Проектирование системы электроснабжения района с интеграцией объектов водородной энергетики.(Design of the district power supply system with the integration of hydrogen energy facilities)

23 Apr 2021, 11:20
15m
1226 (Lomonosov st. 9)

1226

Lomonosov st. 9

oral Environmentally-Friendly Energy Conversion and Supply Enviromentally-Frendly Energy Conversion and Supply

Speaker

Mr Sergei Golobokov (PSU)

Description

Designing the district's electricity supply system
with the integration of hydrogen energy facilities.
Ageev V.A., Ph.D., Associate Professor, Lebedyantsev A.A.,
Golobokov S.V., Ph.D., Associate Professor, Trifonov G.K.
Penzа State University, Mordov State University, N.P.Ogareva

Annotation. The work addresses the design of district distribution networks and the practical use of wind and solar power plants for the electricity supply of the district.
Keywords: Wind power plant, solar power plant, renewable energy, distribution network, load.

Концепция «зеленой энергетики» ставит своей целью восстановление безопасной среды обитания человека, разрушенной последствиями промышленных революций. Важнейшее направление - снижение доли электроэнергии, вырабатываемой тепловыми станциями, и значительное уменьшение загрязнений окружающей среды. Первыми это направление начали интенсивно внедрять промышленно развитые страны Евросоюза, поскольку они являются основными потребителями органического топлива, имеют ограниченные территории с очень высокой плотностью населения.
Мощности тепловых электростанций заменяют генерацией на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в первую очередь ветровых (ВЭС) и солнечных (СЭС) электростанций. Однако внедрение экологически чистых объектов генерации в существующие распределительные электрические сети связано с рядом технологических особенностей и требует кардинального пересмотра принципов проектирования систем электро-снабжения районов.
Мощность генерации ВЭС и СЭС зависит от погодных условий, носит сезонный характер и меняется в течение суток. Значительную долю времени ВЭС и СЭС работают в режиме средних и малых нагрузок. Максимальная или пиковая мощность наблюдается не более 20 %; от общего времени. Поэтому для покрытия нагрузок района и генерации заданной мощности приходится закладывать избыточную установленную мощность ВЭС и СЭС.
Обеспечить надежное электроснабжение района только генерацией ВЭС и СЭС невозможно, необходимы электростанции с управляемой мощностью генерации. Для снабжения потребителей тепловой энергией в районе должно быть несколько тепловых станций.
Внедрение электролизных станций в систему электроснабжения районов с генерацией электрической энергии на основе ВИЭ позволит успешно решить основные проблемы. Электролизная станция работает в автоматическом режиме и может потреблять всю избыточную мощность.
Режимы работы станции могут меняться очень быстро, станция выполняет роль балансирующей нагрузки. Объемы выработки водорода в течение суток значения не имеют, поскольку готовый продукт хранится в баллонах и накапливается на складе. Наконец станции можно максимально приблизить к местам генерации, исключив потери на транзит излишней мощности в магистральных и региональных ЛЭП.
При неблагоприятных погодных условиях накопленные запасы водорода можно использовать в местной ТЭС в качестве топлива. Тем самым снижается объем транзита по магистральным ЛЭП и зависимость от колебания цен на оптовых рынках электроэнергии. Водород к местам потребления легко доставляется автотранспортом, в пределах одного региона затраты на транспортировку и хранение весьма незначительны.
Мировая тенденция реализации принципов «Зеленой» энергетики в нашей стране проявится гораздо позднее, чем в Европе. У нас имеется некоторый запас по времени, который надо рационально использовать и подготовиться к трансформации энергетики. В отдаленной перспективе альтернативы генерации на основе ВИЭ не существует. Это надо четко понимать, быть готовым и плавно перейти на новую технологическую платформу получения и использования электрической энергии.

Publication Журнал «Известия ТПУ. Инжиниринг георесурсов»
Position of speaker student
Affiliation of speaker PSU

Primary authors

Presentation Materials