. Практика". – СПб.: ГНИИ «Нацразвитие», 2019.
2. Choton K. Dasa, Octavian Bassa, Ganesh Kothapallia, Thair S. Mahmoudb, Daryoush Habibia. Overview of energy storage systems in distribution networks. Placement, sizing, operation, and power quality. Renewable and Sustainable Energy Reviews, ISSN: 1364-0321, Vol: 91, Page: 1205-1230
3. USA Department Of Energy. Hydropower Vision. Report. – Washington. July 2016