06 Декабря 2021 г. Нечетная неделя

Разработка методов и интеллектуальных технологий автономного энергоснабжения

Разработка методов и интеллектуальных технологий автономного энергоснабжения
исполнен

Описание

Цель проекта  - создание научно-технических предпосылок для широкомасштабного внедрения модульных автономных систем энергоснабжения на базе ВИЭ  и традиционных видов топлива с адаптированным к северным условиям оборудованием

Актуальность:

Значительная часть северных и дальневосточных территорий России находится в зонах децентрализованного энергоснабжения и в основном обеспечиваются электроэнергией от дизельных электростанций, работающих на привозном, очень дорогом топливе.  Возникает острая необходимость в модернизации этих систем энергоснабжения на основе современных энергоэффективных технологий, в том числе с использованием  установок возобновляемой энергетики, преобразующих   высокий природный потенциал   возобновляемой энергии на этих территориях (так, северные и дальневосточные  территории   России находятся в зоне высокого ветропотенциала со средними скоростями ветра более 5 м/с на высоте 10 м и удельной плотностью более 400 Вт/м2, а во многих ме-стах еще выше). Системы энергоснабжения должны работать в суровых климатических условиях (низкие температуры до -50 град, возникновение изморози и ее налипание на оборудование, наличие вечномёрзлых грунтов и др. экстремальным условий). Северные  регионы как правило находятся в зонах децентрализованного или автономного  энергоснабжения и энергоснабжение в основном обеспечиваются электроэнергией от дизельных электростанций, работающих на дорогом привозном топливе. Мощность ДЭС, работающих сейчас на Севере составляет свыше 2.5 млн. кВт, а производство электроэнергии на них – около 15 млрд. кВт-ч, на производство которой на Север завозится ежегодно около 5,0-6,0 млн. тн дизельного топлива. Стоимость производства энергии на таких ДЭС составляет 15-150 руб/кВт-ч. В условиях повышенного интереса государства к развитию северных территорий РФ, создание эффективных систем энергоснабжения с ветродизельными электростанциями (ВДЭС) с 50% замещением топлива позволит даже при 30%-м внедрении ежегодно экономить около 0,6 млн. тн. и снизить дотации бюджета на субсидирование тарифа на  100 млрд. рублей, обеспечить значительный социально-экономический и экологический эффект.   путем снижения  вредных выбросов  в окружающую среду  (40 млн. т. СО2,  80 тыс. т SOx, 600 тыс.т NОx) и снижения объемов завоза дизельных бочек на Север (около 200 тыс. в год).

Для достижения поставленной цели поставлены и решаются следующие задачи:

  1. Разработка методики, алгоритма и программной реализации достоверной и прогнозируемой оценки и изменения поступления ресурсов ВИЭ в условиях ограниченности климатической информации
  2. Разработка и внедрение алгоритма и программы оптимизации энергетических и технико-экономических параметров и режимов работы автономного энергокомплекса (ЭК) по критериям максимально возможной доли замещения традиционного топлива и минимума затрат по созданию ЭК, с учетом реальных характеристик ресурсов возобновляемой энергии, схемы и особенностей электроснабжения, социально-экономических и стоимостных характеристик региона строительства ЭК, транспортных и экологических факторов;
  3. Разработка и создание экспериментального стенда и  проведение исследований энергетических элементов ЭК, имитации отдельных режимов ЭК, оценки влияния различных вариантов регулирования на качество электроэнергии;
  4. Разработка  алгоритмов и процессов функционирования, создание программно-аппаратного модуля   интеллектуальной системы автоматического  управления  системы преобразования, управления и распределения энергии ЭК, позволяющей интегрировать энергокомплекс на основе ВИЭ в автономную систему энергоснабжения в качестве активно-адаптивной установки, для обеспечения надежного и эффективного энергоснабжения потребителей;
  5. Разработка технических и технологических предложений и рекомендаций по адаптации оборудования, методов возведения и монтажа основных элементов модульной ВЭУ  в суровых климатических условиях.
  6. Разработка эскизного проекта типового модуля автономного энергокомплекса на основе ВИЭ и традиционных источников энергии мощностью до 200 кВт.

Областью применения результатов является создание в местах проживания населения новых высокоэффективных модульных  энергокомплексов на основе ВИЭ, прежде всего, ветродизельных, электростанций (ВДЭС), а также модернизация действующих неэффективных ДЭС с использованием разрабатываемых в ходе реализации проекта технологий формирования ЭК, специального оборудования, систем управления, методов обоснования и оценки инвестиций и технологий строительства, адаптированных к российским северным условиям.

Руководитель проекта

Елистратов Виктор Васильевич