Повышение эффективности использования ВИЭ при комплексном использовании Елистратов В. В. Д.т.н., профессор, Заслуженный энергетик РФ Санкт-Петербургский. - презентация

1 Повышение эффективности использования ВИЭ при комплексном использовании Елистратов В. В. Д.т.н., профессор, Заслуженный энергетик РФ Санкт-Петербургский государственный политехнический университет г. г. Москва Семинар по проблемам использования ветровой энергии

2 работа в энергосистеме параллельно с сетью в режиме максимума выработки; недоиспользование энергии возобновляемых источников путем диссипации лишней энергии; подстраивание процесса потребления под процесс производства. накопление излишков энергии в периоды максимума прихода ВИЭ и отдача в периоды минимумов, т.е. аккумулирование; комбинированное использование нескольких установок возобновляемой энергии, обеспечивающих требуемый режим потребления; РЕЖИМЫ РАБОТЫ УСТАНОВОК НА ВИЭ ДЛЯ СОГЛАСОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ

3 Утилизация источника энергии низкой плотности и концентрации и, как следствие, высокой удельной материалоемкостью и стоимостью; постоянное согласование процесса производства и потребления энергии возобновляемых источников, необходимость дублирования из-за случайного характера прихода энергии ПРОБЛЕМЫ СИСТЕМ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ НА БАЗЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ (ВИЭ)

4 Солнечно обусловленные расходы реки Дон составляют 93% от действительно произошедших. Для атмосферной циркуляции соответствие таких переломов составляет 95.5% от ожидаемых. отн.ед.

5 Данные многолетних измерений модель определения ветровых параметров Данные о рельефе и подстилающей поверхности Данные краткосрочных наблюдений от близлежащих метеостанций Статистическая и гидродинамическая модели параметров ветра Банк рабочих характеристик ВЭУ Расчет энергетических показателей ВЭУ При многолетних рядах наблюдений (3 года и более) Модель преобразования ветровой энергии. Алгоритм расчёта характеристик ветрового потока для разной полноты исходной информации По осредненным характеристикам

6

7 Модель прихода и преобразования гидроэнергии Модель речного стока как вероятностного процесса и определения гидрологических характеристик стока для долгосрочных режимов построена на основе функции трехпараметрического гамма- распределения (распределения Крицкого-Менкеля) Модель преобразования гидроэнергии в створе ГЭС с водохранилищем построена на расчетах водно-энергетического баланса на водосборе по рядам наблюдения за стоком и энергетических характеристик гидроагрегатов ГЭС

8 Схема оптимизации параметров энергокомплексов c ВИЭ Анализ графиков нагрузки и ресурсов ВИЭ в заданном месте Определение структуры и состава ЭК Замещение графика нагрузки и оптимизация ЭК по Э ВИЭ макс. Оптимизация параметров установок на ВИЭ, З ЭК, Ц Э ВИЭ З ЭК мин Состав и параметры ЭК и установок I уровень II уровень III уровень IV уровень Поиск глобального экстремума Поиск локального экстремума Ц Э ВИЭ

9 Энергокомплекс ГЭС-ВЭС

10 Управление режимами энергокомплекса ГЭС-ВЭС

11 СХЕМА КОММУТАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОКОМПЛЕКСОМ ГЭС-ВЭС

12 ГЭС ВЭС К ГЭС К ВЭС Э ГЭС Э ВЭС Д ГЭС =Э ГЭС · с ГЭС Д ВЭС =Э ВЭС · с ВЭС Энергокомплекс ГЭС ВЭС К ГЭС К ВЭС Э ГЭС Э ВЭС Д ЭК =(Э ГЭС +Э ВЭС ) · с ГЭС К ГЭС >К ГЭС Э ГЭСЭ ГЭС Д ГЭС К ГЭС >К ГЭС Э ГЭСЭ ГЭС Д ГЭС К ВЭС const Э ВЭСЭ ВЭС Д ВЭС >Д ВЭС К ВЭС const Э ВЭСЭ ВЭС Д ВЭС >Д ВЭС Д ЭК >Д ГЭС +Д ВЭС ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ГЭС И ВЭС И ЭНЕРГОКОМПЛЕКСА ГЭС-ВЭС А) Б)

13 Управляющая компания Потребитель Ц опт Ц рын Энергокомплекс Потребитель Ц дог Ц рын ГЭС ВЭС Ц рын СХЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ЦЕНЫ ЭНЕРГИИ ОТ ВЭС а) б) ВЭС

14 Пример оценки эффективности (укрупненный) при создании энергокомплекса В стратегии развития энергетики Карелии на период до 2015 года планируется Морская ГЭС мощностью 33 МВт и Кемская ВЭС мощностью 5МВт. Планируемая средняя годовая выработка Морской ГЭС составит 146 ГВт ч, Кемской ВЭС – 10 ГВт ч. При работе этих электростанций на сетевую компанию доход (Д) от продажи вырабатываемой электроэнергии (Э) отдельно Кемской ВЭС и Морской ГЭС можно оценить по формуле : Д = Э ГЭС Ц (Э ГЭС ) )+ Э ВЭС Ц (Э ВЭС ) В расчетах принята отпускная цена на электроэнергию, вырабатываемую на ГЭС 0.05$/кВт ч. Для электроэнергии, вырабатываемой на ВЭС, эта цена будет ниже, принята оценка в 0.04 $/кВт ч. С учетом выше сказанного эффект от продажи электроэнергии при раздельной выработке электроэнергии на ВЭС и ГЭС составит: кВт-ч 0.05$/кВт ч кВт ч 0.04$/кВт ч = $/год. При работе энергокомлекса ВЭС-ГЭС оценка дохода от продажи Э составит: Д ЭК = (Э ГЭС + Э ВЭС ) Ц (Э ГЭС ), ( кВт ч кВт ч) 0.05$/кВт ч = $/год. Таким образом, эффект от создания энергокомплекса состоит в увеличении суммарного дохода в объеме около $/год, что обосновано более высокими эксплутационными характеристиками энергокомплекса ВЭС-ГЭС по сравнению с раздельным производством электроэнергии ГЭС и ВЭС.

15 Влияние тарифов электроэнергии на срок окупаемости ВЭУ