Анализ возможных энергосберегающих мероприятий на примере Южно-Сахалинской ТЭЦ

В статье автор исследует энергосберегающие мероприятия на примере Южно-Сахалинской ТЭЦ.

Ключевые слова: потери, потребление, электроэнергия, электроснабжение.

Понятие технологических потерь электрической энергии представляет собой важный аспект в электроэнергетике. Они объединяют в себе потери, которые происходят в различных этапах производства, передачи и потребления электроэнергии.

Рассмотрим структуру технологических потерь электрической энергии (рисунок 1).

Рис. 1. Структура технологических потерь электрической энергии [1]

Изучение структуры и методов расчета технологических потерь позволяет эффективно управлять потерями и снижать их в системе электроснабжения. Это важно для обеспечения надежности и эффективности работы электроэнергетических систем.

Технические потери в системе электроснабжения часто связаны с различными видами электрооборудования. Главным источником технических потерь являются силовые трансформаторы. Они могут иметь как нагрузочные потери, которые зависят от активной мощности нагрузки, так и потери, которые не зависят от нагрузки и обусловлены физическими процессами в трансформаторе.

Рисунок 2 представляет распределение потерь по видам электрооборудования в электрических сетях России с делением на нагрузочные и ненагрузочные потери. Этот вид статистики позволяет оценить, какие части оборудования оказывают наибольшее влияние на технические потери в электроснабжении.

Рис. 2. Распределение потерь электрической энергии по видам электрооборудования [2]

В России, в рамках Государственной программы, целевым показателем снижения потерь в электрических сетях является доля потерь в электрических сетях, которая должна снизиться до 8–9 % к 2030 году. Для достижения этой цели обычно применяются различные мероприятия, которые можно разделить на несколько групп:

1. Организационные мероприятия: включают в себя улучшение управления и мониторинга системы электроснабжения. Это может включать оптимизацию расписания работы оборудования, управление нагрузками и другие организационные изменения.
2. Технические мероприятия: это меры, связанные с реконструкцией, модернизацией и установкой нового оборудования. Включает в себя замену старого и менее эффективного оборудования на более современное и энергосберегающее. Также это может включать в себя улучшение системы изоляции и уменьшение потерь в проводах.
3. Мероприятия по улучшению системы учета электроэнергии: включают в себя совершенствование средств и систем учета электроэнергии. Это важно для более точного измерения и мониторинга потерь.

Другое разделение мероприятий можно провести по затратам:

– Беззатратные мероприятия: это изменения в организации и процессах, которые не требуют значительных капитальных вложений. Это может включать в себя оптимизацию режимов работы без замены оборудования.

– Затратные мероприятия: они могут быть малозатратными, среднезатратными или крупнозатратными и включать в себя реконструкцию, модернизацию и замену оборудования.

Мероприятия также могут быть разделены на классы задач [3]:

– Оптимальное управление режимами работы оборудования электростанций.

– Реконструкция, модернизация и проектирование нового оборудования.

– Совершенствование средств и систем учета и профилактика хищений электрической энергии.

Мероприятия, направленные на улучшение режимов работы электростанций и снижение потерь электрической энергии, могут быть кратко описаны следующим образом:

1. Оптимальное управление по напряжению и реактивной мощности в сети электростанций 110 кВ и выше.
2. Оптимальное управление по месту размыкания сетей электростанций с двусторонним питанием 6–110 кВ.
3. Проведение переключений в схеме сети электростанции.
4. Осуществление регулирования напряжения в центрах питания сетей электростанций 6–110 кВ.
5. Ввод в работу неиспользуемых средств автоматического регулирования напряжения (АРН) на трансформаторах электростанций с РПН.
6. Отключение в режимах малых нагрузок одного из трансформаторов на электростанциях с двумя и более трансформаторами.
7. Отключение трансформаторов на подстанциях с сезонной нагрузкой.
8. Выравнивание нагрузок фаз в сетях электростанций 0,4 кВ.
9. Стимулирование потребителей электроэнергии к выравниванию графиков нагрузки.
10. Снижение расхода электроэнергии на собственные нужды электростанций.

Эти действия и изменения помогают оптимизировать работу электростанций и снизить потери электрической энергии.

Мероприятия, связанные с реконструкцией электростанций, включают в себя различные действия, которые помогают улучшить работу электростанций и снизить потери электрической энергии. Наименования этих мероприятий и их определяющие факторы можно описать следующим образом:

1. Установка и ввод в работу устройств компенсации реактивной мощности в электрических сетях электростанций.
2. Замена проводов на перегруженных линиях электростанций.
3. Замена ответвлений от воздушных линий электростанций 0,38 кВ к зданиям.
4. Замена перегруженных, установка и ввод в эксплуатацию дополнительных силовых трансформаторов на действующих электростанциях.
5. Замена недогруженных силовых трансформаторов электростанций.
6. Перевод электростанций на более высокое номинальное напряжение.
7. Разукрупнение распределительных линий 0,4–35 кВ электростанций.

Мероприятия по модернизации электростанций, сопровождающиеся снижением потерь электрической энергии, включают следующие действия и технологии:

1. Замена устаревшего и неэкономичного оборудования.
2. Внедрение новых технологий и оборудования в распределительных электрических сетях электростанций (АСДТУ/АИИС КУЭ).
3. Внедрение новых технологий и оборудования в передающих электрических сетях электростанций: Включает использование управляемых (гибких) линий электропередачи переменного тока с устройствами FACTS (Flexible AC Transmission Systems), такими как УШР (Unified Series Compensation), СТК (Static Synchronous Compensator), СТАТКОМ (Static Synchronous Compensator for Compensation), ФПУ (Flexible Power Electronics Unit), и УУПК (Unified Unified Power Flow Controller), а также вставок постоянного тока и цифровых подстанций.
4. Улучшение качества электрической энергии электростанций.
5. Повышение уровня эксплуатации объектов электростанций.

Мероприятия по совершенствованию систем расчетного и технического учета электрической энергии на электростанциях включают в себя следующие действия:

1. Организация равномерного снятия показаний электросчетчиков в строго установленные сроки для различных групп потребителей, чтобы обеспечить регулярное и точное считывание потребления электроэнергии.
2. Установка автоматизированных систем коммерческого и технического учета электроэнергии (АИИС КУЭ), что позволяет автоматически собирать, обрабатывать и анализировать данные о потреблении электроэнергии.
3. Выделение цепей учета электрической энергии на отдельные обмотки трансформаторов тока, чтобы точнее измерять потребление энергии.
4. Устранение недогрузки и перегрузки цепей тока и напряжения для более равномерного и эффективного использования электрооборудования.
5. Установка электросчетчиков повышенных классов точности, чтобы улучшить точность измерения потребления электроэнергии.
6. Установка дополнительной аппаратуры, такой как трансформаторы тока, трансформаторы напряжения и дополнительные электросчетчики, чтобы расширить возможности учета электроэнергии.
7. Проведение проверок и обеспечение своевременности и правильности снятия показаний электросчетчиков, что помогает предотвратить ошибки в учете электроэнергии.
8. Установка комплексов учета на границах сетевой организации с другими сетевыми организациями и потребителями, чтобы точно определить объемы передачи и потребления электроэнергии.
9. Составление и анализ балансов электроэнергии по подстанциям и электрическим станциям для более эффективного управления потреблением и передачей энергии.
10. Компенсация индуктивной нагрузки трансформаторов напряжения, что помогает улучшить эффективность системы.
11. Установка на подстанциях с дежурным персоналом сигнализации о выходе из строя высоковольтных предохранителей трансформаторов напряжения и другого оборудования для быстрого реагирования на аварийные ситуации.

Литература:

1. Середкин, А. А. Разработка энергосберегающих мероприятий для комплекса «ТЭЦ-потребитель»: Специальность 05.14.14 «Тепловые электрические станции» / Середкин, Александр Алексеевич Улан- Удэ, 2003. — 131 с.
2. Задачи обследования компенсации реактивной мощности на предприятии. Готман В. И., Маркман Г.З, кандидаты техн. наук, Маркман П. Г., инженер. Томский политехнический университет. Режим доступа — www.es.tomsk.ru/files/File/articles/kompensaciya.doc
3. Попов, Ю. П. Управление компенсацией реактивной мощности в узлах промышленной нагрузки / Ю. П. Попов, Ю. А. Дмитриев, О. И. Кирилина//Электрика. -2006.-№ 12.-С. 15–20.