28
э
н
е
р
г
о
с
н
а
б
ж
е
н
и
е
энергоснабжение
Электромеханические
системы для повышения
устойчивости работы
электрических сетей
с возобновляемыми
источниками энергии
По
материалам
48-
й
и
49-
й
Сессий
СИГРЭ
приведен
обзор
су
-
ществующих
и
перспективных
технологий
,
которые
могут
быть
использованы
для
обеспечения
устойчивой
работы
энергосис
-
тем
с
большой
долей
ветропарков
и
солнечных
электростан
-
ций
.
Детально
рассмотрен
вопрос
практического
применения
для
этих
целей
электромеханических
систем
«
двигатель
-
гене
-
ратор
»,
синхронных
и
асинхронизированных
компенсаторов
.
Дается
сравнительный
анализ
этой
технологии
с
технологией
различного
вида
статических
компенсаторов
.
Рассматривается
технология
подключения
возобновляемых
источников
энер
-
гии
к
сети
через
двигатель
-
генераторную
установку
.
Предло
-
женные
решения
иллюстрируются
примерами
их
реализации
в
энергосистемах
Индии
,
Италии
,
Китая
,
России
и
Франции
.
Виницкий
Ю
.
Д
.,
д
.
т
.
н
.,
Заслуженный
деятель
СИГРЭ
Кузьмичев
В
.
А
.,
к
.
т
.
н
.,
главный
инженер
по
электротехническому
оборудованию
филиала
АО
«
Институт
Гидропроект
» — «
НИИЭС
»
О
бщемировой
тенденцией
развития
электроэнергети
-
ки
является
широкое
при
-
менение
возобновляемых
источников
энергии
.
Так
,
в
одной
из
наиболее
динамично
развивающих
-
ся
экономик
мира
—
Индии
процент
возобновляемых
источников
энергии
должен
к
2030
году
составить
52%
по
сравнению
с
25,9%
в
2021
году
(
рисунок
1) [1].
Драйверами
роста
в
этом
сегменте
являются
источники
генерации
на
основе
энергии
Солн
-
ца
и
ветра
.
Согласно
национальной
энергетической
стратегии
Италии
,
установленная
мощность
солнеч
-
ных
электростанций
и
ветропарков
в
2030
году
должна
превысить
уста
-
новленную
мощность
гидроэлектро
-
станций
и
достичь
уровня
69
ГВт
[2].
Рис
. 1.
Структура
генерирующих
мощностей
Индии
в
2021
и
2030
годах
29
Это
более
чем
двукратный
рост
по
сравнению
с
2017
годом
(
рису
-
нок
2).
Рост
установленной
мощно
-
сти
нетрадиционных
возобновля
-
емых
источников
энергии
будет
сопровождаться
снижением
доли
ТЭС
,
ГРЭС
,
ГЭС
,
АЭС
в
струк
-
туре
мощностей
энергосистем
.
Без
принятия
соответствующих
мер
это
приведет
к
снижению
ма
-
невренных
резервов
реактивной
и
активной
мощностей
,
необхо
-
димых
для
поддержания
норма
-
тивных
значений
напряжения
и
частоты
при
резких
колебаниях
генерации
и
потребления
элек
-
троэнергии
.
В
энергосистемах
с
электростанциями
,
использу
-
ющих
традиционные
возобнов
-
ляемые
и
невозобновляемые
источники
энергии
,
этот
резерв
размещается
на
ГЭС
,
блоках
ГТУ
и
ПГУ
ТЭС
.
К
обеспечению
стабильности
частоты
и
напря
-
жения
привлекаются
также
паросиловые
блоки
ТЭС
и
энергоблоки
АЭС
.
В
энергосистемах
будущего
маневренного
резерва
,
размещенного
на
этих
объ
-
ектах
,
генерации
будет
недостаточно
.
Ниже
при
-
веден
обзор
мирового
опыта
решения
данной
про
-
блемы
.
ПОДКЛЮЧЕНИЕ
СОЛНЕЧНЫХ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
И
ВЕТРОПАРКОВ
К
ЭНЕРГОСИСТЕМЕ
ЧЕРЕЗ
ДВИГАТЕЛЬ
-
ГЕНЕРАТОРНЫЕ
УСТАНОВКИ
С
АККУМУЛЯТОРНЫМИ
БАТАРЕЯМИ
Объект
генерации
на
основе
нетрадиционного
воз
-
обновляемого
источника
энергии
может
быть
под
-
ключен
к
электрической
сети
через
вставку
посто
-
янного
тока
или
двигатель
-
генераторную
установку
с
аккумуляторной
батареей
.
Структурная
схема
такой
системы
приведена
на
рисунке
3 [3].
На
данной
схеме
ветропарк
или
солнечная
элек
-
тростанция
мощностью
100
МВт
в
зависимости
от
режима
работы
сети
выдает
элек
-
троэнергию
на
зажимы
синхронно
-
го
электродвигателя
мощностью
100
МВА
или
через
полупрово
-
дниковый
преобразователь
в
ак
-
кумуляторную
батарею
емкостью
100
МВт
×
(1–6)
часов
.
Синхрон
-
ный
двигатель
вращает
генератор
мощностью
100
МВА
и
напряжени
-
ем
22
кВ
,
подключенный
к
электри
-
ческой
сети
.
При
таком
подключении
к
элек
-
трической
сети
объекта
генера
-
ции
на
основе
нетрадиционного
возобновляемого
источника
энер
-
гии
снимаются
все
проблемы
,
ука
-
Рис
. 2.
Изменение
структуры
генерирующих
мощностей
Италии
в
соот
-
ветствии
с
Национальной
энергетической
стратегией
в
период
с
2017
по
2030
год
,
ГВт
Рис
. 3.
Структурная
схема
двигатель
-
генераторной
установки
для
под
-
ключения
нетрадиционных
возобновляемых
источников
энергии
к
электри
-
ческой
сети
100
МВт
–100~100
МВт
(100
Мвт
×
1–6
час
.)
Трансформатор
(100
МВА
,
22
кВ
/ 500
кВ
)
G:
Синхронный
генератор
(100
MBA
коэффициент
мощности
0,9)
М
:
Синхронный
двигатель
(100
MBA.
коэффициент
мощности
0,9)
АД
:
Пусковой
асинхронный
двигатель
PG:
Тахогенератор
СВ
.
Система
возбуждения
ВП
:
Ветропарк
,
СЭС
:
Солнечная
электростанция
ПУ
:
Преобразовательное
устройство
ВП
или
СЭС
Энерго
-
система
ПУ
ПУ
Батарея
Инвертор
Генерация
энергии
Заряд
/
разряд
СВ
M
A
Д
PG
СВ
G
занные
в
начале
статьи
.
Применение
данной
техно
-
логии
находится
на
стадии
опытных
разработок
.
ПРИМЕНЕНИЕ
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ
И
СТАТИЧЕСКИХ
УСТРОЙСТВ
КОМПЕНСАЦИИ
РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ
В
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СЕТЯХ
С
БОЛЬШОЙ
ДОЛЕЙ
НЕТРАДИЦИОННЫХ
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ
ИСТОЧНИКОВ
ЭНЕРГИИ
Для
обеспечения
необходимого
резерва
реактивной
мощности
в
электрических
сетях
с
большой
долей
нетрадиционных
возобновляемых
источников
энер
-
гии
уже
сейчас
хорошо
проработана
технология
ис
-
пользования
статических
и
электромеханических
устройств
компенсации
реактивной
мощности
.
К
статическим
устройствам
компенсации
относятся
:
–
статические
конденсаторы
и
шунтирующие
реак
-
торы
;
– SVCs
(
статические
компенсаторы
напряжения
);
– STATCOMs
(
статические
синхронные
компенсаторы
).
К
электромеханическим
—
синхронные
компенса
-
торы
.
СВ
№
1 (76) 2023
30
ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ
Табл
. 1.
Сравнение
характеристик
синхронного
компенсатора
,
СТАТКОМ
и
статического
компенсатора
напряжения
Тип
компенсатора
Синхронный
компенсатор
СТАТКОМ
Статический
компенсатор
напряжения
Функционал
Инерция
вращения
(
стабили
-
зация
частоты
сети
)
да
(
инерция
может
увеличиваться
за
счет
использования
маховика
на
валу
компенсатора
)
нет
(
да
,
если
СТАТКОМ
снабжен
АБ
со
специальной
улучшенной
системой
регулирования
)
нет
Динамическое
регулирование
реактивной
мощности
да
да
да
Мощность
короткого
замыка
-
ния
очень
высокая
очень
ограниченная
в
связи
с
использованием
в
системе
компенсации
электронных
компонентов
очень
ограниченная
в
связи
с
использованием
в
системе
компенсации
электронных
компонентов
Технические
характеристики
Время
отклика
для
стабили
-
зации
частоты
сети
мгновенное
не
может
регулировать
частоту
(
может
,
если
снабжен
АБ
)
не
может
регулировать
частоту
Время
отклика
регулирования
напряжения
быстрое
быстрое
среднее
Перегрузочная
способность
да
(200%
в
течение
12,5
с
)
нет
нет
Отношение
потерь
при
номи
-
нальной
нагрузке
к
номиналь
-
ной
мощности
, %
~1,5
~1
~1
Коэффициент
готовности
средний
(~99%
из
-
за
наличия
вращающихся
частей
)
высокий
(
только
статическая
часть
)
высокий
(
только
статическая
часть
)
Стоимость
CAPEX (
для
поддержания
частоты
сети
)
низкая
невозможно
регулирование
частоты
(
или
очень
высокая
стоимость
при
добавлении
аккумуляторной
батареи
)
невозможно
регулирование
частоты
CAPEX (
для
регулирования
напряжения
)
средняя
средняя
низкая
OPEX
низкая
низкая
(
или
высокая
при
добавлении
аккумуляторной
батареи
)
низкая
Другие
характеристики
Габаритные
размеры
компактные
средние
большие
Готовность
технологии
подтверждена
подтверждена
,
но
имеется
риск
,
связанный
с
быстрым
развитием
технологии
подтверждена
Установка
наружная
частично
наружная
,
частично
внутренняя
частично
наружная
,
частично
внутренняя
Срок
службы
,
лет
40
30
40
Кроме
того
,
в
последние
несколько
лет
распро
-
странение
получают
комбинированные
устройства
(
например
,
сочетание
СТАТКОМ
и
управляемой
сис
-
темы
накопления
энергии
).
Одной
из
первых
публикаций
по
вопросу
ис
-
пользования
синхронных
компенсаторов
в
энерго
-
системах
был
доклад
советских
ученых
И
.
А
.
Глебо
-
ва
и
Н
.
И
.
Соколова
,
озвученный
на
сессии
СИГРЭ
в
1972
году
.
Вопрос
о
том
,
какая
технология
предпочти
-
тельнее
для
практического
применения
,
обсуж
-
дался
многократно
.
В
докладе
[4]
проводится
сопоставительный
анализ
технологий
,
концентри
-
рованные
результаты
которого
представлены
в
таб
-
лице
1.
На
основании
анализа
основных
характеристик
систем
компенсации
в
таблице
1
описаны
преиму
-
щества
применения
синхронных
компенсаторов
в
электрических
сетях
с
высокой
долей
возобнов
-
ляемых
источников
энергии
и
дано
обоснование
того
,
что
в
электрических
сетях
будущего
окажутся
востребованы
устройства
компенсации
реактив
-
31
ной
мощности
с
функцией
накопления
активной
энергии
:
синхронный
компенсатор
с
маховиком
(
СК
с
маховиком
)
и
СТАТКОМ
с
управляемой
сис
-
темой
накопления
энергии
(
аккумуляторной
бата
-
реей
).
Такие
устройства
уже
применяются
на
практике
.
В
таблице
2
представлены
основные
характеристи
-
ки
СК
с
маховиком
,
который
в
настоящее
время
мон
-
тируется
на
о
.
Сардиния
(
Италия
),
и
СТАТКОМ
с
АБ
,
установленного
в
энергосистеме
Австралии
(
ри
-
сунок
4).
Анализируя
характеристики
данных
устройств
,
можно
сделать
следующие
выводы
:
–
оба
устройства
выполняют
возлагаемые
на
них
функции
;
–
СК
с
маховиком
имеет
лучшие
массогабарит
-
ные
и
стоимостные
показатели
по
сравнению
со
СТАТКОМ
с
АБ
;
–
применение
СК
с
маховиком
(
СКМ
)
в
электриче
-
ских
сетях
будущего
является
оправданным
с
тех
-
нической
и
экономической
точки
зрения
.
ПРИМЕРЫ
ПРАКТИЧЕСКОГО
ПРИМЕНЕНИЯ
СИНХРОННОГО
КОМПЕНСАТОРА
С
МАХОВИКОМ
Применение
СКМ
за
рубежом
достигло
промышлен
-
ных
масштабов
и
диктует
унификации
требований
к
их
характеристикам
.
Согласно
информации
,
при
-
веденной
в
[2],
итальянская
компания
Terna (
опера
-
тор
электрической
сети
на
юге
Италии
)
разработала
технические
требования
на
СК
с
маховиком
,
которые
будут
использоваться
на
ее
подстанциях
напряжени
-
ем
400
кВ
.
Краткий
перечень
этих
требований
следу
-
ющий
.
Синхронные
компенсаторы
должны
иметь
:
–
синхронную
частоту
вращения
3000
об
/
мин
;
–
замкнутую
систему
охлаждения
;
–
наружную
установку
.
Они
должны
обеспечивать
:
–
диапазон
регулирования
реактивной
мощности
+250/–125
МВАр
при
номинальном
напряжении
19
кВ
;
–
длительную
перегрузку
до
290 M
ВАр
при
мини
-
мальной
температуре
окружающей
среды
;
–
кратковременную
перегрузку
до
375 M
ВАр
в
тече
-
ние
30
с
и
500 M
ВАр
в
течение
10
с
.
В
настоящее
время
7
СКМ
номинальной
мощно
-
стью
250
МВАр
производства
Ansaldo, GE, Siemens
введены
в
эксплуатацию
на
подстанциях
Мате
-
ры
,
Фоджи
,
Гарильяно
,
Селарджуса
,
Фано
[5].
Еще
9
в
настоящее
время
находятся
на
этапе
ввода
в
экс
-
плуатацию
.
Ожидалось
,
что
к
концу
2022
года
общее
количество
компенсаторов
в
итальянской
электриче
-
Табл
. 2.
Сравнительные
характеристики
синхронного
компенсатора
с
маховиком
и
СТАТКОМ
с
АБ
Параметр
Синхронный
компенсатор
с
маховиком
СТАТКОМ
с
АБ
Номинальная
мощность
,
МВАр
250
30
Номинальное
напряжение
в
точке
подключения
к
электрической
сети
,
кВ
400
33
Запасенная
энергия
,
МВт∙ч
0,49 (
кинетическая
)
8 (
электрохимическая
)
Цена
,
млн
евро
23,5 (
включая
контракт
на
10
лет
обслуживания
~3
млн
евро
)
19 (
включая
контракт
на
12
лет
обслуживания
)
Диапазон
регулирования
мощности
в
установив
-
шемся
режиме
,
МВАр
–150/+250
–30/+30
Мощность
короткого
замыкания
,
МВА
1200
60
Регулирование
частоты
нет
быстрое
Площадь
,
м
2
~4500
~3000
Потери
, %
от
номинальной
мощности
~1
~1
Рис
. 4.
СТАТКОМ
с
аккумуляторной
батареей
мощно
-
стью
30
МВАр
(
а
)
и
синхронный
компенсатор
с
махови
-
ком
мощностью
250
МВАр
(
б
)
а
)
б
)
№
1 (76) 2023
32
ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ
ской
сети
должно
было
достичь
24, 20
из
которых
—
СКМ
(
рисунки
5
и
6).
Больших
успехов
по
внедрению
СК
с
маховиком
достигла
Китайская
Народная
Республика
.
Необхо
-
димость
их
применения
в
электрических
сетях
Китая
связана
не
только
с
повсеместным
применением
ис
-
точников
генерации
,
использующих
энергию
ветра
и
солнца
,
но
и
по
причине
передачи
энергии
с
запа
-
да
на
восток
Китая
по
линиям
электропередачи
по
-
стоянного
тока
напряжением
1000
кВ
.
Синхронные
компенсаторы
устанавливаются
на
подстанциях
,
где
осуществляется
стыковка
сетей
переменного
и
по
-
стоянного
тока
.
Работы
в
этом
направлении
начались
в
2015
году
,
и
результаты
описаны
в
[6].
В
настоящее
время
первая
партия
из
17
компенсаторов
для
вось
-
ми
подстанций
уже
введена
в
эксплуатацию
.
Еще
10
находятся
в
стадии
изготовления
и
поставки
.
Компенсаторы
имеют
мощность
300
МВАр
,
гори
-
зонтальное
неявнополюсное
исполнение
и
ста
-
тическую
систему
возбуждения
,
их
технические
характеристики
представлены
в
таблице
3.
При
-
ведены
результаты
моделирования
электрической
сети
с
установленными
компенсаторами
.
Показано
,
что
их
установка
существенно
повышает
надеж
-
ность
ее
функционирования
.
АСИНХРОНИЗИРОВАННЫЕ
КОМПЕНСАТОРЫ
РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ
Наряду
с
использованием
синхронных
компенсато
-
ров
перспективным
направлением
развития
элек
-
тромеханических
устройств
компенсации
реактив
-
ной
мощности
является
разработка
и
внедрение
асинхронизированных
компенсаторов
.
Подробно
данная
технология
описана
в
[7].
Рос
-
сия
по
данному
направлению
занимает
лидирую
-
щие
позиции
.
Два
компенсатора
типа
АСК
-100-4,
разработанные
и
изготовленные
АО
«
Силовые
ма
-
шины
»
совместно
с
АО
«
НТЦ
ФСК
ЕЭС
»,
установ
-
лены
и
успешно
эксплуатируются
на
подстанции
500/220/110/10(20)
кВ
«
Бескудниково
»
в
г
.
Москве
(
рисунок
7).
Основные
технические
характеристики
АСК
приведены
в
таблице
4.
Системные
испытания
и
опыт
эксплуатации
под
-
твердили
технические
характеристики
АСК
[8].
АСК
Рис
. 5.
Общий
вид
блока
из
двух
СКМ
мощностью
250
МВАр
,
установленных
на
подстанции
Матеры
Рис
. 6.
Маховик
синхронного
компенсатора
производ
-
ства
Ansaldo/Criotec
Табл
. 3.
Технические
характеристики
нового
синхронного
компенсатора
мощностью
300
МВАр
Индуктивное
сопро
-
тивление
по
продоль
-
ной
оси
, %
x
d
150,5~153
Переходное
индуктив
-
ное
сопротивление
по
продольной
оси
, %
x
/
d
14~16,5
Сверхпереходное
ин
-
дуктивное
сопротив
-
ление
по
продольной
оси
, %
x
//
d
11,1~11,3
Переходная
посто
-
янная
времени
по
продольной
оси
при
разомкнутых
обмот
-
ках
, c
T
/
d
0
7,46~8,8
Переходная
посто
-
янная
времени
по
продольной
оси
, c
T
/
d
0,71~0,72
Кратность
форсировки
K
m
3,5
Перегрузочная
спо
-
собность
ротора
–
2,5
I
fn
в
течение
15
с
Перегрузочная
спо
-
собность
статора
–
3,5
I
n
в
течение
15
с
Потери
, %
–
1,07~1,15
Рис
. 7.
Асинхронизированный
компенсатор
АСК
-100-4
на
подстанции
500/220/110/10(20)
кВ
«
Бескудниково
»
МПМЭС
«
МЭС
Центра
»
33
имеет
лучшие
характеристики
по
сравнению
с
традиционным
СК
и
может
использоваться
для
решения
задач
компенсации
реактивной
мощности
и
повы
-
шения
мощности
КЗ
в
энерго
-
системе
.
АСИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ
КОМПЕНСАТОР
С
МАХОВИКОМ
По
аналогии
с
СК
с
маховиком
мо
-
жет
быть
создан
АСК
с
маховиком
.
Если
на
валу
АСК
расположить
маховик
и
обеспечить
возмож
-
ность
изменения
частоты
враще
-
ния
вала
,
то
появляется
возмож
-
ность
за
счет
изменения
частоты
вращения
и
кинетической
энергии
вращающихся
масс
аккумули
-
ровать
или
генерировать
значи
-
тельную
энергию
.
Конструктивно
маховичный
АСК
(
АСКМ
)
выпол
-
няется
в
виде
электрической
ма
-
шины
с
обмотками
возбуждения
,
расположенными
на
шихтованном
роторе
.
Статор
АСКМ
подключен
к
сети
,
то
есть
синхронная
часто
-
та
вращения
ротора
ограничена
величиной
3000
об
/
мин
.
Мощ
-
ность
преобразователя
в
цепи
обмотки
ротора
зависит
от
диа
-
пазона
регулирования
частоты
вращения
.
АСКМ
уже
имеют
практическое
применение
.
Например
,
АСКМ
типа
ROTES,
предназначенный
для
компенсации
колебаний
ак
-
тивной
нагрузки
в
изолированной
энергосистеме
,
создан
японски
-
ми
специалистами
и
установлен
на
острове
Окинава
в
1996
году
.
При
мощности
статора
26,5
МВА
,
маховом
моменте
GD
2
= 710
т
·
м
2
и
диапазоне
изменения
частоты
вращения
510–690
об
/
мин
ма
-
ховичный
агрегат
обеспечивает
накопление
энергии
в
объеме
200
МДж
и
способен
генериро
-
вать
или
потреблять
номиналь
-
ную
мощность
в
течение
7,5
се
-
кунд
[9].
Выполненные
российскими
исследователями
предваритель
-
ные
проработки
подтверждают
реальную
возможность
создания
АСКМ
на
длительную
/
кратковре
-
менную
мощность
100/200
МВт
с
временем
обмена
мощностью
15÷30
с
[10].
Такие
агрегаты
,
установленные
в
энергосистеме
в
достаточном
количестве
,
мо
-
Табл
. 4.
Основные
технические
характеристики
асинхронизированного
компенсатора
типа
АСК
-100-4
Наименование
параметра
Величина
Номинальная
мощность
,
МВА
100
Реактивная
мощность
,
МВАр
±100
Напряжение
статора
,
кВ
20
Ток
статора
,
А
2900
Ток
обмоток
ротора
:
по
оси
d
,
А
по
оси
q
,
А
2200
740
Частота
вращения
,
об
/
мин
1500
Полные
потери
в
компенсаторе
(
не
более
),
кВт
1500
Табл
. 5.
Параметры
асинхронизированного
компенсатора
с
маховиком
Наименование
параметра
Величина
Частота
вращения
,
об
/
мин
1000
Частота
,
Гц
50
Напряжение
статора
,
В
20 000
Режим
выдачи
активной
мощности
Номинальная
запасенная
энергия
,
кВт∙с
500 000
Номинальная
активная
мощность
,
кВт
100 000
Ток
статора
,
А
2887
КПД
при
частоте
вращения
1000
об
/
мин
,
не
менее
, %
97,5
Статическая
перегружаемость
,
не
менее
,
о
.
е
. 1,1
Отношение
короткого
замыкания
,
о
.
е
.
0,5
Ток
ротора
,
А
2750
Напряжение
обмоток
ротора
,
В
:
при
s
= 0,0
при
s
= 0,05
при
s
= 0,1
при
s
max
= 0,13
40
1630
3260
4240
Длительно
допустимый
режим
с
выдачей
реактивной
мощности
Активная
мощность
,
кВт
0
Реактивная
мощность
,
кВАр
100 000
Ток
ротора
,
А
3750
Длительно
допустимый
режим
с
потреблением
реактивной
мощности
Активная
мощность
,
кВт
0
Реактивная
мощность
,
кВАр
100 000
Ток
ротора
,
А
1100
Массогабаритные
параметры
Компоновка
вертикальная
с
двумя
направляющими
подшипниками
и
подпятником
Подшипники
,
подпятник
(
тип
)
с
ЭМП
сегментами
(
с
магнитной
разгрузкой
)
Масса
ротора
,
т
230
Момент
инерции
ротора
,
т∙м
2
240
Масса
статора
,
т
210
Масса
компенсатора
,
т
460
№
1 (76) 2023
34
ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
1. Jha R.Ch., Mehta S., Senghani H.
Study for synchronous condenser
Implementation. A novel solution
for grid stability and short circuit
power in era of renewables. URL:
https://e-cigre.org/publication/
a1-10431_2022.
2. Buono L., Gemelli G., Palone F.,
Pepe F.M., Valant A., Oldrati A.,
Raciti M., Schenone M., Roveta G.,
Stiger A., Callegari L., Negri L., Re-
bolini M. Technical challenges and
solutions for the new Terna’s stan-
dardized synchronous condens-
ers/
fl
ywheel systems. URL: https://
e - c i g r e . o r g / p u b l i c a t i o n / S E S -
SION2020_A1-304.
3. Aoki R., Kitauchi Y. New Proposal
of the Motor-Generator Set with Re-
newable Energy and Storage Bat-
tery. URL: https://e-cigre.org/publica-
tion/a1-10740_2022.
4. Biellmann H., Buquet M., Chay P.,
Schwery A., Costan V., Drommi J.L.,
Prime G. The bene
fi
ts of imple-
menting Synchronous Compensa-
tors in grids with high penetration of
Renewables. URL: https://e-cigre.
org/publication/SESSION2020_
A1-102.
5. Giannuzzi G.M., Palone F., Pisani C.,
Zaottini R., Puddu R., Aluisio B. An
innovative power system stabiliza-
tion method with augmented iner-
tia synchronous condensers. URL:
https://e-cigre.org/publication/a1-
10789_2022.
6. Jin Y., Zhang J., He F., He J. The
Design and Application of New Fast-
response, Large-scaled Rotary Con-
densers in UHV Power Grid. URL:
https://e-cigre.org/publication/SES-
SION2020_A1-310.
7.
Виницкий
Ю
.
Д
.,
Кузьмичев
В
.
А
.,
Сокур
П
.
В
.
Современное
состоя
-
ние
и
перспективы
развития
элек
-
тромеханических
устройств
ком
-
пенсации
реактивной
мощности
//
Энергетик
, 2022,
№
3. C. 14–18.
8.
Володарский
Л
.
Г
.,
Довганюк
И
.
Я
.,
Мнев
Р
.
Д
.,
Плотникова
Т
.
В
.,
Со
-
кур
П
.
В
.,
Тузов
П
.
Ю
.
Результаты
испытаний
асинхронизированных
компенсаторов
типа
АСК
-100-
4
УХЛ
4
на
ПС
500
кВ
«
Бескудни
-
ково
» //
Электрические
станции
,
2013,
№
7.
С
. 43–52.
9. Nohara Y, Senaha F., Kageyama T.,
Tsukuda T. Successful commercial
operation of double-fed adjustable
speed
fl
ywheel generating system.
Proc. CIGRE. IEE Japan Coll. on Ro-
tat. Elec. Mach. Life Ext. and Avail.
Improvement, Yokohama, 29 Okt.,
1997, pp. 1-6.
10.
Рутберг
Ф
.
Г
.,
Шакарян
Ю
.
Г
.,
Гон
-
чаренко
Р
.
Б
.,
Кашарский
Э
.
Г
.,
Лабунец
И
.
А
.
О
перспективных
направлениях
использования
асинхронизированных
генерато
-
ров
в
электроэнергетике
//
Изв
.
Акад
.
наук
.
Сер
. «
Энергетика
»,
2008,
№
1.
С
. 33–40.
11.
Лохматов
А
.
П
.,
Мнев
Р
.
Д
.,
Со
-
кур
П
.
В
.
О
применении
махович
-
ных
асинхронизированных
ком
-
пенсаторов
в
энергосистеме
//
Электрические
станции
, 2011,
№
1.
С
. 48–50.
гут
,
например
,
решать
задачу
улучшения
качества
регулирования
частоты
за
счет
повышения
быстро
-
действия
,
заполняя
диапазон
резерва
мощности
секундной
мобилизации
.
Если
не
ставить
задачу
повышения
быстродействия
,
то
эти
устройства
могут
позволить
снизить
требования
к
быстродей
-
ствию
регулирования
первичной
мощности
агрега
-
тов
ТЭС
,
повысить
надежность
и
срок
службы
тур
-
бинного
оборудования
[11].
С
учетом
кратковременности
обмена
мощностью
с
энергосистемой
,
АСКМ
не
может
рассматриваться
как
замена
первичного
резерва
мощности
,
а
только
как
дополнительный
быстродействующий
компо
-
нент
,
улучшающий
качество
регулирования
часто
-
ты
и
облегчающий
условия
эксплуатации
генера
-
торного
оборудования
ТЭС
.
В
2013
году
по
заказу
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
была
проведена
эскизная
проработка
асинхронизи
-
рованного
компенсатора
типа
АСКМВ
-100-6-
У
1,
предназначенного
для
использования
на
электри
-
ческих
подстанциях
со
слабыми
межсистемными
связями
,
отличающихся
импульсными
колебани
-
ями
активной
и
реактивной
мощности
местной
нагрузки
.
В
длительном
режиме
работы
АСКМВ
-100-6-
У
1
обеспечивает
выдачу
/
потребление
реактивной
мощности
в
пределах
±100
МВАр
и
кратковремен
-
ную
выдачу
активной
мощности
100
МВт
в
тече
-
ние
5
с
.
Основные
данные
асинхронизированного
вер
-
тикального
компенсатора
маховичного
с
шихтован
-
ным
ротором
и
трехфазной
обмоткой
возбуждения
мощностью
100
МВА
на
номинальное
напряжение
20
кВ
с
синхронной
частотой
вращения
1000
об
/
мин
с
диапазоном
частоты
вращения
±10%
представлены
в
таб
лице
5.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1.
Электромеханические
компенсаторы
реактив
-
ной
мощности
,
по
всей
видимости
,
станут
не
-
отъемлемым
элементом
электрических
сетей
с
высокой
долей
генерации
,
основанной
на
ис
-
пользовании
энергии
ветра
и
солнца
.
2.
Электромеханические
компенсаторы
реактив
-
ной
мощности
с
маховиком
на
валу
имеют
луч
-
шие
массогабаритные
и
технико
-
экономические
показатели
по
сравнению
с
аналогичными
стати
-
ческими
устройствами
.
3.
Асинхронизированные
компенсаторы
имеют
больший
диапазон
регулирования
реактивной
мощности
по
сравнению
с
синхронными
компен
-
саторами
4.
В
СССР
и
России
проводились
и
проводятся
ра
-
боты
как
по
расширению
функциональных
воз
-
можностей
классических
компенсаторов
,
так
и
по
созданию
и
применению
асинхронизирован
-
ных
синхронных
компенсаторов
(
АСК
),
успешно
работающих
на
подстанциях
.
6.
В
2011–2012
годах
АО
«
НТЦ
ФСК
ЕЭС
»
со
-
вместно
с
АО
«
Силовые
машины
»
разработа
-
ны
,
изготовлены
и
введены
в
эксплуатацию
на
ПС
500/220/110/10(20)
кВ
«
Бескудниково
»
два
асинхронизированных
синхронных
компенсато
-
ра
типа
АСК
-100-4.
Оригинал статьи: Электромеханические системы для повышения устойчивости работы электрических сетей с возобновляемыми источниками энергии
По материалам 48-й и 49-й Сессий СИГРЭ приведен обзор существующих и перспективных технологий, которые могут быть использованы для обеспечения устойчивой работы энергосистем с большой долей ветропарков и солнечных электростанций. Детально рассмотрен вопрос практического применения для этих целей электромеханических систем «двигатель-генератор», синхронных и асинхронизированных компенсаторов. Дается сравнительный анализ этой технологии с технологией различного вида статических компенсаторов. Рассматривается технология подключения возобновляемых источников энергии к сети через двигатель-генераторную установку. Предложенные решения иллюстрируются примерами их реализации в энергосистемах Индии, Италии, Китая, России и Франции.
