Сумісна робота сонячних електричних станцій, малих гідроелектростанцій та біогазових установок в системі



Сторінка7/15
Дата конвертації12.03.2016
Розмір1.11 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   15

1.5Загальна характеристика біогазових установок


Біогазова установка призначена для виробництва біогазу з органічних відходів сільськогосподарського виробництва шляхом бродіння для забезпечення селянських господарств газом на побутові потреби та високоякісним органічним добривом.

Біогазова установка являє собою бакову конструкцію для створення ряду обладнання по виробництві біогазу [16].

Ці пристрої складаються з наступних основних елементів — реактор, бункер завантаження органіки, відведення біогазу, бункер вивантаження ферментированої органіки.

За типом конструкції біогазові установки бувають наступних типів:

без обігріву і без перемішування сировини в реакторі;

без обігріву, але з перемішуванням органічної маси;

з обігрівом і перемішуванням;

з обігрівом, з перемішуванням і з приладами, що дозволяють контролювати і управляти процесом ферментації.



Біогазова установка першого типу підходить для невеликого господарства і розрахована на внутрішній обсяг біореактора 3-10 м3, мінімальна комплектація, отриманий біогаз не зберігається — відразу надходить до споживача.

Встановлення цього пристрою також не вимагає великих фінансових затрат. Для підвищення ефективності роботи біогазової установки змонтовано пристрій ручного перемішування сировини.

Для більш інтенсивного і стабільного процесу зброджування встановлена система підігріву реактора. Реактор біогазової установки підігрівається за допомогою водонагріваючого котла, який працює на біогазі, що виробляється. Решта біогазу використовується безпосередньо в газових приладах.

Проста установка з ручним завантаженням сировини в реактор забезпечена автоматичним відкачуючим пристроєм вироблюваного біогазу і газгольдером для його зберігання. Перемішування сировини в реакторі виробляється біогазом. Така біогазова установка може працювати у всіх температурних режимах бродіння.



Як сировину для переробки на біогаз можна використовувати органічні відходи діяльності тваринницьких ферм і переробних підприємств, а також спеціально вирощену зелену масу сільськогосподарських рослин.

1.6Висновки до розділу 1


В даному розділі охарактеризовано розосереджені джерела енергії, їх будову та властивості. Описано запровадження ВДЕ в країнах світу. Подано загальну характеристику сонячних електричних станцій, малих гідроелектростанцій та біогазових установок.

2РОзділ 2
Моделювання режимів роботи відновлювальних джерел електроенергії у розподільних електричних мережах


Для моделювання оптимальних режимів роботи груп РДЕ, об’єднаних функціональними зв’язками (сумісною роботою в електричній системі – для різнотипних РДЕ, у електричній та водогосподарській системах – для гідростанцій, тощо) можна знайти цілу низку методів та підходів, що знайшли широке застосування у традиційній електроенергетиці [17-20]. Переважна більшість з них призначена для знаходження чисельних розв’язків оптимізаційних задач, що відповідають заданій сукупності вхідних даних (поточному вектору стану системи), чого є достатньо з практичних цілей. Однак більш перспективним є підхід, що полягає у отриманні аналітичних розв’язків оптимізаційних задач з їх наступним узагальненням на множину характерних станів досліджуваної динамічної системи. Саме такий підхід має переваги з огляду на кінцеву мету даного дослідження – автоматизацію керування функціонуванням динамічної системи, що складається з сукупності РДЕ в електричній та водогосподарській системах.

У даному розділі розглядаються питання оптимізації функціонування РДЕ, на прикладі малих ГЕС у комплексі з сонячними електростанціями, в електричних мережах та формування напрямків та підходів щодо підвищення рівня автоматизації виробництва енергії такими станціями.


2.1 Задачі оптимального керування режимами РДЕ у розподільних електричних мережах


Розглядаючи розосереджені джерела електроенергії, як об’єкт керування, їх можна поділити за ступенем впливу випадкових процесів природного середовища на [21]:

– відновлювані джерела з умовно-керованим генеруванням – використовують відновлювані ресурси, але процес генерування суттєво змінний у часі, оскільки визначається стохастичними впливами навколишнього середовища (вітрові електростанції (ВЕС), сонячні електростанції (СЕС));

– відновлювані джерела з керованим генеруванням – використовують відновлювані ресурси, а процес генерування може бути стабілізований протягом певних періодів часу, співмірних з тривалістю доби, за рахунок керувальних впливів не пов’язаних зі значними (більше 30%) втратами первинного енергоносія (малі гідроелектростанції (МГЕС), геотермальні, біогазові установки тощо). Керованість таких РДЕ зумовлена можливістю акумулювання та керованого використання первинного енергоносія;

– не відновлювані джерела з керованим генеруванням – використовують традиційне або суміжне паливо, але забезпечують керованість процесу генерування (когенераційні установки (КГУ), парогазові та газотурбінні установки (ПГУ, ГТУ) та ін.).

На даний час, виходячи з ситуації в Україні щодо традиційних видів палива, найбільший інтерес з боку відповідних державних структур та фахівців енергетичної галузі проявляється до розвитку відновлюваних джерел електроенергії. Це підтверджується рядом вдосконалень законодавчої бази, урядовими програмами на підтримку відновлюваної енергетики, співробітництвом у даному напрямку з міжнародними організаціями та ін. Виходячи з цього, у роботі розглядаються питання оптимізації функціонування відновлюваних РДЕ у розподільних електричних мережах.

Для формування умов оптимальності функціонування РДЕ проаналізовано оптимізаційні задачі, притаманні експлуатації відновлюваних джерел електроенергії в розподільних ЕМ. На підставі аналізу перелік задач оптимізації функціонування локальних електричних систем (ЛЕС) з РДЕ було адаптовано до вимог їх роботи в електроенергетичній системі України.

1. Для оптимізації функціонування РДЕ у нормальних режимах електричних систем особливо актуальними виявляються питання організації планування і оперативного керування режимами роботи таких станцій з метою отримання максимального прибутку від їх експлуатації. Отже найбільш актуальною на даний час, враховуючи специфіку забезпечення рентабельності РДЕ [16, 28, 30, 70], є задача оптимізації добових режимів (на інтервалі часу [t0; tk]) керованих джерел енергії Pі(t), і = 1,2…n (наприклад МГЕС) з урахуванням режимів умовно-керованих джерел для забезпечення максимальних надходжень від реалізації їх електроенергії за умов багатоступеневого тарифу енергоринку ц(t) та технічних обмежень з боку окремих РДЕ [22]:

(2.)

2. У випадку керування розосередженими джерелами електроенергії у станах, пов’язаних з локалізацією нештатних ситуацій у електричній системі, доцільно переходити до розв’язання задачі оптимізація режиму РДЕ з метою зменшення залежності локальної електричної системи з сукупним навантаженням Рнав(t) від централізованого енергопостачання, тобто мінімізації навантаження локальної системи на основний центр живлення [22, 23]:



(2.)

з урахуванням балансового обмеження:

3. Для забезпечення стійкості локальної електричної системи у періоди максимального (мінімального) споживання, або обмеженої пропускної здатності централізованої системи електропостачання, коли варіювання параметрів локального генерування може призводити до порушення обмежень на параметри режиму ЕС, актуальною є оптимізація режимів РДЕ з метою мінімізації відхилень від заданого централізовано графіка сукупного генерування РРДЕ(t) за заданих обмежень на первинні енергоресурси та характеристик РДЕ [22, 23]:

(2.)

При цьому має враховуватися прогнозна інформація щодо метеопараметрів, яка надається відповідною підсистемою АСК [21] й дозволяє достатньо адекватно відтворювати стани умовно-керованих РДЕ на період до чотирьох діб. За рахунок цього умовно-керовані та нестабільні джерела енергії типу ВЕС та СЕС в цільових функціях та обмеженнях задач оптимального керування можна представити математичним сподіванням часових залежностей генерування MВЕУ{Р(t)}, MСЕС{Р(t)}, t  [t0; tk].


1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   15


База даних захищена авторським правом ©refs.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка