Ветроэнергетика: играть по правилам — нелёгкая задача

Page 1
background image

Page 2
background image

34

Сентябрь

октябрь

 2013

    

34

Ветроэнергетика: играть по 

Ветроэнергетика: играть по 
правилам — нелёгкая задача

правилам — нелёгкая задача

Электроэнергетика прилагает все усилия, чтобы 

Электроэнергетика прилагает все усилия, чтобы 
интегрировать растущие мощности ветровой энергии 

интегрировать растущие мощности ветровой энергии 
в сеть. Выдержит ли отрасль? 

в сеть. Выдержит ли отрасль? 

Пол Молдин (Paul Mauldin), 

Пол Молдин (Paul Mauldin), 

внештатный корреспондент

внештатный корреспондент

ВЕТРО

ВЕТРО

Энергетика

Энергетика

Н

ужно

 

признать

что

 

ветровая

 

генерация

 

не

 

очень

-

то

 

подходит

 

для

 

традиционной

 

энергоси

-

стемы

и

 

ветроэнергетика

которой

 

занимаются

 

частные

 

предприниматели

не

 

вписывает

-

ся

 

естественным

 

образом

 

в

 

структуру

 

энергетических

 

компаний

.

Но

 

это

 

не

 

удержало

 

электроэнергетику

 

от

 

постоянного

 

погружения

 

в

 

решение

 

техни

-

ческих

 

проблем

 

ни

 

на

 

уровне

 

кооперативного

 

финансирования

ни

 

при

 

прямой

 

помощи

 

отдельным

 

энергокомпаниям

С

 

течением

 

времени

 

между

 

сторонниками

 

ветровой

 

энергетики

системными

 

операторами

 

и

 

регулирующими

 

органами

 

сложилось

 

некое

 

сомнительное

 

партнёрство

Результаты

 

этого

 

взаимодействия

 

уходят

 

далеко

 

за

 

пределы

 

мечтаний

 

пионеров

 

ветроэнергетики


Page 3
background image

35

 

Сентябрь

октябрь

 2013

35

ВЕТРО

Энергетика

В

 

США

 

на

 

долю

 

ветроэнергетики

 

приходится

 

около

 6% 

установленной

 

мощности

 

и

 3,5% 

вырабатываемой

 

электроэнергии

С

 

разрешения

 

Национальной

 

лаборатории

 

возобновляемой

 

энергии

 (National Renewable Energy Laboratory).

Первая

 

в

 

мире

 

ветряная

 

электростанция

 

была

 

по

-

строена

 

в

 1980 

году

 

в

 

районе

 

горнолыжного

 

курорта

 

Crotched Mountain 

на

 

юге

 

штата

 

Нью

-

Гемпшир

И

хотя

 

это

 

оказалось

 

практически

 

незаметным

 

событием

тем

 

не

 

менее

 

явилось

 

началом

 

лидерства

 

США

 

в

 

деле

 

обуздания

 

ветра

 

для

 

служения

 

электрическим

 

сетям

Меньше

 

чем

 

за

 

три

 

десятка

 

лет

 

ветрогенерация

 

прак

-

тически

 

с

 

нуля

 

выросла

 

до

 6% 

в

 

суммарной

 

генерирую

-

щей

 

мощности

 

США

За

 

последний

 

год

 

национальный

 

рекорд

 

был

 

побит

 — 

суммарная

 

мощность

 

установлен

-

ных

 

ветрогенераторов

 

составила

 12000 

МВт

т

.

е

рост

 

составил

 25%, 

что

 

превышает

 

объём

 

введённых

 

мощ

-

ностей

 

от

 

других

 

источников

 

энергии

.

Сейчас

 Alta Wind Energy Center 

в

 

Южной

 

Каролине

модернизированная

 

внучка

 

ветростанции

 

в

 Crotched 

Mountain, 

является

 

одним

 

из

 

самых

 

крупных

 

проектов

 

ветровой

 

энергетики

 

в

 

мире

При

 

наличии

 

регулируемо

-

го

 

государственным

 

законодательством

 

рынка

создан

-

ного

 

на

 

основе

 

государственных

 

стандартов

 

портфеля

 

возобновляемых

 

источников

 

энергии

а

 

также

 

по

 

иници

-

ативе

 

государственных

 

и

 

федеральных

 

органов

 

власти

 

рост

 

установленных

 

мощностей

 

ветровой

 

энергетики

 

продолжится

 

в

 

геометрической

 

прогрессии

.

Иногда

 

не

 

хватает

В

 

то

 

время

 

как

 

объём

 

установленных

 

мощностей

 

ве

-

троэнергетики

 

медленно

 

увеличивается

чтобы

 

превы

-

сить

 6% 

номинальной

 

мощности

 

энергосистемы

 

страны

внутри

 

самой

 

системы

 

возникают

 

коллизии

основная

 

из

 

которых

 

заключается

 

в

 

том

что

 

имеющиеся

 

мощности

 

ветроэнергетики

 

никак

 

не

 

согласованы

 

с

 

подъёмами

 

и

 

падениями

 

ежедневных

 

графиков

 

нагрузки

.

Наличие

 

ветровых

 

ресурсов

 

на

 

огромной

 

террито

-

рии

 

с

 

различными

 

географическими

 

особенностями

 

не

 

обязательно

 

приводит

 

к

 

нестабильности

 

системы

. PJM 

Interconnection 

является

 

крупнейшей

 

энергосетью

 

Се

-

верной

 

Америки

 

и

 

крупнейшим

 

рынком

 

электроэнергии

 

в

 

мире

который

 

охватывает

 

большую

 

часть

 13 

штатов

 

и

 

округ

 

Колумбию

Как

 

отметил

 

Терри

 

Бостон

 (Terry 

Boston), 

президент

 

компании

 PJM: «

Мы

 

на

 PJM 

рассчи

-

тываем

 

только

 

на

 13% 

всей

 

ветровой

 

энергии

 

в

 

момент

 

пиковой

 

нагрузки

потому

 

что

 

в

 

самые

 

жаркие

 

или

 

самые

 

холодные

 

дни

 

ветер

 

не

 

дует

Тринадцать

 

процентов

 — 

это

 

довольно

 

высокая

 

цифра

 

по

 

сравнению

 

с

 

другими

 

операторами

и

 

то

 

это

 

только

 

благодаря

 

диверсифици

-

рованности

 

и

 

огромной

 

географии

 

обслуживания

».

Время

 — 

всё

В

 

качестве

 

конкретного

 

примера

 

разного

 

рода

 

не

-

стабильности

 

ветровой

 

энергетики

 

можно

 

привести

 

слу

-

чай

который

 

произошёл

 

в

 

Северной

 

Каролине

Обычно

 

в

 

тёплые

 

летние

 

дни

 

горячий

 

воздух

поднимающийся

 

с

 

Центральной

 

равнины

 (Central Valley), 

заставляет

 

пере

-

мещаться

 

холодный

 

океанский

 

воздух

 

по

 

прибрежным

 

ущельям

включая

 

то

 

место

где

 

расположена

 

ветро

-

станция

 Altamont, 

к

 

востоку

 

от

 

залива

 

Сан

-

Франциско

Послеобеденный

 

бриз

 

вырабатывает

 

энергию

которая

 

в

 

некоторой

 

степени

 

сравнима

 

с

 

ранними

 

вечерними

 

на

-

грузками

когда

 

включают

 

кондиционеры

Однако

 

в

 

один

 

из

 

жарких

 

дней

 

и

естественно

при

 

высокой

 

нагрузке

 

от

 

включённых

 

кондиционеров

 

горячие

 

восточные

 

ветры

 

нейтрализовали

 

береговые

 

ветры

 

и

 

ветровая

 

генера

-

ция

 

упала

 

до

 

нуля

 

именно

 

в

 

тот

 

момент

когда

 

она

 

наи

-

более

 

необходима

.

Даже

 

в

 

течение

 

суток

 

скорость

 

ветра

 

может

 

варьи

-

роваться

 

в

 

широких

 

пределах

 

в

 

течение

 

нескольких

 

ми

-

нут

 

или

 

даже

 

секунд

Чересчур

 

оптимистичный

 

анализ

 

проблем

 

устойчивости

 

по

 

напряжению

 

просто

 

включа

-

ется

 

в

 

наиболее

 

надёжные

 

среднечасовые

 

показатели

И

 

это

 

огромная

 

ошибка

поскольку

 

расчёты

 

подачи

 

и

 

по

-

требления

 

электроэнергии

 

должны

 

согласовываться

 

на

 

основании

 

моментальных

а

 

не

 

средних

 

величин


Page 4
background image

36

Сентябрь

октябрь

 2013

    

36

ВЕТРО

Энергетика

• 

стандарт

 

портфеля

 

возобновляемых

 

источников

 

энергии

 (RPS). 

По

 

состоянию

 

на

 

январь

 2012 

года

 

30 

штатов

 

к

 

определённой

 

дате

 

должны

 

вырабаты

-

вать

 

установленный

 

процент

 

электроэнергии

 

за

 

счёт

 

источников

 

возобновляемой

 

энергии

Например

Ка

-

лифорния

 

должна

 

к

 2020 

году

 

вырабатывать

 33%.

Сочетание

 

налоговых

 

льгот

 

на

 

производство

 

элек

-

трической

 

энергии

 

с

 

использованием

 

возобновляемых

 

источников

 

энергии

 (PTC) 

с

 

требованиями

 

стандарта

 

портфеля

 

возобновляемых

 

источников

 (RPS) 

создают

 

порой

 

невероятные

 

ситуации

Например

в

 

ночные

 

часы

 

при

 

низкой

 

нагрузке

 

системы

 

и

 

при

 

растущей

 

скорости

 

ветра

как

 

это

 

часто

 

бывает

ветровая

 

энергия

 

самая

 

дешёвая

вследствие

 

чего

 

цена

 

может

 

упасть

 

даже

 

до

 

отрицательной

 

величины

Однако

 

системный

 

опера

-

тор

 

не

 

захочет

 

отключать

 

тепловые

 

электростанции

поскольку

 

эти

 

электростанции

работающие

 

в

 

базовом

 

режиме

 

с

 

постепенным

 

изменением

 

мощности

могут

 

понадобиться

 

при

 

ожидаемом

 

повышении

 

нагрузки

.

В

 

большинстве

 

систем

 

контрактные

 

отношения

 

за

-

ключаются

 

между

 

покупателем

 

и

 

производителем

 

ве

-

тровой

 

энергии

поэтому

 

от

 

ветрогенерации

 

можно

 

было

 

бы

 

отказаться

чтобы

 

легче

 

управляться

 

с

 

други

-

ми

 

ресурсами

 

системы

Но

 

в

 

Калифорнии

 

законодательство

которое

 

твёрдо

 

под

-

держивает

 RPS, 

требует

чтобы

 

Незави

-

симый

 

системный

 

оператор

 

Калифорнии

 

(CAISO) 

принимал

 

всю

 

предлагаемую

 

ве

-

тровую

 

энергию

Тим

 

Мэйсон

 (Tim Mason), 

консуль

-

тант

 

по

 

возобновляемой

 

энергетике

 

ком

-

пании

 Black & Veatch, 

сравнил

 CAISO 

с

 

Независимым

 

системным

 

оператором

 

Нью

-

Йорка

 (NYISO), 

который

 

практиче

-

ски

 

не

 

имеет

 

никаких

 

проблем

 

с

 

ветро

-

генерацией

. «CAISO 

и

 NYISO 

схожи

так

 

как

 

они

 

оба

 

покупают

 

ветровую

 

энергию

 

по

 

частным

 

договорам

 

о

 

покупке

платя

 

фиксированную

 

цену

 

за

 

мегаватт

-

час

, — 

рассказывает

 

он

. — 

Однако

 NYISO 

может

 

отрегулировать

  (

снизить

объём

 

ветро

-

вой

 

генерации

а

 CAISO — 

нет

так

 

как

 

он

 

вынужден

 

работать

 

в

 

строгих

 

рамках

 

портфеля

 

возобновляемых

 

источников

 

энергии

Ветровая

 

генерация

 

является

 

ресурсом

 

для

 

обязательного

 

использова

-

ния

 

и

 

стоит

 

во

 

главе

 

диспетчерского

 

гра

-

фика

 

нагрузки

 

энергосистемы

».

У

 

соседа

 CAISO, 

богатого

 

гидроэнерге

-

тическими

 

ресурсами

, — 

Бонневильского

 

управления

 

энергетики

 (Bonneville Power 

Administration, BPA), — 

похожая

 

ситуа

-

ция

Как

 

подчеркнул

 

Мэйсон

, «BPA, 

как

 

и

 

CAISO, 

связано

 

обязательными

 

к

 

испол

-

нению

 

контрактами

 

с

 

производителями

 

ве

-

тровой

 

энергии

Кроме

 

этого

, BPA 

связано

 

ограничениями

обусловленными

 

необхо

-

димостью

 

сохранения

 

качества

 

окружаю

-

щей

 

среды

которые

 

требуют

 

минимально

-

го

 

уровня

 

использования

 

гидроэнергетики

Они

 

не

 

могут

 

ни

 

продать

 

электроэнергию

ни

 

отключить

 

её

 

подачу

».

«

Существует

 

ещё

 

один

 

вариант

, — 

говорит

 

Рик

 

Миллер

 (Rick Miller), 

пер

-

вый

 

вице

-

президент

 

по

 

возобновляе

-

мым

 

источникам

 

энергии

 

компании

 HDR 

Работа

 

гидроаккумулирующих

 

и

 

ветровых

 

электро

-

станций

 

в

 

связке

 

на

 

территории

 

России

 

потенци

-

ально

 

возможна

Реализация

 

подобного

 

проекта

 

на

 

Загорской

 

ГАЭС

 

обсуждалась

 

около

 15 

лет

 

назад

В

 

адрес

 

ОАО

 «

Мосэнерго

», 

в

 

состав

 

которого

 

тог

-

да

 

входила

 

и

 

Загорская

 

ГАЭС

пришло

 

письмо

 

от

 

группы

 

конструкторов

которые

 

предложили

 

на

 

верхнем

 

бассейне

 

Загорской

 

ГАЭС

 

установить

 

ветрогенераторы

Одна

-

ко

 

предварительный

 

анализ

 

и

 

расчёты

 

показали

что

 

объединить

 

работу

 

нашей

 

станции

 

и

 

ветропарка

 

не

 

получится

Для

 

оптимального

 

баланса

 

работы

 

ГАЭС

 

и

 

ВЭУ

 

в

 

рамках

 

объёма

 

нашего

 

верхнего

 

бассейна

 

единичная

 

мощность

 

ВЭУ

 

должна

 

быть

 

не

 

менее

 3—4 

МВт

но

 

в

 

те

 

времена

 

таких

 

не

 

выпускали

Сегодня

 

реализация

 

этой

 

идеи

 

ещё

 

более

 

нереальна

 

для

 

нашей

 

ГАЭС

ввиду

 

того

 

что

 

вся

 

работа

 

станции

 

сконцентрирована

 

на

 

покрытии

 

дефицита

 

высокоманевренной

 

мощности

 

Московского

 

регио

-

на

Изменилась

 

структура

 

энергопотоков

 

и

 

энергопотребителей

Считаю

что

 

развитием

 

этого

 

направления

 

должны

 

в

 

первую

 

очередь

 

за

-

ниматься

 

специалисты

 

научных

 

институтов

На

 

мой

 

взгляд

такие

 

про

-

екты

 

более

 

реальны

 

в

 

локальном

 

масштабе

 

или

 

в

 

областях

где

 

уже

 

вве

-

дены

 

в

 

строй

 

или

 

строятся

 

ветровые

 

станции

  (

Приморский

 

край

). 

Для

 

условий

 

России

 

очень

   

эффективным

 

может

 

оказаться

 

использование

 

ветроэнергетики

 

в

 

комбинации

 

с

 

аккумулирующими

 

устройствами

 

или

 

дизельными

 

установками

 

в

 

отдалённых

 

районах

 

и

 

на

 

островах

куда

 

завоз

 

дизельного

 

топлива

 

для

 

отопления

 

и

 

производства

 

электроэнергии

 

обхо

-

дится

 

очень

 

дорого

Развитие

 

ветроэнергетики

 

в

 

таких

 

районах

 

являет

-

ся

 

наиболее

 

конкурентоспособным

.  

Для

 

осуществления

 

данного

 

проекта

 

и

 

достижения

 

экономической

 

эффективности

 

необходимо

 

соблюдение

 

ряда

 

очень

 

важных

 

условий

Прежде

 

всего

 

ландшафт

 

местности

где

 

планируется

 

строительство

должен

 

соответствовать

 

возможности

 

проектирования

 

ГАЭС

Для

 

удешевления

 

строительства

 

станция

 

долж

-

на

 

максимально

 

в

 

него

 «

вписаться

». 

Немаловажен

 

и

 

КПД

 

будущей

 

ГАЭС

.  

Развитию

 

ветровой

 

энергетики

 

сопутствует

 

определённая

 

техниче

-

ская

 

проблема

ветер

 

является

 

нерегулируемым

 

источником

 

энергии

 

и

соответственно

выдача

 

электроэнергии

 

с

 

ветрогенератора

 

в

 

энерго

-

систему

 

отличается

 

большой

 

неравномерностью

 

как

 

в

 

суточном

так

 

и

 

в

 

недельном

месячном

годовом

 

и

 

многолетнем

 

диапазонах

Необходимо

 

заранее

 

просчитать

 

количество

 

ветреных

 

дней

/

часов

 

для

 

понимания

 

син

-

хронности

 

обоих

 

механизмов

.

КОММЕНТАРИЙ

Владимир МАГРУК, директор филиала 
ОАО «РусГидро» — «Загорская ГАЭС»:

А

 

поскольку

 

объём

 

мощности

вырабатываемой

 

ветрогенератором

пропорционален

 

скорости

 

ветра

 

в

 

кубе

то

 

порыв

 

ветра

который

 

удваивает

 

его

 

скорость

приводит

 

к

 8-

кратному

 

скачку

 

выработки

 

электроэнер

-

гии

если

 

она

 

не

 

снижена

 

намеренно

Иногда

 

много

Ветровая

 

генерация

 

имеет

 

как

 

минимум

 

два

 

неза

-

служенных

 

преимущества

которые

 

иногда

 

вызывают

 

проблемы

 

с

 

процессом

 

оптимизации

 

распределения

 

нагрузки

ставя

 

ветровую

 

генерацию

 

во

 

главе

 

линии

:

• 

налоговые

 

льготы

 

на

 

производство

 

электрической

 

энергии

 

с

 

использованием

 

возобновляемых

 

ис

-

точников

 

энергии

 (PTC). 

Эта

 

скидка

 

составляет

 

70 

коп

./

кВт

ч

 

за

 

производство

 

и

 

продажу

 

в

 

сеть

 

электроэнергии

отвечающей

 

требованиям

 

к

 

ис

-

точникам

 

ветровой

 

энергии

Налоговые

 

льготы

 

в

 

сочетании

 

с

 

бесчисленными

 

государственными

 

и

 

местными

 

механизмами

 

стимулирования

 

позво

-

ляют

 

владельцам

 

ветрогенераторов

 

продавать

 

электроэнергию

 

по

 

отрицательным

 

ценам

платя

таким

 

образом

рынку

 

за

 

захват

 

власти

 

и

 

получая

 

при

 

этом

 

прибыль

;  


Page 5
background image

37

 

Сентябрь

октябрь

 2013

37

Ежегодное

 

расширение

 

генерирующих

 

мощностей

 

в

 

США

 

по

 

видам

 

топлива

С

 

разреше

-

ния

 

Управления

 

по

 

информации

 

в

 

области

 

энергетики

 (Energy Information Administration).

Сравнение

 

нагрузки

 

и

 

объёма

 

ветровой

 

генерации

 

в

 

зоне

 

Совета

 

по

 

надёжности

 

электроснабжения

 

штата

 

Техас

 (ERCOT). 

С

 

разрешения

 ERCOT.

ВЕТРО

Энергетика

Engineering. — 

Если

 

вы

 

владеете

 

и

 

эксплуати

-

руете

 

электростанцию

работающую

 

в

 

режиме

 

вынужденной

 

генерации

 

согласно

 

требованиям

 

надёжности

 

сети

 

или

 

экологической

 

безопас

-

ности

и

 

в

 

вашем

 

распоряжении

 

имеется

 

избы

-

ток

 

солнечной

ветровой

 

или

 

ещё

 

какой

-

либо

 

энергии

 

обязательного

 

использования

то

 

вам

 

придётся

 

платить

 

потребителю

который

 

будет

 

отбирать

 

избыток

 

ваших

 

мощностей

. BPA 

на

-

ходится

 

в

 

тяжёлом

 

положении

у

 

них

 

действи

-

тельно

 

нет

 

источника

 

дохода

из

 

которого

 

мож

-

но

 

заплатить

 

за

 

отбор

 

мощности

».

В

 

настоящее

 

время

 

эти

 

проблемы

 

боль

-

ше

 

волнуют

 

Западное

 

энергообъединение

 

(Western Interconnection), 

чем

 

всю

 

остальную

 

страну

но

 

всё

 

меняется

. «

До

 

сих

 

пор

 

самым

 

отрицательным

 

моментом

 

были

 

растущие

 

сложности

 

распределения

 

нагрузки

, — 

го

-

ворит

 

Нивад

 

Навид

 (Nivad Navid), 

инженер

-

консультант

 

компании

 

Центральный

 

независи

-

мый

 

оператор

 

по

 

передаче

 

электроэнергии

 (MISO). — 

Но

 

больше

 

всего

 

в

 

ситуации

 

растущего

 

объёма

 

ветровой

 

энергии

 

нас

 

волнует

 

потеря

 

гибкости

 

энергосистемы

С

 

учётом

 

того

что

 65% 

электростанций

 

компании

 MISO 

работают

 

на

 

угольном

 

топливе

самая

 

большая

 

пробле

-

ма

 

будет

 

заключаться

 

в

 

создании

 

регулируемых

 

мощ

-

ностей

 

с

 

возможностью

 

наращивания

 

для

 

компенсации

 

неустойчивости

 

ветровой

 

генерации

».

Когда

 

нагрузка

 

превышает

 

выработку

 

электроэнер

-

гии

частота

 

понижается

Когда

 

выработка

 

превышает

 

нагрузку

частота

 

повышается

Любое

 

из

 

этих

 

условий

 

может

 

привести

 

к

 

полному

 

отключению

 

системы

Про

-

блемой

 

для

 

регулируемых

 

источников

 

в

 

системе

 

со

 

зна

-

чительным

 

объёмом

 

ветровой

 

энергии

 

становится

 

обе

-

спечение

 

надёжной

 

полезной

 

нагрузки

 — 

потребность

 

системы

 

минус

 

ветрогенерация

, — 

случайная

 

перемен

-

ная

если

 

таковая

 

существует

Для

 

сглаживания

 

почти

 

мгновенных

 

изменений

 

в

 

нагрузке

для

 

её

 

быстрого

 

рас

-

пределения

 

требуется

 

быстродействующий

 

регулирую

-

щий

 

ресурс

 (

например

газотурбинные

 

установки

нако

-

пители

 

энергии

 

или

 

ПО

 

для

 

регулирования

 

мощности

). 

«

Если

 

вам

 

придётся

 

расширять

 

систему

исполь

-

зуя

 

традиционные

 

резервы

то

 

произойдёт

 

удорожание

 

производственных

 

расходов

тем

 

самым

 

сводя

 

на

 

нет

 

эффект

 

расширения

 

сети

 

возобновляемыми

 

источника

-

ми

», — 

говорит

 

Навид

.

Если

 

традиционные

 

резервы

 

не

 

являются

 

универ

-

сальным

 

решением

то

 

в

 

этом

 

случае

 

может

 

помочь

 

бо

-

лее

 

привлекательный

 

рынок

 

с

 

новыми

 

инновационными

 

технологиями

 

регулирования

Осознавая

 

такую

 

необ

-

ходимость

Федеральная

 

комиссия

 

по

 

регулированию

 

в

 

области

 

энергетики

 (FERC) 

своим

 

приказом

 755 (

от

 

20 

октября

 2011) 

установила

 

правила

 

компенсирования

 

уравновешивающих

 

мощностей

 

в

 

соответствии

 

со

 

ско

-

ростью

 

и

 

точностью

 

реагирования

 

на

 

сигналы

 

диспетче

-

ров

Это

 

был

 

чёткий

 

и

 

ясный

 

призыв

 

к

 

производителям

 

устройств

 

накопления

 

энергии

Накопители

 

энергии

 —

 

панацея

?

Раньше

 

цена

 

технологий

 

накопления

 

энергии

 

опре

-

делялась

 

главным

 

образом

 

разницей

 

между

 

пиковой

 

и

 

внепиковой

 

выработками

 

электроэнергии

 («

вилка

»). 

Однако

 

ветер

 

повысил

 

стоимость

 

услуг

 

регулирования

 

и

 

в

 

отрасли

 

намечается

 

появление

 

новых

 

правил

 

опла

-

ты

 

по

 

результатам

.

Размещённые

 

в

 

правильном

 

месте

 

и

 

правильно

 

рас

-

считанные

 

крупные

 

или

 

небольшие

 

накопители

 

энергии

 

обеспечивают

 

преимущества

выходящие

 

за

 

пределы

 

«

вилки

»: 

гарантированная

 

мощность

регулирование

 

мощности

горячий

 

резерв

регулирование

 

частоты

 

и

 

возможность

 

холодного

 

пуска

.

«

Сейчас

 

доля

 

возобнов

-

ляемых

 

источников

 

в

 

энер

-

госнабжении

 

невелика

тем

 

не

 

менее

 

процесс

 

интеграции

 

возобновляемой

 

генерации

 

идёт

 

довольно

 

неплохо

, — 

го

-

ворит

 

Дэн

 

Жирар

 (Dan Girard), 

директор

 

по

 

развитию

 

бизнеса

 

возобновляемых

 

источников

 

и

 

накопителей

 

энергии

 

компании

 

S&C Electric Co. — 

Однако

 

с

 

ро

-

стом

 

популярности

 

возобнов

-

ляемых

 

источников

 

и

 

их

 

воз

-

растающей

 

долей

 

в

 

структуре

 

энергетики

 

энергокомпаниям

 

придётся

 

всё

 

больше

 

контро

-

лировать

 

эти

 

природные

 

воз

-

обновляемые

 

источники

 

энер

-

гии

 

с

 

прерывистым

 

характером

 

генерирования

.


Page 6
background image

38

Сентябрь

октябрь

 2013

    

38

ВЕТРО

Энергетика

Газовые

 

турбины

 

и

 

другие

 

источники

 

быстрого

 

рас

-

пределения

 

нагрузки

 

будут

 

играть

 

роль

 

снижения

 

воз

-

действия

 

возобновляемых

 

источников

 

на

 

энергосистемы

а

 

накопители

 

энергии

 

будут

 

абсолютно

 

необходимы

 

для

 

управления

 

возобновляемыми

 

источниками

, — 

продол

-

жает

 

Жирар

. — 

Большая

 

часть

 

мощности

 

накопителей

 

будет

 

распределена

Например

вместо

 

того

 

чтобы

 

вбра

-

сывать

 

мощность

 

обратно

 

в

 

сеть

 

через

 

счётчик

электро

-

энергию

 

крышных

 

фотоэлектрических

 

установок

 

можно

 

аккумулировать

 

на

 

месте

 

для

 

использования

 

во

 

время

 

пиковых

 

нагрузок

 

или

 

для

 

вспомогательных

 

целей

». 

Аккумуляторные

 

батареи

 

большой

 

энергоёмкости

 

могут

 

обеспечить

 

как

 

снятие

 

пиковых

 

нагрузок

так

 

и

 

регулировку

 

частоты

 

системы

В

 

США

 

установлено

 

большое

 

количество

 

аккумуляторных

 

батарей

 

комму

-

нального

 

масштаба

Самые

 

крупные

 

из

 

них

 

две

одна

мощностью

 32 

МВт

  (

на

 

основе

 

литиево

-

ионных

 

акку

-

муляторов

), 

согласно

 

проекту

 

независимого

 

систем

-

ного

 

оператора

 

региона

 PJM 

расположена

 

в

 

г

. Laurel 

Mountain 

в

 

Восточной

 

Вирджинии

другая

мощностью

 

36 

МВт

  (

на

 

основе

 

свинцовых

 

аккумуляторов

 

усовер

-

шенствованного

 

типа

), 

расположена

 

согласно

 

проекту

 

Notrees Wind-power 

в

 

Техасе

они

 

находятся

 

под

 

управ

-

лением

 

Совета

 

по

 

надёжности

 

электроснабжения

 

шта

-

та

 

Техас

 (ERCOT). 

Совершенствование

 

накопительной

 

установки

 

происходит

 

в

 

основном

 

за

 

счёт

 

развития

 

электромобильной

 

промышленности

поэтому

 

экономи

-

ческие

 

и

 

производственные

 

проблемы

 

на

 

коммуналь

-

ном

 

уровне

 

не

 

проявились

.

Стоимость

 

мегаватта

 

электроэнергии

произве

-

дённой

 

на

 

гидроаккумулирующих

 

станциях

  (

ГАЭС

дешевле

они

 

обладают

 

энергоёмкостью

в

 

несколь

-

ко

 

раз

 

превышающей

 

энергоёмкость

 

аккумуляторных

 

накопителей

накапливают

 

энергию

 

в

 

период

 

низкой

 

нагрузки

 

и

 

обеспечивают

 

мощностью

 

энергосистему

 

в

 

период

 

высокого

 

потребления

Кроме

 

того

при

 

пре

-

вышении

 

изменения

 

скорости

 

нагрузки

 

в

 

несколько

 

мегаватт

 

в

 

минуту

 

гидроаккумулирующая

 

станция

 

в

 

состоянии

 

подменить

 

ветровую

 

станцию

 

при

 

рез

-

кой

 

смене

 

скорости

 

ветра

 

и

 

обеспечить

 

регулирова

-

ние

 

частоты

 

во

 

время

 

других

 

аварийных

 

ситуаций

В

 

США

 

насчитывается

 

около

 24 

лицензированных

 

ги

-

дроаккумулирующих

 

станций

 

общей

 

мощностью

 

око

-

ло

 16000 

МВт

а

 

также

 

крупнейшая

 

в

 

мире

 

мощностью

 

3000 

МВт

 

гидроаккумулирующая

 

станция

 Bath County 

в

 

штате

 

Вирджиния

Существующие

 

гидроак

-

кумулирующие

 

станции

 

были

 

размещены

 

рядом

 

с

 

сетями

 

с

 

целью

 

взаимодействия

 

с

 

основ

-

ными

 

угольными

 

и

 

атомными

 

станциями

Теперь

в

 

связи

 

с

 

ростом

 

прерывистой

 

генерации

Федеральная

 

комиссия

 

по

 

регу

-

лированию

 

в

 

области

 

энергети

-

ки

 (FERC) 

разработала

 

более

 

60 

методов

 

применения

 

новых

 

гидроаккумулирующих

 

агрега

-

тов

Одним

 

из

 

инновационных

 

примеров

 

может

 

послужить

 

про

-

ект

 Eagle Mountain 

в

 

Южной

 

Ка

-

ролине

 

мощностью

 1300 

МВт

в

 

котором

 

в

 

качестве

 

бассейнов

 

предлагается

 

использовать

 

две

 

заброшенные

 

шахты

 

вместе

 

с

 

ветровой

 

электростанцией

.

При

 

использовании

 

традиционных

 

бассейнов

 

на

 

строительство

 

гидроаккумулирующей

 

станции

 

требует

-

ся

 

около

 

десяти

 

лет

К

 

счастью

в

 

горной

 

местности

 

за

-

пада

 

США

 

есть

 

несколько

 

естественных

 

водных

 

путей

питьевая

 

вода

 

и

 

даже

 

установки

 

для

 

искусственного

 

приготовления

 

снега

где

 

имеет

 

смысл

 

спроектировать

 

гидроаккумулирующие

 

станции

 

небольшой

 

мощности

в

 

зависимости

 

от

 

получения

 

разрешения

Некоторые

 

из

 

таких

 

проектов

например

 Cabin Creek 

мощностью

 

320 

МВт

 

к

 

востоку

 

от

 

Денвера

уже

 

разработаны

В

 

дру

-

гих

 

местах

 

требуются

 

некоторые

 

доработки

 

или

 

расши

-

рения

 

существующих

 

бассейнов

 

и

 

установка

 

насосов

 

в

 

машинном

 

отделении

Для

 

строительства

 

накопителя

 

энергии

 

на

 

сжатом

 

воздухе

 (CAES) 

требуется

 

вдвое

 

меньше

 

времени

чем

 

для

 

крупной

 

ГАЭС

Но

 

для

 

него

 

необходим

 

подземный

 

соляной

 

купол

 

или

 

какая

-

либо

 

каверна

Допустимо

 

и

 

строительство

 

наземных

 

накопителей

 

небольшой

 

мощ

-

ности

Низкие

 

цены

 

на

 

природный

 

газ

 

возродили

 

инте

-

рес

 

к

 CAES, 

потому

 

что

 

во

 

время

 

термодинамическо

-

го

 

цикла

 

в

 CAES 

сжигается

 

природный

 

газ

 

с

 

выходом

 

воздуха

 

в

 

газовую

 

турбину

Компания

 PowerSouth 

экс

-

плуатирует

 

газоиспользующий

 

накопитель

 

энергии

 

на

 

сжатом

 

воздухе

 

мощностью

 110 

МВт

 

в

 

г

. McIntosh, 

Ала

-

бама

с

 1991 

года

.

Рост

 

объёма

 

передаваемой

 

энергии

Распространение

 

ветровой

 

генерации

 

потребует

 

строительства

 

новых

 

линий

 

передачи

зачастую

 

линий

 

большой

 

протяжённости

По

 

расчётам

 

компании

 North 

American Electric Reliability Corp., 

около

 25% 

новых

 

ли

-

ний

 

передачи

 

так

 

или

 

иначе

 

связано

 

с

 

интеграцией

 

воз

-

обновляемых

 

источников

.

До

 

недавнего

 

момента

 

большинство

 

проектов

 

по

 

передаче

 

энергии

полученной

 

с

 

помощью

 

ветра

на

-

пример

 

таких

как

 

проект

 

высоковольтной

 

передачи

 

постоянного

 

тока

 TransWest Express 

в

 

Техасе

 

стоимо

-

стью

 3 

млрд

 

долларов

 

и

 

протяжённостью

 1127 

км

были

 

связаны

 

с

 

передачей

 

энергии

 

из

 

удалённых

 

районов

 

с

 

высоким

 

ветровым

 

потенциалом

 

в

 

центры

 

потребления

Теперь

вследствие

 

растущей

 

необходимости

 

в

 

распре

-

делённом

лишённом

 

перегрузок

сбалансированном

 

энергоснабжении

 

и

 

потреблении

 

в

 

каждом

 

из

 

объеди

-

нённых

 

общими

 

сетями

 

регионов

в

 

новые

 

проекты

 

по

 

передаче

 

энергии

 

в

 2013 

году

 

планируется

 

вложить

 

око

-

Тепло

и

 

гидроаккумулирующие

 

агрегаты

 

и

 

обменная

 

мощность

 

при

 

использовании

 

обязательных

 

ресурсов

 

ветрогенерации

 

Бонневильского

 

управления

 

энергетики

 (BPA). 

С

 

разрешения

 BPA.


Page 7
background image

39

 

Сентябрь

октябрь

 2013

39

ВЕТРО

Энергетика

ло

 15,1 

млрд

 

долларов

что

 

на

 36% 

больше

чем

 

2011 

году

.

А

 

что

 

об

 

увеличении

 

до

 

максимума

 

эксплуата

-

ционных

 

параметров

 

существующих

 

линий

 

пере

-

дачи

?

«

Иногда

 

я

 

задавался

 

вопросом

почему

 

многие

 

компании

 — 

владельцы

 

систем

 

передачи

 

элек

-

троэнергии

 — 

не

 

такие

 

дальновидные

чтобы

 

пол

-

ностью

 

раскрыть

 

возможности

 

своих

 

передающих

 

мощностей

 

путём

 

довольно

 

простых

 

усовершен

-