Распределённое накопление электроэнергии

Page 1
background image

Page 2
background image

38

Май–июнь 2012

  

|

  

www.tdworld.com, www.tdworld.ru

ПЛАНИРОВАНИЕ

 Распределения

Э

лектрические

 

сети

 

США

 

имеют

 

ряд

 

проблем

связанных

 

с

 

обеспечением

 

бесперебойной

 

подачи

 

электроэнергии

Необходима

 

модер

-

низация

 

или

 

замена

 

устаревшей

 

инфраструк

-

туры

увеличение

 

функциональной

 

связи

 

между

 

компо

-

нентами

 

электросети

а

 

также

 

увеличение

 

надёжности

 

поставки

 

электроэнергии

 

потребителям

Кроме

 

того

увеличивающийся

 

спрос

 

на

 

возобновляемые

 

источ

-

ники

 

энергии

  (

ВИЭ

создаёт

 

проблемы

 

операторам

 

электросетей

 

из

-

за

 

нестабильности

 

генерируемой

 

этими

 

источниками

 

энергии

Точное

 

предсказание

 

ко

-

личества

 

производимой

 

ими

 

энергии

 

затруднительно

поэтому

 

может

 

возникнуть

 

необходимость

 

осущест

-

вления

 

мероприятий

 

по

 

обеспечению

 

устойчивой

 

ра

-

боты

 

электросети

Накопление

 

электроэнергии

 

рассматривается

 

как

 

способ

 

решения

 

некоторых

 

из

 

этих

 

проблем

Одна

-

ко

 

нахождение

 

экономически

 

выгодного

 

и

 

технически

 

реализуемого

 

решения

 

является

 

сложной

 

задачей

В

 

американской

 

энергосистеме

 (American Electric 

Power — AEP) 

проведены

 

исследования

 

по

 

примене

-

нию

 

накопителей

 

электроэнергии

 

для

 

решения

 

некото

-

рых

 

проблем

 

электрических

 

сетей

.

Распределённое накопление 
электроэнергии

Американская энергосистема использует энергию 
аккумуляторных батарей в зоне своего обслуживания 

Эмека Окафор (Emeka Okafor),

 American Electric Power

В

 

системе

 AEP 

в

 

США

 

была

 

установлена

 

первая

 NaS 

аккумуляторная

 

батарея

 

мегаватт

-

ной

 

мощности

 

на

 

распределительной

 

подстанции

 

вблизи

 

Чарльстона

Западная

 

Вирджи

-

ния

Система

 AEP 

обеспечивает

 

мощность

 11 

МВт

 

за

 

счёт

 NaS 

аккумуляторной

 

батареи

включая

 

крупнейшую

 

в

 

стране

 

аккумуляторную

 

батарею

 

для

 

коммунальных

 

служб

 

на

 4 

МВт

 

в

 

Пресидио

штат

 

Техас

.

Отдельные

 

зоны

 

американской

 

энергосистемы

 AEP 

в

 

Чурубу

-

ско

Индиана

где

 

используется

 NaS 

аккумуляторная

 

батарея

.

Первая

 

мощная

 

аккумуляторная

 

батарея

 

на

 

основе

 

натрия

 

и

 

серы

 (sodium-sulfur–NaS) 

В

 2006 

г

в

 

системе

 AEP 

было

 

использовано

 

нако

-

пление

 

электроэнергии

 

за

 

счёт

 

применения

 

первой

 NaS 

аккумуляторной

 

батареи

 

в

 

элек

-

тросети

 

коммунальных

 

служб

 

вблизи

 

Чарльстона

Западная

 

Вирджиния

.  

Использовалась

 

NaS 

аккумуляторная

 

батарея

 

мощностью

 1 

МВт

 

при

 

энерго

-

ёмкости

 7,2 

МВт

ч

В

 

течение

 

первых

 

трёх

 

лет

 

работы

 

эта

 

батарея

 

обеспечивала

 

уровень

 

нагрузки

 

примерно

 1 

МВт

по

-

зволила

 

повысить

 

коэффициент

 

нагрузки

 

фидерной

 

линии

 

на

 5% 

и

 

снизить

 

температуру

 

масла

 

трансформатора

 

на

 

подстанции

Эта

 

система

 

аккумулирования

 

была

 

успешной

 

и

 

позволила

 

отложить

 

строительство

 

новой

 

подстанции

С

 

экономической

 

точки

 

зре

-

ния

 

использование

 

систем

 

ак

-

кумулирования

 

электроэнергии

 

в

 

распределительных

 

сетях

 

с

 

целью

 

уменьшения

 

скачков

 

на

-

грузки

 (load leveling) 

позволяет

 


Page 3
background image

39

www.tdworld.ru, www.tdworld.com

  

|

  

Май–июнь 2012

ПЛАНИРОВАНИЕ

 Распределения

NaS 

аккумуляторная

 

батарея

 

в

 

Милтоне

Западная

 

Вирджиния

вы

-

рабатывала

 

резервную

 

электроэнергию

 

во

 

время

 

аварийного

 

от

-

ключения

 

осенью

 2010 

г

.

отсрочить

 

модернизацию

 

или

 

замену

 

электрооборудова

-

ния

 

подстанции

Однако

 

этого

 

недостаточно

 

для

 

полного

 

покрытия

 

расходов

 

на

 

установку

 

системы

 

накопления

.

Чтобы

 

правильно

 

подойти

 

к

 

вопросу

 

определения

 

стоимости

 

внедрения

 

систем

 

накопления

необходимо

 

оценить

 

их

 

преимущества

 

в

 

каждом

 

отдельном

 

случае

Кроме

 

поддержания

 

необходимого

 

уровня

 

мощности

что

 

позволяет

 

значительно

 

отсрочить

 

строительство

 

новых

 

подстанций

эти

 

преимущества

 

могут

 

заклю

-

чаться

 

в

 

обеспечении

 

резервной

 

мощности

в

 

ценовой

 

разнице

 

между

 

спадом

 

и

 

пиком

 

потребления

 

электро

-

энергии

 (energy arbitrage), 

в

 

регулировании

 

частоты

 

в

 

системе

уменьшении

 

потерь

 

электроэнергии

 

и

 

инте

-

грации

 

ВИЭ

Большинство

 

этих

 

преимуществ

 

определя

-

ются

 

мощностью

 

и

 

энергоёмкостью

 

аккумуляторной

 

ба

-

тареи

поэтому

 

их

 

надо

 

тщательно

 

проанализировать

чтобы

 

расставить

 

приоритеты

так

 

как

 

для

 

выбранных

 

к

 

использованию

 

вариантов

 

могут

 

понадобиться

 

допол

-

нительные

 

ассигнования

 (energy allocation).

Дальнейшее

 

использование

 NaS 

аккумуляторных

 

батарей

После

 

успешной

 

эксплуатации

 

системы

 

накопления

 

электроэнергии

 

в

 

Чарльстоне

 

руководство

 AEP 

решило

 

увеличить

 

количество

 

таких

 

установок

 

и

 

расширить

 

их

 

функции

 

в

 

качестве

 

резервного

 

источника

Это

 

позво

-

лит

 

увеличить

 

эффект

 

от

 

применения

 NaS 

аккумулятор

-

ных

 

батарей

Совместно

 

с

 

компанией

 S&C Electric Co. 

в

 2009 

г

были

 

установлены

 

три

 

системы

 

мощностью

 

МВт

 

и

 

энергоёмкостью

 14,4 

МВт

ч

Эти

 

проекты

 

ча

-

стично

 

финансировались

 

Министерством

 

энергетики

 

США

 (U.S. Department of  Energy — DOE) 

по

 

заявке

 

компании

 Sandia National Labs. 

Системы

 

накопления

 

на

 

основе

 NaS 

аккумуляторных

 

батарей

 

вырабатывали

 

электроэнергию

 

напряжением

 480 

В

подаваемую

 

на

 

повышающий

 

трансформатор

чтобы

 

обеспечить

 

в

 

сети

 

напряжение

 12,47 

или

 34,5 

кВ

.

В

 AEP 

новые

 

системы

 

накопления

 

не

 

только

 

обеспе

-

чивали

 

поддержание

 

стабильного

 

уровня

 

мощности

 

при

 

скачках

 

нагрузки

но

 

и

 

резервную

 

мощность

 

потребите

-

лям

 

во

 

время

 

аварий

При

 

этом

 

определялась

 

макси

-

В

 

послед

-

ние

 

годы

 

интерес

 

к

 

нако

-

п и т е

-

лям

 

электрической

 

энергии

 

как

 

элементу

  «

умной

 

сети

» 

быстро

 

возрастает

Технологический

 

прорыв

осуществлённый

 

япон

-

ской

 

компанией

 NGK 

в

 

создании

 

натрий

-

серных

 

аккумулятор

-

ных

 

батарей

 

мощностью

 

до

 

нескольких

 

десятков

 

МВт

и

 

их

 

коммерциализация

а

 

также

 

стремительное

 

развитие

 

тех

-

нологии

 

литий

-

ионных

 

батарей

 

позволили

 

реализовать

 

несколь

-

ко

 

десятков

 

проектов

 

в

 

разных

 

странах

.  

Принятый

 

до

 

настоя

-

щего

 

времени

 

подход

 

заключал

-

ся

 

в

 

установке

 

мощной

 

систе

-

мы

 

накопления

 

электроэнергии

 

(

СНЭ

для

 

решения

 

задач

 

регули

-

рования

 

частоты

сглаживания

 

графиков

 

нагрузки

обеспечения

 

«

горячего

» 

резерва

 

и

 

т

.

д

В

 

ста

-

тье

 

описывается

 

новый

 

подход

 

к

 

расстановке

 

систем

 

накопления

 

электроэнергии

 — 

муниципаль

-

ная

 

система

 

накопления

Вместо

 

аккумуляторных

 

батарей

 

боль

-

шой

 

мощности

 

авторы

 

предлага

-

ют

 

применить

 

малогабаритную

 

распределённую

 

систему

 

нако

-

пления

 

электроэнергии

каждый

 

элемент

 

которой

 

мощностью

 

25 

кВт

 

подключается

 

ко

 

вторич

-

ной

 

обмотке

 

распределительно

-

го

 

трансформатора

При

 

этом

 

обеспечивается

 

несколько

 

пре

-

имуществ

 

по

 

сравнению

 

со

 

СНЭ

 

большой

 

мощности

например

 

близость

 

к

 

потребителю

мень

-

шие

 

габариты

простота

 

обслу

-

живания

 

и

 

т

.

д

Кроме

 

того

выход

 

из

 

строя

 

отдельного

 

элемента

 

СНЭ

 

не

 

повлияет

 

существенным

 

образом

 

на

 

работу

 

сети

 

в

 

целом

.

Показано

что

 

применение

 

на

-

копителей

 

электроэнергии

 

на

 

базе

 

аккумуляторных

 

батарей

 

позволило

 

одновременно

 

с

 

по

-

вышением

 

коэффициента

 

на

-

грузки

 

фидерной

 

линии

 

снизить

 

температуру

 

масла

 

в

 

транс

-

форматоре

Этот

 

результат

 

является

 

весьма

 

важным

 

при

 

технико

-

экономическом

 

обосно

-

вании

 

применения

 

накопителей

 

электроэнергии

которые

 

ещё

 

остаются

 

весьма

 

дорогостоя

-

щими

 

изделиями

Например

срок

 

службы

 

силовых

 

трансформа

-

торов

 

во

 

многом

 

определяется

 

сроком

 

службы

 

его

 

изоляционной

 

системы

При

 

этом

 

повышение

 

температуры

 

изоляции

 

всего

 

на

 

6

о

С

 

приводит

 

к

 

снижению

 

срока

 

службы

 

в

 2 

раза

Эффект

 

очеви

-

ден

Однако

 

следует

 

отметить

что

 

в

 

настоящее

 

время

к

 

сожа

-

лению

отсутствуют

 

методики

 

технико

-

экономического

 

обосно

-

вания

 

применения

 

СНЭ

.

На

 

мой

 

взгляд

описанный

 

в

 

статье

 

подход

 

весьма

 

инте

-

ресен

 

и

 

перспективен

Правда

реализация

 

такого

 

подхода

 

воз

-

можна

 

пока

 

ещё

 

только

 

на

 

базе

 

технологий

 

литий

-

ионных

 

акку

-

муляторных

 

батарей

так

 

как

 

натрий

-

серные

 

батареи

 

могут

 

оказаться

 

дороже

 

в

 

качестве

 

распределённых

 

СНЭ

.

КОММЕНТАРИЙ

Леонид ДАРЬЯН, д.т.н., начальник Департамента технического 
развития и регулирования ОАО «Холдинг МРСК»


Page 4
background image

40

Май–июнь 2012

  

|

  

www.tdworld.com, www.tdworld.ru

ПЛАНИРОВАНИЕ

 Распределения

Преимущества

 

муниципальной

 

системы

 

накопления

 

электрической

 

энергии

.

Модуль

 

муниципальной

 

системы

 

накопления

 

электроэнергии

 

на

 

переднем

 

плане

 

и

 

установленный

 

на

 

плите

 

трансформатор

 

на

 

заднем

 

плане

 

в

 

макетном

 

исполнении

.

мальная

 

территория

которая

 

могла

 

бы

 

обслуживаться

 

этим

 

резервным

 

источником

 

электроэнергии

и

 

разби

-

валась

 

на

 

зоны

 

для

 

обеспечения

 

поставки

 

резервной

 

электроэнергии

 

потребителям

Управление

 

электроэнергией

 

в

 

каждой

 

зоне

 

осу

-

ществлялось

 

с

 

помощью

  «

умных

» 

реклоузеров

 

и

 

пере

-

ключателей

Во

 

время

 

сбоя

 

записывалась

 

последняя

 

информация

 

о

 

нагрузке

и

 

батарея

 

переключалась

 

в

 

ре

-

жим

 «on-line», 

чтобы

 

подать

 

электроэнергию

 

как

 

можно

 

большему

 

количеству

 

потребителей

На

 

основе

 

послед

-

ней

 

информации

 

о

 

нагрузке

 

определялись

 

зоны

которые

 

можно

 

было

 

подключить

 

к

 

системе

 

накопления

 

электро

-

энергии

и

 

реклоузеры

 

отсоединяли

 

от

 

электросети

 

зоны

которые

 

не

 

могли

 

быть

 

подключены

 

к

 

системе

 

накопле

-

ния

 

электроэнергии

От

 

этой

 

системы

 

накопления

 

может

 

получать

 

электроэнергию

 

вся

 

территория

но

 

в

 

случаях

 

значительных

 

перегрузок

 

может

 

быть

 

подключено

 

мень

-

шее

 

количество

 

зон

с

 

тем

 

чтобы

 

гарантировать

что

 

мак

-

симальное

 

количество

 

потребителей

 

получает

 

электро

-

энергию

 

от

 

резервного

 

источника

Примером

 

использования

 

резервной

 

электроэнер

-

гии

 

может

 

служить

 

ситуация

когда

 

в

 

результате

 

ав

-

томобильной

 

аварии

 

первого

 

ноября

 2010 

г

была

 

по

-

вреждена

 

трёхфазная

 

сеть

 

и

 

прекратилась

 

подача

 

электроэнергии

 

с

 

подстанции

расположенной

 

в

 

Мил

-

тоне

Западная

 

Вирджиния

Тогда

 

аккумуляторная

 

ба

-

тарея

 

была

 

переведена

 

в

 

режим

 

выдачи

 

мощности

 

и

 

обеспечивала

 

электроэнергией

 

всю

 

территорию

около

 

700 

потребителей

в

 

течение

 

одного

 

часа

 

и

 17 

минут

пока

 

не

 

была

 

устранена

 

неисправность

 

и

 

не

 

восста

-

новлена

 

подача

 

электроэнергии

Наряду

 

с

 

аккумуля

-

торными

 

батареями

 

в

 

распределительных

 

системах

 

специальная

 

группа

занимающаяся

 

распределением

 

электроэнергии

 

в

 AEP, 

ввела

 

в

 

эксплуатацию

 

систему

 

накопления

 

электроэнергии

 

с

 NaS 

аккумуляторной

 

ба

-

тареей

 

в

 

Пресидио

Техас

в

 2010 

г

Система

 

мощно

-

стью

 4 

МВт

 

и

 

энергоёмкостью

 25 

МВт

ч

 

и

 

сегодня

 

явля

-

ется

 

самой

 

крупной

 

системой

 

такого

 

рода

 

в

 

США

Следующий

 

шаг

 AEP 

в

 

накоплении

 

электроэнергии

 

Системы

 

накопления

 

электроэнергии

 

на

 

базе

 NaS 

аккумуляторных

 

батарей

 

оказались

 

успешными

 

и

 

по

-

зволили

 AEP 

их

 

совершенствовать

чтобы

 

они

 

отвечали

 

требованиям

 

потребителей

 

и

 

дали

 

возможность

 

комму

-

нальным

 

службам

 

использо

-

вать

 

систему

 

распределения

 

электроэнергии

 

более

 

эффек

-

тивно

На

 

подстанциях

 

всегда

 

будут

 

востребованы

 

системы

 

накопления

 

электроэнергии

которые

 

легко

 

подключаются

 

в

 

случае

 

длительной

 

аварий

-

ной

 

ситуации

Однако

 AEP 

использует

 

и

 

другой

 

подход

в

 

котором

 

системы

 

резерви

-

рования

 

электроэнергии

 

могут

 

быть

 

более

 

гибкими

 

и

 

эффек

-

тивными

 

для

 

потребителей

поддерживая

 

при

 

этом

 

работу

 

электрической

 

сети

 

в

 

целом

.

Этот

 

новый

 

подход

 

на

-

зывается

 

«

муниципальная

 

система

 

накопления

 

электро

-

энергии

» (Community Energy 

Storage — CES). 

Она

 

представляет

 

собой

 

малогаба

-

ритную

 

систему

 

накопления

 

электроэнергии

 

с

 

исполь

-

зованием

 

аккумуляторной

 

батареи

 

и

 

подключается

 

к

 

вторичной

 

обмотке

 

распределительного

 

трансформа

-

тора

 

муниципального

 

энергетического

 

предприятия

чтобы

 

обеспечивать

 

резервной

 

энергией

 

потребителей

Несколько

 

таких

 

систем

 

могут

 

быть

 

объединены

что

-

бы

 

использовать

 

преимущества

 

подключения

 

к

 

общей

 

энергосети

Выгоды

которые

 

получат

 

как

 

потребители

так

 

и

 

сетевые

 

операторы

 

от

 

использования

 CES, 

заклю

-

чаются

 

в

 

следующем

.

•  

Размещение

Системы

 

накопления

 

электроэнер

-

гии

которые

 

размещаются

 

ближе

 

к

 

потребителям

надёжны

так

 

как

 

они

 

меньше

 

подвержены

 

влиянию

 

погодных

 

условий

способных

 

вызвать

 

повреждение

 

линий

 

электропередачи

.

•  

Демпфирование

 

скачков

 

энергии

 

от

 

ВИЭ

.

 

Си

-

стемы

 

накопления

расположенные

 

ближе

 

к

 

потре

-

бителям

могут

 

более

 

эффективно

 

демпфировать

 

(

сглаживать

 

скачки

электроэнергию

поступающую

 

от

 

маломощных

 

ветряных

 

и

 

солнечных

 

источников

 

энергии

обслуживающих

 

потребителей

.

•  

Связь

  (

синергия

с

 

другими

 

отраслями

.

 

Сегод

-

ня

 

муниципальные

 

энергетические

 

предприятия

 

не

 


Page 5
background image

41

www.tdworld.ru, www.tdworld.com

  

|

  

Май–июнь 2012

ПЛАНИРОВАНИЕ

 Распределения

Выравнивание

 

графика

 

нагрузки

 

в

 

зависимости

 

от

 

режима

 

работы

.

Выравнивание

 

графика

 

нагрузки

 

в

 

установленное

 

время

 

пуска

.

приобретают

 

в

 

больших

 

коли

-

чествах

 

системы

 

накопления

 

на

 

базе

 

аккумуляторных

 

батарей

Если

 

эти

 

предприятия

 

будут

 

вне

-

дрять

 

технологии

используемые

 

в

 

других

 

отраслях

таких

 

как

 

ав

-

томобильная

то

 

у

 

них

 

появится

 

больше

 

возможностей

 

снижать

 

стоимость

 

за

 

счёт

 

увеличения

 

количества

 

приобретаемых

 

акку

-

муляторных

 

батарей

.

•  

Меньшие

 

габариты

.

 

Такое

 

обо

-

рудование

 CES 

будет

 

легче

 

уста

-

навливать

вводить

 

в

 

эксплуа

-

тацию

 

и

 

обслуживать

Аварии

 

в

 

распределённом

 

оборудовании

 

меньше

 

влияют

 

на

 

работу

 

элек

-

трической

 

сети

.

Пилотный

 

проект

 CES

Как

 

часть

 

пилотного

 

проекта

 

Smart Grid 

системы

 AEP 

в

 

штате

 

Огайо

частично

 

финансируемого

 

DOE, 

муниципальное

 

энергетиче

-

ское

 

предприятие

 

планирует

 

ввод

 

в

 

эксплуатацию

 80 

установок

 CES 

в

 

центре

 

штата

 

Огайо

Все

 

установки

располагаемые

 

на

 

свободном

 

про

-

странстве

будут

 

присоединены

 

к

 

одной

 

линии

 

электропередачи

иду

-

щей

 

примерно

 

к

 1700 

потребителям

CES 

обеспечивали

 20% 

этих

 

потре

-

бителей

Центр

 

управления

 CES, 

находящийся

 

на

 

электростанции

будет

 

объединять

 

их

 

для

 

исполь

-

зования

 

преимуществ

 

единой

 

сети

таких

 

как

 

выравнивание

 

пиков

 

на

-

грузки

 

и

 

коррекция

 

коэффициента

 

мощности

В

 CES 

будут

 

применяться

 

литий

-

ионные

 

аккумуляторные

 

батареи

аналогичные

 

тем

которые

 

будут

 

использоваться

 

в

 

электромобилях

Решение

 

использовать

 

этот

 

тип

 

ак

-

кумуляторных

 

батарей

 

обусловлено

 

их

 

большой

 

энер

-

гоёмкостью

 

и

 

возможным

 

значительным

 

уменьшением

 

стоимости

 

за

 

счёт

 

закупки

 

этих

 

батарей

 

автомобильной

 

промышленностью

 

в

 

больших

 

количествах

. AEP 

рас

-

считывает

 

получить

 

от

 

ожидаемого

 

снижения

 

стоимо

-

сти

 

серьёзные

 

выгоды

что

 

позволит

 

в

 

будущем

 

исполь

-

зовать

 

большее

 

количество

 CES.

Аккумуляторные

 

батареи

которые

 

будут

 

применять

-

ся

 

как

 

часть

 

этого

 

пилотного

 

проекта

рассчитаны

 

на

 

работу

 

в

 

течение

 

одного

 

часа

Однако

 

для

 

всей

 

энерго

-

сети

 

и

 

для

 

обеспечения

 

резервной

 

энергией

 

потребите

-

лей

 

муниципальным

 

энергетическим

 

предприятиям

 

по

-

требуются

 

аккумуляторные

 

батареи

обеспечивающие

 

номинальную

 

мощность

 

в

 

течение

 3—4 

часов

Преимущества

 

проекта

 CES 

Ожидается

что

 

реализация

 

пилотного

 

проекта

 

по

-

зволит

:

•  

подавать

 

резервную

 

электроэнергию

 

потребителям

 

во

 

время

 

аварийного

 

отключения

;

•  

выравнивать

 

график

 

нагрузки

;

•  

корректировать

 

коэффициент

 

мощности

.

Резервная

 

электроэнергия

CES 

рассчитаны

 

на

 

номинальную

 

мощность

 25 

кВт

 

и

 

энергоёмкость

 25 

кВт

ч

 

и

 

будут

 

размещаться

 

рядом

 

с

 

трансформаторами

расположенными

 

возле

 

домов

 

потребителей

Для

 

подачи

 

резервной

 

электроэнергии

 

потребителям

 

во

 

время

 

аварийной

 

ситуации

 CES 

будет

 

отключаться

 

от

 

электросети

 

и

 

подавать

 

энергию

 

потре

-

бителям

присоединённым

 

к

 

трансформатору

Система

 

накопления

 

будет

 

способна

 

в

 

течение

 

нескольких

 

часов

 

обеспечивать

 

подачу

 

резервной

 

электроэнергии

кото

-

рой

 

будет

 

достаточно

 

для

 

работы

 

коммунальных

 

служб

так

 

как

 

вырабатывать

 

номинальную

 

мощность

 25 

кВт

 

в

 

полном

 

объёме

 

в

 

течение

 

всего

 

времени

 

аварийного

 

от

-

ключения

 CES 

не

 

сможет

.

Выравнивание

 

графика

 

нагрузки

CES 

будут

 

присоединены

 

к

 

общему

 

центру

 

управ

-

ления

 

на

 

подстанции

чтобы

 

можно

 

было

 

выравни

-

вать

 

график

 

нагрузки

 

в

 

установленных

 

на

 

подстанции

 

трансформаторах

Успешная

 

реализация

 

такой

 

систе

-

мы

 

позволит

 

на

 

длительное

 

время

 

избежать

 

модерни

-


Page 6
background image

42

Май–июнь 2012

  

|

  

www.tdworld.com, www.tdworld.ru

ПЛАНИРОВАНИЕ

 Распределения

зации

 

или

 

замены

 

оборудования

Для

 

выравнивания

 

графика

 

нагрузки

 

будут

 

опробованы

 

две

 

различные

 

программы

.

•  

Выравнивание

 

нагрузки

 

в

 

зависимости

 

от

 

ре

-

жима

 

работы

.

 

Используя

 

эту

 

программу

муници

-

пальные

 

энергетические

 

предприятия

 

смогут

 

анали

-

зировать

 

уровень

 

нагрузки

определить

 

стартовое

 

время

 

и

 

выбрать

 

режим

 

разряда

 

аккумуляторной

 

батареи

необходимые

 

для

 

выравнивания

 

графика

 

нагрузки

.

•  

Выравнивание

 

нагрузки

 

в

 

установленное

 

вре

-

мя

Этот

 

более

 

сложный

но

 

и

 

более

 

интеллекту

-

альный

 

подход

 

предусматривает

 

использование

 

установленного

 

времени

 

для

 

пуска

 CES. 

В

 

заданное

 

время

 

проверяется

 

необходимость

 

выравнивания

 

графика

 

нагрузки

Если

 

нагрузка

 

равна

 

или

 

выше

 

предусмотренного

 

уровня

то

 

выравнивание

 

будет

 

выполнено

 

в

 

этот

 

же

 

день

Такой

 

подход

 

обеспечи

-

вает

 

экономичный

 

режим

 

работы

 

аккумуляторной

 

батареи

так

 

как

 

её

 

разряд

 

не

 

будет

 

приходиться

 

на

 

день

 

спада

 

нагрузки

Тем

 

самым

во

-

первых

увеличивается

 

срок

 

её

 

службы

 

за

 

счёт

 

уменьше

-

ния

 

количества

 

циклов

 

заряд

-

разряд

 

и

во

-

вторых

больше

 

накопленной

 

энергии

 

может

 

быть

 

отдано

 

потребителям

При

 

этом

 

необходимо

 

определить

 

как

 

время

когда

 

появляется

 

необходимость

 

вы

-

равнивания

 

графика

 

нагрузки

так

 

и

 

начало

 

вырав

-

нивания

потому

 

что

 

эти

 

два

 

времени

 

могут

 

разли

-

чаться

.

Коррекция

 

коэффициента

 

мощности

Последнее

 

из

 

перечисленных

 

преимуществ

кото

-

рое

 

должно

 

быть

 

подтверждено

 

во

 

время

 

работы

 CES 

пилотного

 

проекта

, — 

это

 

возможность

 

использования

 

конденсаторов

 

в

 

электросети

В

 CES 

будут

 

использо

-

ваться

 

инверторы

способные

 

разряжаться

 

и

 

заряжать

-

ся

 

от

 

сети

а

 

также

 

запасать

 

энергию

 

в

 

конденсаторах

 

и

 

индуктивностях

Возможность

 

использовать

 

конденса

-

торы

 

даёт

 

значительные

 

преимущества

 

электросетям

Большая

 

часть

 

нагрузки

 

коммунальных

 

сетей

 

и

 

линий

 

электропередачи

 

является

 

индуктивной

а

 

высокие

 

ин

-

дуктивные

 

нагрузки

 

могут

 

вызвать

 

проблемы

связан

-

ные

 

с

 

падением

 

напряжения

Сегодня

 

большинство

 

муниципальных

 

энергетиче

-

ских

 

предприятий

 

использует

 

батареи

 

конденсаторов

чтобы

 

уравновесить

  (

сбалансировать

эти

 

индуктив

-

ные

 

нагрузки

. CES 

смогут

 

использовать

 

конденсаторы

чтобы

 

уравновесить

 

индуктивные

 

нагрузки

 

и

 

обеспе

-

чить

 

более

 

эффективную

 

работу

 

распределительных

 

систем

Следующие

 

шаги

Ожидается

что

 CES-

проект

 

в

 

Огайо

 

будет

 

реализо

-

ван

 

и

 

исследован

 

в

 

течение

 

декабря

 2013 

г

Сейчас

 

раз

-

рабатываются

 

программы

 

измерений

чтобы

 

убедиться

 

в

 

преимуществах

которые

 

обеспечиваются

 CES 

в

 

рас

-

пределительной

 

системе

 

и

 

о

 

которых

 

будет

 

сообщено

 

в

 

DOE.  

Эмека

 

Окафор

 

(

Emeka Okafor

, cokafor@aep.com) 

работает

 

инженером

 

в

 

Управлении

 

исследовательских

 

программ

 

компании

 American Electric Power 

в

 

г

Колум

-

бусе

штат

 

Огайо

США

и

 

отвечает

 

за

 

исследования

 

новых

 

методов

 

накопления

 

электроэнергии

 

и

 

возмож

-

ности

 

их

 

внедрения

 

в

 AEP. 

В

 

настоящее

 

время

 

он

 

ру

-

ководит

 

строительством

 

муниципальных

 

систем

 

нако

-

пления

 

электроэнергии

использующих

 

литий

-

ионные

 

аккумуляторные

 

батареи

 

и

 

рассчитанных

 

на

 

мощность

 

МВт

 

при

 

энергоёмкости

 2 

МВт

ч

в

 

штате

 

Огайо

Он

 

закончил

 

Университет

 

Орал

 

Робертс

 

со

 

степенью

 

бака

-

лавра

 

в

 

области

 

энергетики

 

и

 

Университет

 

г

Оклахома

 

со

 

степенью

 

магистра

 

в

 

области

 

электроэнергетики

Упомянутые

 

в

 

статье

 

компании

:

American Electric Power | www.aep.com

S&C Electric Co | www.sandc.com

Sandia National Labs | www.sandia.gov

U.S. Department of  Energy | www.energy.gov

Джон

 

Мандевиль

старший

 

инженер

-

технолог

работающий

 

в

 

компании

 AEP, 

проверяет

 

работу

 

экспериментального

 

образца

 

муниципальной

 

системы

 

накопления

 

электроэнергии

.


Читать онлайн

Американская энергосистема использует энергию аккумуляторных батарей в зоне своего обслуживания.
Комментарий к статье:
Леонид Дарьян, д.т.н., начальник Департамента технического развития и регулирования ОАО «Холдинг МРСК».

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»