Дослідження впливу СЕС на електропостачальну систему підприємства та мережу оператора системи розподілу
Автор: Дудій Ростислав Віталійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системи відновлюваної енергетики та електромобільність
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Система електропостачання — це сукупність засобів і технологій, що забезпечують подачу електроенергії до споживачів. Вона включає електростанції, мережі передачі енергії та розподільчі системи. Генерувальні станції можуть використовувати різні джерела енергії, такі як вугілля, газ, ядерне паливо, сонячна та вітрова енергія. Електроенергія, вироблена на станціях, передається через високовольтні лінії електропередачі до підстанцій, де її напруга знижується для подальшого розподілу до кінцевих споживачів. Основні принципи проєктування систем електропостачання: Система повинна бути розроблена з урахуванням географічних умов, розташування споживачів, прогнозованого навантаження та потенційних аварійних ситуацій. Надійність забезпечується резервуванням основних елементів системи, використанням автоматизованих засобів контролю та управління. При проєктуванні слід орієнтуватися на максимальну енергоефективність. Це включає оптимізацію роботи джерел живлення, мінімізацію втрат у мережах, аналіз стану трансформаторів та планування оптимальних шляхів передачі енергії з урахуванням навантаження і відстані до споживачів. Система повинна мати можливість адаптуватися до змін у структурі споживання, підключення нових об’єктів та використання інноваційних джерел енергії. Важливо враховувати перспективу зростання навантаження і технологічних змін, таких як інтеграція відновлюваних джерел енергії чи розподіленої генерації. Проєктування має враховувати оптимальне співвідношення вартості будівництва, експлуатації та обслуговування системи. Важливо забезпечити раціональне використання ресурсів, зниження капітальних і операційних витрат. Система повинна гарантувати стабільну напругу, частоту та якість електроенергії. Це включає застосування обладнання для компенсації реактивної потужності, усунення гармонік, стабілізацію напруги та впровадження захисту від короткочасних перебоїв. Проєктування систем електропостачання повинно бути націленим на мінімізацію впливу на довкілля. Це досягається шляхом впровадження екологічно чистих технологій, використання відновлюваних джерел енергії, зменшення викидів та енергетичних втрат. Впровадження сучасних автоматизованих систем моніторингу і управління дозволяє підвищити ефективність та надійність системи, забезпечити швидке реагування на зміни навантаження або аварійні ситуації. Об’єкт дослідження – електропостачальна система оператора системи розподілу та електропостачання кондитерського підприємства, м. Кременчук. Предмет дослідження – доцільності використання СЕС на промисловому об’єкті та її його вплив на систему енергопостачання. Мета роботи: дослідження роботи системи електропостачання кондитерського підприємства з сумісним живленням від мережі та сонячних панелей та її впливу на мережу оператора системи розподілу. Першим етапом було обчислення активного, реактивного та повного навантаження для кожного будинку та об’єкта в цілому. Далі здійснили вибір оптимальних перерізів ліній зовнішнього електропостачання. На основі цих даних оцінили економічну доцільність встановлення головної знижувальної підстанції або розподільчого пристрою. Враховуючи розрахункове навантаження, визначили кількість трансформаторів, необхідних для системи, та виконали розрахунок компенсованих реактивних потужностей для кожної будівлі окремо. Після цього сформували групи будівель і підібрали трансформатори для живлення кожної з них, провели розрахунок струму короткого замикання, щоб обрати мінімально допустимі перерізи кабельних ліній та порівняти магістральну і радіальну схеми внутрішнього підключення, виконали розрахунки довжин ліній, оптимальних перерізів кабелів та дисконтованих витрат на їх прокладання. Після цього повторно обчислили параметри короткого замикання, враховуючи особливості обраної схеми. Також визначили характеристики відновлюваних джерел енергії та способи їх підключення до мережі. Наступним етапом було визначення переліку комутаційного обладнання і розробка принципової електричної схеми мережі. В процесі було досліджено вироблення реактивної енергії при максимальній активній потужності при умові чистої й комплексної генерації виявилося, у випадку чистої генерації експлуатація внутрішньої мережі у такому вигляді була недоцільною, тому на шини підстанції 0,4 кВ була додана конденсаторна установка. Проте комплексна генерація показала нам значний запас споживання реактивної енергії. На завершення створили детальну схему електричної мережі за допомогою програмного середовища “Dakar” та провели аналіз роботи системи у нормальних післяаварійних та ремонтно аварійних режимах для нашого об’єкта. Усі розглянуті варіанти режимів роботи, включаючи нормальні, аварійні та ремонтні, вдало пройшли перевірку надійності. Це свідчить про високий рівень стійкості та надійності електричної мережі, що гарантує безперебійне живлення споживачів навіть у разі непередбачених ситуацій. Спад напруги на шинах об’єкту не виходить за межі 8%, що вказує на високу ефективність системи та грамотне проектування мережі. Це забезпечує стабільну якість електроенергії для споживачів.