Гидроаккумулирование энергии, я люблю тебя

6

Март

–

апрель

 2017

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

Гидроаккумулирование 

энергии, я люблю тебя

Рик Буш (Rick Bush)

, директор по стратегическим проектам 

ГЛОБАЛЬНЫЙ 

взгляд

П

охоже

, 

что

за

некоторыми

технологиями

сто

-

ит

будущее

. 

Но

для

того

чтобы

продвигать

их

вперед

, 

необходима

правильная

организа

-

ция

этого

процесса

. 

Когда

я

был

в

Швейцарии

пять

или

шесть

лет

на

-

зад

, 

местные

специалисты

всерьез

задумывались

о

внедрении

систем

гидроаккумулирования

энергии

в

целях

накопления

дешевой

энергии

ветра

с

север

-

ных

территорий

и

солнечной

энергии

с

южных

, 

а

за

-

тем

ее

распределения

по

всей

энергосистеме

в

часы

пикового

потребления

. 

В

 2016 

году

задумки

были

ре

-

ализованы

на

практике

, 

когда

со

швейцарской

элек

-

трической

сетью

была

успешно

синхронизирована

гидроаккумулирующая

электростанция

 Linthal 

мощ

-

ностью

 1000 

МВт

.

Гидроаккумулирование

энергии

не

является

но

-

винкой

. 

Когда

я

работал

в

компании

 Georgia Power 

в

 1979 

году

, 

она

запустила

в

городе

Уоллес

проект

Wallace Dam Project, 

в

рамках

которого

максимальная

выработка

мощности

достигала

 312 

МВт

. 

Электро

-

энергия

в

Уоллес

передавалась

от

электростанции

на

озере

Окони

, 

при

этом

озеро

Синклер

выступало

в

роли

нижнего

бассейна

этой

станции

.

Один

из

лучших

проектов

, 

в

котором

мне

доводи

-

лось

участвовать

при

работе

в

Центре

энергетиче

-

ских

исследований

штата

Джорджия

 (Georgia Power 

Research Center, 

ныне

 NEETRAC), 

был

ориентирован

на

получение

данных

о

температуре

проводов

линии

электропередачи

и

их

отправке

в

центр

управления

. 

Инженер

-

технолог

центра

управления

Рей

Аллен

хотел

использовать

эту

информацию

для

обеспече

-

ния

возможности

выдачи

дополнительной

мощности

с

гидроаккумулирующей

электростанции

 (

когда

усло

-

вия

этому

благоприятствовали

). 

Температуру

линии

действительно

было

необходимо

знать

, 

поскольку

она

непосредственно

связана

со

стрелой

провеса

проводов

, 

которая

является

ограничивающим

факто

-

ром

для

выходной

мощности

станции

.

Мне

пришла

в

голову

идея

вырезать

паз

в

стекло

-

волоконном

стержне

изолятора

 Ohio Brass, 

затем

с

по

-

мощью

этого

паза

установить

волоконно

-

оптический

датчик

температуры

и

прикрепить

изолятор

к

прово

-

ду

воздушной

линии

. 

Мы

протестировали

устройство

в

лаборатории

и

закрепили

оборудованный

измери

-

тельной

аппаратурой

изолятор

на

линии

. 

Все

полу

-

чилось

! 

Теперь

мы

могли

в

динамике

наблюдать

за

температурой

. 

Таким

образом

, 

при

подходящих

по

-

годных

условиях

  (

температура

окружающей

среды

и

скорость

ветра

) 

у

нас

появилась

возможность

пере

-

дачи

большей

мощности

от

электростанции

.

Помимо

проекта

 Wallace Dam Project, 

работа

по

развитию

гидроаккумулирования

энергии

также

ве

-

лась

и

на

севере

, 

где

электроэнергетическая

компа

-

ния

 Tennessee Valley Authority 

строила

гидроаккуму

-

лирующую

станцию

 Raccoon Mountain, 

уникальность

которой

была

в

том

, 

что

водохранилище

для

нее

должно

было

быть

выкопано

на

вершине

горы

. 

Во

-

дохранилище

содержало

 107 

миллиардов

галлонов

воды

  (

около

 405 

млрд

литров

) 

и

охватывало

терри

-

торию

в

 528 

акров

 (2,14 

км

2

). 

Электростанция

имела

четыре

энергоблока

мощностью

порядка

 1600 

МВт

. 

У

меня

была

возможность

совершить

на

нее

экскур

-

сию

и

увидеть

первые

отходящие

от

нее

стальные

опоры

линии

электропередачи

. 

Впервые

электро

-

станция

была

подключена

к

сети

в

 1978 

году

и

за

ис

-

ключением

продолжавшихся

несколько

лет

потерь

мощности

из

-

за

повреждений

роторов

работала

до

-

статочно

надежно

.

Похоже

, 

что

расцвет

гидроаккумулирующих

элек

-

тростанций

в

США

пришелся

на

 1960-

е

, 1970-

е

и

на

-

чало

 1980-

х

годов

. 

Теперь

же

, 

когда

электроэнерге

-

тические

компании

выводят

из

эксплуатации

ряд

устаревших

и

атомных

электростанций

, 

настало

вре

-

мя

инвестировать

средства

в

эту

технологию

.

Я

решил

осмотреться

и

выяснить

, 

сколько

гидро

-

аккумулирующих

станций

реально

было

установлено

на

сегодняшний

день

. 

Оказалось

, 

что

за

многие

годы

Федеральная

комиссия

по

регулированию

в

области

энергетики

  (Federal  Energy  Regulatory  Commission  — 

FERC) 

утвердила

в

общей

сложности

 24 

проекта

строительства

подобных

объектов

. 

Все

они

постро

-

ены

и

находятся

в

эксплуатации

, 

их

суммарная

уста

-

новленная

мощность

составляет

приблизительно

16 500 

МВт

. 

Однако

следует

отметить

, 

что

большин

-

ство

проектов

строительства

гидроаккумулирующих

станций

было

утверждено

более

 30 

лет

назад

.

В

последнее

время

в

 FERC 

поступает

большее

ко

-

личество

заявок

на

получение

разрешений

и

лицен

-

зий

для

строительства

гидроаккумулирующих

стан

-

ций

. 

В

 2014 

году

комиссия

выдала

лицензии

для

двух

подобных

проектов

. 

Совсем

недавно

 FERC 

утвер

-

дила

лицензию

сроком

действия

 50 

лет

на

проект

Gordon Butte Pumped Storage Hydro Project 

в

Монтане

. 

Ожидается

, 

что

заключительный

этап

проектирова

-

ния

по

нему

будет

завершен

в

 2017 

году

, 

а

строитель

-

ство

начнется

в

 2018 

году

. 

Среди

проектов

, 

которые

реализуются

в

настоящий

момент

, 

стоит

отметить

проект

компании

 Absaroka Energy, 

строящей

гидроак

-

кумулирующую

станцию

мощностью

 400 

МВт

.

Недавно

Американское

энергетическое

управле

-

ние

 (American Public Power Authority) 

сообщило

мне

новость

о

том

, 

что

Управление

водного

хозяйства

Сан

-

Диего

и

город

Сан

-

Диего

обсуждают

строитель

-

ство

гидроаккумулирующей

станции

с

использова

-

нием

существующего

водохранилища

. 

Этот

проект

может

создать

новый

источник

возобновляемой

7

Март

–

апрель

 2017

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

ГЛОБАЛЬНЫЙ 

взгляд

энергии

  (

до

 500 

МВт

), 

который

позволит

повысить

устойчивость

электрической

сети

и

, 

одновременно

, 

обеспечит

дополнительную

мощность

для

передачи

потребителям

в

периоды

пикового

потребления

. 

Кро

-

ме

того

, 

благодаря

этому

проекту

может

появиться

возможность

обеспечения

потребителей

электро

-

энергией

в

те

дни

, 

когда

других

источников

возобнов

-

ляемой

энергии

будет

недостаточно

. 

Как

можно

сравнить

гидроаккумулирующие

элек

-

тростанции

с

другими

накопителями

энергии

, 

под

-

ключенными

к

сети

? 

Международное

энергетическое

агентство

 (International Energy Agency) 

сообщает

, 

что

с

 2005 

по

 2014 

год

крупномасштабное

внедрение

ак

-

кумуляторных

батарей

привело

к

увеличению

их

мощ

-

ности

со

 120 

МВт

до

 690 

МВт

. 

За

то

же

время

мощ

-

ность

систем

накопления

тепловой

энергии

возросла

с

 250 

МВт

до

 2420 

МВт

. 

Однако

 97% 

от

 145 

ГВт

сум

-

марной

мощности

объектов

, 

подключенных

к

сети

в

 2014 

году

, 

пришлось

на

гидроаккумулирующие

элек

-

тростанции

.

Конечно

, 

как

для

гидроаккумулирующих

станций

, 

так

и

для

других

форм

накопления

энергии

суще

-

ствуют

социальные

и

финансовые

ограничения

. 

Но

в

эпоху

, 

когда

мы

теряем

традиционную

выработку

электроэнергии

угольными

и

атомными

электростан

-

циями

, 

ключевым

фактором

становится

то

, 

что

у

нас

есть

возможность

накапливать

ее

для

обеспечения

лучшего

использования

непостоянных

ресурсов

ве

-

тра

и

солнца

.

В

мире

энергетики

любовь

условна

. 

Гидроакку

-

мулирование

энергии

, 

я

люблю

тебя

! 

Ты

необходимо

мне

больше

, 

чем

когда

-

либо

.  

НОВОСТИ 

бизнеса

Индия заключает

масштабную сделку с ABB на постройку

вставки постоянного тока ультравысокого напряжения

стоимостью 640 млн долларов

Компания

 ABB 

объединяется

с

ин

-

дийским

системным

оператором

Power Grid Corporation of India Ltd. 

в

рамках

масштабного

проекта

на

сумму

более

 640 

млн

долларов

, 

предполагающего

постройку

линии

электропередачи

, 

которая

будет

иметь

достаточную

пропускную

способность

для

обеспечения

на

-

дежного

электроснабжения

более

80 

млн

человек

. 

Вставка

постоян

-

ного

тока

ультравысокого

напряже

-

ния

 (ultra-high-voltage direct-current, 

UHVDC) 800 

кВ

соединит

города

Райгарх

в

центральной

части

Ин

-

дии

и

Пугалур

в

южном

штате

Та

-

милнад

. 

Вставка

постоянного

тока

дли

-

ной

 1830 

км

станет

одной

из

самых

протяженных

в

мире

. 

Мощности

в

 6000 

МВт

, 

соответствующей

суммарной

выработке

более

шести

крупных

электростанций

, 

будет

доста

-

точно

для

удовлетворения

потребности

в

электро

-

энергии

более

 80 

млн

человек

в

Индии

. 

Линия

посто

-

янного

тока

с

двунаправленной

передачей

мощности

позволит

тепловым

и

ветряным

источникам

энергии

интегрироваться

в

систему

для

передачи

мощности

к

центрам

потребления

, 

расположенным

за

тысячи

километров

, 

обеспечит

удовлетворение

спроса

на

электроэнергию

на

юге

при

недостаточной

силе

ве

-

тра

и

передачу

экологически

чистой

энергии

на

север

при

избытке

ветряной

энергии

.

 ABB 

имеет

внушительный

послужной

список

ра

-

бот

по

возведению

линий

постоянного

тока

в

Индии

, 

начиная

с

проекта

 Vindhyachal 

в

 1989 

году

. 

Проект

под

ключ

 Raigarh-Pugalur 

включает

в

себя

проектирова

-

ние

, 

разработку

, 

поставку

, 

монтаж

и

ввод

оборудова

-

ния

в

эксплуатацию

. 

В

поставку

входят

укомплекто

-

Âñòàâêà ïîñòîÿííîãî òîêà óëüòðàâûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ 800 ê Ðàéãàðõ — Ïóãàëóð

Îáåñïå÷åíèå ýëåêòðîýíåðãèåé 80 ìëí ÷åëîâåê â Èíäèè

Ðàéãàðõ

Âñòàâêà ïîñòîÿííîãî òîêà
óëüòðàâûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ 800 êÂ

ïîçâîëÿåò ýôôåêòèâíî ïåðåäàâàòü 
ýëåêòðîýíåðãèþ íà áîëüøèå ðàññòîÿíèÿ 
ñ ìèíèìàëüíûìè ïîòåðÿìè.

Ïðîòÿæåííîñòü ëèíèè — 

1830 êì.

Ëèíèÿ ïîñòîÿííîãî òîêà çàíèìàåò
îäíó òðåòü ïëîùàäè îòíîñèòåëüíî ëèíèè 
ïåðåìåííîãî òîêà.

Ýêîíîìèÿ ñîîòâåòñòâóåò îäíîé 
òðåòè ïëîùàäè ãîðîäà Áàíãàëîð.

Ïåðåäàâàåìàÿ ìîùíîñòü ñîñòàâëÿåò 

6000 ÌÂò, 

÷òî ýêâèâàëåíòíî âûðàáîòêå áîëåå 
øåñòè êðóïíûõ ýëåêòðîñòàíöèé.

Ïóãàëóð

Ýíåðãèè äîñòàòî÷íî
äëÿ ýëåêòðîñíàáæåíèÿ
80 ìëí ÷åëîâåê.

ванные

преобразовательные

подстанции

, 

состоящие

из

трансформаторов

, 

преобразовательных

венти

-

лей

, 

систем

охлаждения

, 

контроля

и

защиты

. 

Вставки

постоянного

тока

помогают

сохранить

землю

, 

поскольку

они

занимают

лишь

одну

треть

площади

по

сравнению

с

линиями

переменного

тока

. 

В

случае

проекта

 ABB 

это

равносильно

экономии

около

 244 

км

2

пространства

, 

что

соответствует

при

-

мерно

одной

трети

площади

города

Бангалор

или

всему

городу

Куала

-

Лумпур

. 

Также

в

проекте

будут

задействованы

технологии

, 

позволяющие

миними

-

зировать

территорию

, 

отведенную

под

преобразова

-

тельные

подстанции

. 

Общая

стоимость

проекта

оценивается

более

чем

в

 840 

млн

долларов

. 

Подведением

финансовых

ито

-

гов

будет

заниматься

партнер

 ABB — Bharat Heavy 

Electricals Ltd. 

Ожидается

, 

что

проект

будет

завершен

в

 2019 

году

.