Розвиток мережі 110 кВ АТ «Хмельницькобленерго». Аналіз режимів роботи мережі після приєднання біопаливної електростанції 50 МВт
Автор: Вовк Микола Миколайович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електричні системи і мережі
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Біоенергетика — галузь енергетики, заснована на використанні біопалива, яке виробляється з біомаси. Біомаса - біологічно відновлювальна речовина органічного походження, що зазнає біологічного розкладу (відходи сільського господарства (рослинництва і тваринництва), лісового господарства та технологічно пов’язаних з ним галузей промисловості, а також органічна частина промислових та побутових відходів. Для України біоенергетика є одним із стратегічних напрямків розвитку сектору відновлюваних джерел енергії, враховуючи високу залежність країни від імпортних енергоносіїв, в першу чергу, природного газу, і великий потенціал біомаси, доступної для виробництва енергії. На жаль, темпи розвитку біоенергетики в Україні досі істотно відстають від європейських. На сьогоднішній день частка біомаси у валовому кінцевому енергоспоживанні становить 1,78%. Щорічно в Україні для виробництва енергії використовується близько 2 млн. т у.п./рік біомаси різних видів. На деревину припадає найвищий відсоток використання економічно доцільного потенціалу – 80%, тоді як для інших видів біомаси (за винятком лушпиння соняшника) цей показник на порядок нижче. Найменш активно (на рівні 1%) реалізується енергетичний потенціал соломи зернових культур та ріпаку. В Україні щорічно збирається понад 50 млн. т зернових культур. У значних обсягах солома і рослинні відходи, як побічні продукти сільськогосподарського рослинництва. Річний технічно-досяжний енергетичний потенціал твердої біомаси в Україні є еквівалентним 18 млн. т н.е., а його використання дає змогу щорічно заощаджувати близько 22 млрд. м. куб. природного газу.. За різними оцінками, на кожну тонну зерна можна отримати 1,5-2,0 т соломи або рослинних залишків. 50-60% соломи пшениці, ячменю, жита використовується для утримання худоби та удобрення ґрунтів, а стебла кукурудзи та соняшнику залишаються на полях після збирання врожаю. Таким чином, в Україні є достатній енергетичний потенціал соломи і рослинних відходів.[1,2] Темпи розвитку біоенергетики у свою чергу істотно залежать від можливостей розвитку електричних мереж. З точки зору надійної експлуатації електромереж є значний відсоток електрообладнання, що відпрацювало свій експлуатаційний ресурс та має ізоляційні конструкції із погіршеними діелектричними характеристиками.[3]. Електрична мережа повинна бути досить універсальною і легко адаптуватись до деякої варіації вихідних умов з можливістю її подальшого розвитку. Звідси випливають основні вимоги до електричних мереж, а отже й до їх проектування: - максимальна економічна ефективність; - забезпечення показників якості електроенергії відповідно до чинних стандартів; - надійність системи відповідно до категорії електроприймачів за надійністю електропостачання; - простота та наочність схем, що забезпечує підвищення надійності експлуатації; - гнучкість електропостачальної системи; - придатність до розширення або реконструкції.[4] Для забезпечення цих всіх умов потрібно проводити детальний аналіз конкретної мережі та розробляти різні варіанти розвитку. Магістерська кваліфікаційна робота присвячена розвитку електричної мережі 110 кВ АТ «Хмельницькобленерго». Аналіз усталених експлуатаційних режимів електричної мережі, розрахованих у програмному комплексі ДАКАР[5], дозволяє зробити висновки щодо спроможності розвитку даної мережі, а саме приєднання біопаливної електростанції потужністю. 50 МВт. Об’єкт дослідження – Електрична мережа 110 кВ AT «Хмельницькобленерго». Предмет дослідження – характерні післяаварійні режими підстанцій електричних мереж, їх аналіз та способи підвищення ефективності передачі потужності споживачам. Мета дослідження – запропонувати варіанти схеми приєднання біопаливної електростанції з урахуванням подальшого розвитку електричної мережі. Визначити енергоефективність електричної мережі після приєднання біопаливної електростанції «Понора», проаналізувавши усталені експлуатаційні режими роботи цієї мережі. Виконаний аналіз усталених експлуатаційних режимів електричної мережі 110 кВ АТ «Хмельницькобленерго» дозволяє стверджувати, що після приєднання біопаливної електростанції «Понора» надійність електричної мережі значно збільшилася. Це підтверджується тим, що стали допустимими такі післяаварійні режими як відключення ЛВ 110 кВ на ПС „Шепетівка” в бік ПС “Мокіївці” або відключення ЛВ 110 кВ ПС „Хмельницька” в бік ПС “Западинці”, відключення ЛВ 110 кВ на ПС „Шепетівка” в бік ПС “Мокіївці”. за максимального навантаження. До приєднання біопаливної електростанції ці режими були недопустимими: напруги на вторинній стороні трансформаторів становили нижче 1,05 від номінальної напруги. Відповідно до вибраного варіанту схеми приєднання біопаливної електростанції забезпечений подальший розвиток електричної мережі, а саме можливість приєднання ще однієї генераторної вітки зі схожими параметрами. Ключові слова: біоенергетика, біомаса, біопаливна електростанція, усталений режим, післяаварійний режим, коротке замикання, електрична мережа. Перелік використаної літературних джерел. 1. Альтернативна енергетика [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://saee.gov.ua/uk/ae/bioenergy. 2. Біоенергетика [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%96%D0%BE%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0 3. Журахивский А.В., Бахор З. М., Яцейко А.Я., Гапанович В.Г. Формирование стратегии повышения эффективности работы распределительных электрических сетей на предпроектной стадии // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2019. – Том 62, № 2 (2019). – С. 155–167. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-2-155-167 4. Сегеда М.С. Електричні мережі та системи: Підручник. 3-є видання перероблене та доповнене. – Львів: Вид-во Національного ун-ту "Львівська політехніка", 2015. – 540 с. 5. Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни "Комп’ютерний аналіз режимів електричних мереж", до курсового та дипломного проектування для студентів електроенергетичних спеціальностей /Уклад. Коновал В.С. - Львів: НУЛП, 2011. - 24 с.