Добірка наукової літератури з теми "Генерація електроенергії"

У рамках участі України в міжнародному проекті МАГАТЕ з інноваційних реакторних установок та ядерно-паливних циклів INPRO виконано порівняльну оцінку варіантів конфігурацій ЯПЦ на основі перспективних реакторних установок III+ та IV поколінь. Критеріями оцінки є зведена вартість виробленої електроенергії, споживання природного урану та накопичення відпрацьованого ядерного палива. Оцінки виконано з урахуванням прогнозної динаміки споживання електроенергіїв Україні до 2100 року та з використанням розробленої у рамках співпраці з МАГАТЕ моделі енергетичної системи України для коду MESSAGE. Показано можливість перспективного розвитку ядерної генерації України на основі інноваційних реакторних установок на воді з надкритичними параметрами з одночасним скороченням об’ємів накопичення відпрацьованого ядерного палива та зниженням зведеної вартості виробленої АЕС електроенергії.

Метою даної роботи є вирішення багатокритеріальної задачі оптимізації для локальної енергосистеми (ЛЕС) з відновлюваними джерелами енергії (ВДЕ). В традиційній енергетиці основною задачею є мінімізація собівартості електроенергії, але при застосуванні відновлюваних джерел енергії на перший план виступає надійність енергозабезпечення, враховуючи мінливу природу генерації таких ВДЕ, як вітрові та сонячні електростанції. Предметом дослідження є пропорції вітрової, сонячної генерації та систем зберігання енергії, що забезпечують задані вимоги до надійності при мінімальній собівартості електроенергії. Особливістю даного дослідження є врахування невизначеності режимів споживання та використання відновлюваних джерел енергії. Методи дослідження включають застосування статистичного підходу та імітаційне генерування випадкових процесів для стохастичної оптимізації витрат. В якості вихідних даних використовуються історичні (статистичні) дані про споживання енергії та кліматичні фактори, які впливають на генерацію. Для показників надійності істотними є не лише середні значення, а й показники варіації (дисперсія, щільність розподілу, граничні відхилення). Невизначеність, пов'язана з відновлюваними джерелами, може призвести до невизначеності експлуатаційних витрат. Додатковим джерелом невизначеностей є змінний характер споживання електроенергії. Ризики проекту полягають в небезпеці втратити частину енергії чи не забезпечити потреби споживача. Наявність акумуляторів енергії знижує ризики, але збільшує вартість проекту. Результатом дослідження є спосіб оптимізації такої системи. Ризик можна визначити як дисперсію випадкової складової, тоді цільовими функціями будуть собівартість енергії та стандартне відхилення небалансу потужностей. Для пошуку оптимального рішення при двох критеріях застосовано математичну модель поточного стану енергосистеми з різнотипними ВДЕ та системою акумулювання. Огинаюча множини станів є лінією можливих оптимальних значень. Обмеженнями задачі є вимоги до надійності, наприклад довірча імовірність небалансу генерації та споживання. Бібл. 11, табл. 2, рис. 3.

Метою даної роботи є дослідження впливу таких параметрів системи акумулювання електроенергії, як ємність та швидкодія, на стан балансу потужностей в комбінованій енергосистемі. Особливістю комбінованої локальної системи є значні градієнти поточної потужності, обумовлені змінною природою вітрових і сонячних електростанцій. Система акумулювання енергії має максимально збалансувати генерацію та споживання електроенергії, зменшити втрати можливої надлишкової енергії чи її дефіцит. Об’єкт дослідження – гібридні електроенергетичні системи, які мають властивості локальної мережі. Елементами системи є вітрові та сонячні електростанції та засоби акумулювання енергії, здатні реагувати на швидкі зміни потужності. Методом дослідження є математичне моделювання випадкових процесів споживання та генерації енергії, яке дозволяє аналізувати поточне балансування потужностей та отримувати інтегральні характеристики стану акумулювання і повторного використання енергії. Моделювання режимів роботи сонячних і вітрових електростанцій основане на статистичних даних про погодні фактори, а балансування потужності можна розглядати як суперпозицію випадкових процесів генерації та споживання. Особливістю дослідження є одночасне врахування швидких змін потужності вітрових і сонячних електростанцій, можливостей накопичення незбалансованої енергії та реального стану зарядки акумуляторів. Аналітичне дослідження потребує точного визначення характеристик розподілу ймовірності для кількох випадкових процесів, тому використано адаптивну імітаційну модель з можливістю варіації вхідних параметрів. Застосована модель енергобалансу дозволяє імітувати процес акумулювання енергії та розрахувати поточні й кумулятивні показники. В результаті дослідження встановлено вплив ємності та швидкодії акумуляторів на енергетичну ефективність системи. Визначено області чутливості енергетичного балансу, коли швидкість зарядки акумуляторів стає меншою за швидкість поточних змін вітрової та сонячної потужності. Порівнюються різні конфігурації енергосистеми за джерелами енергії, при цьому враховуються географічні відмінності й сезонні кліматичні особливості. Бібл. 16, табл. 3, рис. 4.

Мета статті – визначення заходів зі сприяння розвитку відновлюваної енергетики в Україні. Надано послідовність створення пільгових ставок тарифів на електроенергію ВДЕ відповідно до законодавства України. Необхідно прийняти до уваги, що Закон України «Про альтернативні джерела енергії» є базовим механізмом підтримки системи «зелених» тарифів. Держава зобов’язується викуповувати всю вироблену за проєктами ВДЕ електроенергію за фіксованим тарифом, яка в Україні до того ж прив’язана до євро. Отже, інвестор у відновлюваній енергетиці може побудувати надійну фінансову модель проєкту й бути впевненим у поверненні своїх інвестицій упродовж тривалого строку діяльності. В статті обґрунтовано впровадження системи «зелених» аукціонів як державної схеми підтримки проєктів ВДЕ замість донедавніх «зелених» тарифів. Аукціони дозволяють залучати приватні інвестиції (вітчизняні та іноземні) за допомогою чітких та прозорих процесів. Визначено функції державного підприємства для виконання гарантованої закупівлі електроенергії з ВДЕ згідно з ринковими умовами в Україні. Надано основні організаційні переваги участі інвесторів у системі «зелених» аукціонів. Напрямком прийнятого у 2020 році Закону України N 810-IX є зменшення ставок «зелених» тарифів, що ставить під загрозу перехід країни до сталого розвитку та виконання нею своїх міжнародних зобов’язань. Дія зазначеного Закону призводить до відтермінування будівництва за багатьма новими проєктами. Незважаючи на це, системи «зелених» тарифів та «зелених» аукціонів залишаються в країні основною формою державної підтримки відновлюваної енергетики. Наразі, за результатами державної підтримки, встановлена потужність об’єктів генерації на відновлюваних джерелах енергії становить близько 8700 МВт. Ними за квітень 2021 року вироблено 1020 млн кВт-г електроенергії, що складає 8,3 % обсягу споживання електроенергії в Україні. В українській енергосистемі вже зафіксовані випадки, коли за добу з відновлюваних джерел (включно із великими ГЕС) було вироблено більше електричної енергії, ніж усіма тепловими електростанціями і теплоелектроцентралями України разом узятими. Бібл. 11, табл. 1, рис. 5.

Лібералізація ринків електроенергії спрямована на здобуття істотних вигід споживачами за рахунок зниження ціни під пресом конкуренції. Особливого розвитку європейські ринки електроенергії отримали з уніфікацією правил організованої спотової торгівлі. Нині в ЄС ринки на добу наперед є найпрогресивнішою формою торгівлі, а ціни на добу наперед – найпрозорішими, індикативними та порівняними у європейському просторі. Однак на європейських ринках електроенергії цінова диференціація залишається достатньо високою. У статті представлено аналітичне забезпечення щодо визначення причин диференціації цін електроенергії в ЄС, основними з яких є структура внутрішньої генерації та відкритість національних ринків до зовнішньої торгівлі. Доведено, що вирішальним чинником цінової диференціації є структура пропозиції електроенергії, тоді як структура внутрішньої генерації здатна істотно вплинути на ціни електроенергії в умовах ізольованості ринку.

Статтю присвячено аналізу структурних зрушень у виробництві та споживанні електроенергії в Україні. Досліджено загальну динаміку потужностей, виробництва та споживання (нетто) електроенергії в Україні у 2000–2017 рр. Розглянуто класифікацію потужностей та виробництва видів генерації електроенергії за маневреністю в Україні. Запропоновано методичний підхід до аналізу структурних зрушень в енергетиці України, за допомогою якого досліджено структурні зрушення у виробництві та споживанні електроенергії в Україні у 2000–2017 рр. Виявлено, що структурні зрушення в енергетичній сфері України відбулися на фоні незначного скорочення кінцевого споживання електричної енергії, скорочення її виробництва при відносно стабільній величині встановленої потужності генерації.

Метою даної роботи є розроблення моделі балансування процесів генерації та споживання електроенергії для енергосистем на основі відновлюваних джерел енергії з використанням системи акумулювання. Режими генерації вітрових і особливо сонячних електростанцій мають значні градієнти поточної потужності, коли істотні зміни можливі за кілька хвилин. При виборі систем акумулювання необхідно враховувати такі фактори, як нерівномірність генерації та споживання, обсяг можливої надлишкової енергії чи її дефіцит, швидкість зміни балансу потужностей та відповідна швидкодія акумуляторів. Об’єкт дослідження - гібридні електроенергетичні системи, які мають властивості локальної мережі. Такі системи чутливі до змінних режимів генерації, а наявність швидких змін потужності вимагає врахування коротких часових проміжків. Методом дослідження є математичне моделювання випадкових процесів споживання та генерації енергії, яке дозволяє аналізувати поточне балансування потужностей та отримувати інтегральні характеристики стану акумулювання і повторного використання енергії. Моделювання режимів роботи сонячних та вітрових електростанцій основане на статистичних даних про погодні фактори. Тоді балансування потужності можна розглядати як суперпозицію випадкових процесів генерації та споживання. Особливістю дослідження є врахування часових градієнтів потужності вітрових та сонячних електростанцій, стану зарядки та швидкодії акумуляторів. Аналітичне дослідження ускладнене фактором наявності різних процесів з особливим характеристиками розподілу, тому запропоновано імітаційну модель з відповідним алгоритмом розрахунку. Запропонована модель енергобалансу дозволяє імітувати процеси накопичення та використання енергії при різних властивостях системи акумулювання. Результати дослідження дозволяють порівнювати різні конфігурації енергосистеми за збалансованістю, потребами в акумулюванні та рівнем втрат енергії. При цьому враховуються місцеві та сезонні кліматичні особливості. Бібл. 21, табл. 1, рис. 2.

Розглянуто ефективність використання малої гідроенергетики у світі та перспективи її розвитку в Україні. Зазначено, що гідропотенціал великої частини річок Прикарпаття через незначні напори вздовж їх русел для виробництва електроенергії використовують рідко. Для генерації електроенергії малими річками Прикарпаття пропонуємо застосувати гравітаційно-коловоротну ГЕС, яка працює за допомогою водяного виру. Така ГЕС може генерувати електроенергію значної потужності на ділянках річки з незначними напорами. Перевагами гравітаційно-коловоротних ГЕС також є їх мінімальний вплив на живі організми річки через низьку частоту обертів турбін і відсутність замерзання води взимку. Обґрунтовано вибір оптимального способу розміщення гідротурбіни у вирі гравітаційно-коловоротної ГЕС, шляхом встановлення колеса гідротурбіни в нижній частині виру. Електрогенератор і редуктор розміщуються на зовнішній поверхні ГЕС і з'єднуються з гідротурбіною за допомогою валу. Перевагою цього способу встановлення гідротурбіни є те, що вона практично не впливає на формування виру. За таких умов вся енергія виру використовується для обертання гідротурбіни, бо практично весь об'єм води контактує з її лопатками. Запропонований спосіб дає змогу зменшити до мінімуму розміри робочого колеса гідротурбіни та отримати високий ККД. Наведено методику розрахунку гідравлічних характеристик гравітаційно-коловоротної ГЕС для отримання електричних (потужність, частота) параметрів її генератора відповідно до заданих витрати та напору водяного потоку ділянки річки. Наведено умови для утворення виру. Для зменшення негативного впливу на стік річки запропоновано використовувати для роботи малої ГЕС не більше 25 % її середнього багаторічного стоку. За наведеною методикою розраховано каскад з 5-ти малих ГЕС для ділянки річки Бистриця Надвірнянська (м. Івано-Франківськ). Розраховано ступінь редукції редукторів для генераторів ГЕС. Місця для встановлення ГЕС вибирали з найбільшим перепадом висот вздовж русла річки та в місцях зливання русла з меншими річками. Довжина ділянки ріки для розміщення цих ГЕС становить 6 км. Підібрано гідротурбіни з генераторами та системами автоматики для використання їх у складі розрахованих малих гравітаційно-коловоротних ГЕС. Об'єднання гравітаційно-коловоротних ГЕС у загальну енергетичну систему дасть змогу отримати значну електричну генерацію з ділянок річок, гідроенергетичний потенціал яких раніше не використовувався.

Метою статті є аналіз застосування системи центрального теплопостачання за використання сезонного геотермального акумулювання в комбінації з системою виробництва та споживання водню в загальному комплексі забезпечення енергетичних потреб будівель та супутньої інфраструктури переважно завдяки відновлюваним джерелам енергії (ВДЕ). Щодо частки в теплозабезпеченні, то система з використанням сезонного геотермального акумулювання слугує основним джерелом теплопостачання, а система з застосуванням водню є допоміжним джерелом енергії, призначеним для забезпечення теплоспоживання в період «пікового» навантаження. В даній роботі увагу до використання водню привернуто через необхідність відмови від традиційних джерел енергії, зокрема природного газу, як пікового та резервного джерела енергії в системі комбінованого центрального теплопостачання. Хоча основна частина статті присвячена проблематиці систем центрального теплопостачання, робота також розглядає інші елементи енергозабезпечення житлових будівель та супутньої інфраструктури. Зокрема, увагу приділено ВДЕ, які характеризуються змінним характером генерації електроенергії та теплоти у часі, та їх зв’язку з загальною енергомережею. Також показано, як надлишок електроенергії від ВДЕ слугує джерелом для генерації водню. Отриманий водень й використовуватиметься як для системи водневого теплопостачання, так і для потенційного забезпечення паливом водневого транспорту. Оскільки в процесі генерації теплоти від утилізації водню застосовуються паливні елементи, то окрім теплоти, такі системи здатні виробляти й електроенергію. В роботі надана класифікація систем сезонного геотермального акумулювання, проаналізовано схеми та принцип їх роботи, а також наведено їх порівняння. Було проведено попередній аналіз економічної доцільності систем центрального теплопостачання за використання сезонного геотермального акумулювання в Україні. Для цього було виконано порівняння дійсної вартості центрального теплопостачання в Україні (яке здійснюється переважно за рахунок природного газу) з номінальною вартістю центрального теплопостачання за використання сезонного геотермального акумулювання. Економічний аналіз показав, що у випадку України нормована вартість системи центрального теплопостачання до складу якої входить сезонний геотермальний акумулятор, в якому застосовано технологію свердловин, є вищою на 80…200 % за вартість центрального теплопостачання від традиційних джерел енергії. Водночас, системи з застосуванням штучних озер можуть бути дешевшими на 20 %, але їх встановлення потребуватиме значних початкових інвестицій. Бібл. 50, табл. 3, рис. 4.

Актуальність теми дослідження. Залізорудні підприємства є одними з найбільших споживачів паливно- енергетичних ресурсів України. Водночас аналіз розподілу потоків споживання електроенергії свідчить, що велика частка електричної енергії припадає саме на локальні енергетичні об’єкти, що зумовлює загалом актуальність вивчення питання особливостей прогнозування електроспоживання з мережі в умовах підприємств та актуальності застосування при цьому комбінованого підходу, особливо при впровадженні у структуру електропостачання цих підприємств розосередженої генерації. Постановка проблеми. Проблемою, висвітленою в цій роботі, є синтез особливостей прогнозування електроспоживання підприємств при впроваджені до системи їх електропостачання розосередженої генерації. Аналіз останніх досліджень і публікацій. У попередніх дослідженнях автори обґрунтували позитивний ефект від впровадження джерел розосередженої генерації в умовах промислових підприємств, а саме модульність, надійність, місцеве керування, зменшення негативного впливу на екологію та малий пусковий період. Ці об’єкти, а це в масштабах України сотні гектарів, за всіма своїми параметрами можуть і повинні стати полігоном для розміщення комплексів джерел розосередженої генерації, які, по суті, повинні стати міні- або мікроелектростанціями у структурі систем електропостачання підприємств України, у тому числі залізорудних підприємств. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. В умовах залізорудного підприємства, яке має дуже складну та розгалужену структуру, а технологічні процеси дуже складні й залежать від багатьох факторів, прогнозування є важким і складним завданням, за умови одержання похибки прогнозу, яка б не перевищувала 4 %. Тому в умовах залізорудного підприємства доцільно використання для одержання прогнозу електроспоживання штучних нейронних мереж, які передбачають наявність суттєвих зв’язків між окремими факторами. Постановка завдання. Таким чином, актуальним науково-практичним завданням є дослідження особливостей та механізму прогнозування електроспоживання залізорудних підприємств при використанні джерел розосередженої генерації у складі комплексу їх електропостачання. Виклад основного матеріалу. У результаті аналізу можливості впровадження розосередженої генерації у складі енергетичних систем залізорудних підприємств було виявлено, що джерела розосередженої генерації впливають на розподільні мережі цих підприємств та перетворюють їх на активні елементи. Це призводить до необхідності внесення змін у прийнятті стратегії управління розподільними мережами підприємства та планування структури і режимів локальних енергетичних систем. У статті запропоновано використання штучних нейронних мереж для прогнозування електроспоживання електричної енергії, особливо при впровадженні джерел розосередженої генерації по комплексу електропостачання. За допомогою програми «Statistica» було побудовано графіки електроспоживання із загальної мережі ПАТ Полтавський ГОК з використанням нейронних мереж. Результат прогнозування у порівнянні з реальними даними має незначне відхилення, що є допустимим. Висновки відповідно до статті. Для прогнозування, з достатнім рівнем ймовірності, електроенергоспоживання залізорудними підприємствами необхідно вирішити багатокритеріальну задачу з обов'язковим попереднім визначенням усіх факторів, що впливають та визначають рівні енергоспоживання конкретного підприємства. Застосування нейронних мереж у системах прогнозування електроенергетичних параметрів джерел розосередженої генерації дозволить забезпечити багатофакторне прогнозування, що дасть змогу покращити прогнозованість згенерованої електроенергії розосередженою генерацією в часі, в умовах залізорудних підприємств.

Бондаренко, А. І., Підсосонний, Є. Г. Оцінка обсягів негарантованої генерації електроенергії в низковольтні розподільчі електричні мережі : магістерська робота : 141 Електроенергетика, електротехніка та електрмеханіка / А. І. Бондаренко, Є. Г. Підсосонний ; керівник роботи Бодунов В. М. ; Національний університет «Чернігівська політехніка», кафедра електричних систем і мереж. – Чернігів, 2019. – 71 с.
Розглянуто актуальність та доцільність джерел відновлювальної енергії. Для розрахунків обсягу генерації було сформовано математичну модель. Розрахунок обсягів генерації електричної енергії проводився за допомогою імовірністного моделювання, в якому враховували статистичні графіки навантаження за добу та з урахуванням даних по інсоляції на поверхнюземлі для Чернігівської області. РОзрахунок обмеження генерації був проведений з урахуванням потужності та місця приєднання РГ та з урахуваннм умови, що напруга в точках приєднання споживачів буде знаходитися в допустимих межах.

У дисертаційній роботі здійснено комплексний аналіз особливостей функціонування ЛСЕП з врахуванням сучасних вимог концепції Smart Grid та виконано співставний аналіз методів оцінки обмінних процесів у ЛСЕП з джерелами РГ. На основі експертного аналізу виділено основні проблеми роботи ЛСЕП у вітчизняних системах електропостачання та енергозабезпечення. Розширено відому систему ПЯЕ для адекватного оцінювання рівнів ЕМС в ЛСЕП з дотриманням вимог концепції Smart Grid та оцінювання рівнів перетоків енергії на основі відомих показників. Розроблено та апробовано спеціалізований програмний модуль та нормативно-методичне забезпечення розширеного енергетичного аудиту з використанням обмінної потужності, яке дає змогу: визначити обмінну потужність та частку взаємного впливу в довільному перетині ЛСЕП з врахуванням особливостей їх конфігурації, режимів роботи окремих елементів та ЛСЕП в цілому; отримати інформацію про обмінні процеси в ЛСЕП з різним рівнем інформаційного забезпечення; адекватно враховувати особливості протікання режимів у ЛЕС, зокрема, двонаправленість потоків електроенергії та визначити реальний їх розподіл в елементах ЛСЕП.
In the dissertation the complex analysis of the peculiarities of functioning of local power supply systems (LPSS) is carried out taking into account the modern requirements of the Smart Grid concept and the comparative analysis of methods of estimation of exchange processes in LPSS with dispersed energy sources is performed. The need to extend the known LPSS system to adequately assess the EMC levels in the LPSS with the requirements of the Smart Grid concept and to estimate the energy flow rates using known indicators is justified. The analysis of exchange processes of LPSS under the influence of different types of impulse disturbances and sources of non-sinusoidal voltage and current caused by the peculiarities of modes of operation of both individual elements and the system as a whole for single and three-phase cross sections of LPSS is carried out. New relationships were obtained to evaluate the effect of non-sinusoidality and to take into account the ripple coefficients on the nature of the exchange processes. The analysis of the exchange processes in LPSS has been carried out taking into account the real characteristics of the elements with electromagnetic bonds (transformers, reactors, transmission lines, etc.) and new relationships have been obtained, which link the exchange power and the coefficients of magnetic coupling for one and three-phase LPSS operating in both sinusoidal and non-sinusoidal modes, as well as in symmetric and asymmetric modes. Regulatory and methodological support of the expanded energy audit with the use of exchange power was developed and tested. Regulatory and methodological support was used: for conducting an expanded energy audit at the enterprise of СE «Vasylkiv Leather Company» (Vasylkiv, Kyiv region); analysis of parallel operation of standby power supply systems both separately and in combination with the network used for powering server equipment of PLC «Prostonet»; was the basis for the course of lectures on discipline "Electrical Engineering Complexes", which will be taught in 2019 at Vasylkivsky College of NAU. A specialized software module and regulatory and methodological support for the extended energy audit using exchange power have been developed and tested. The proposed regulatory and methodological support makes it possible to: determine the exchange power and the proportion of mutual influence in an arbitrary intersection of LPSS, taking into account the peculiarities of their configuration, modes of operation of individual elements and LPSS as a whole; to obtain information on exchange processes in the LPSS with different levels of information support; to adequately take into account the peculiarities of the flow of modes in the LPSS, in particular, the bidirectionality of electricity flows and to determine their real distribution in the elements of LPSS.

Бондаренко, М. С. Оцінка оптимальності складу системи регазифікації скрапленого природного газу на приймальному терміналі / М. С. Бондаренко, М. О. Чеплюха // Матеріали Всеукр. наук.-техн. конф. з міжнар. участю "Сучасні технології проектування, побудови, експлуатації і ремонту суден, морських технічних засобів і інженерних споруд". – Миколаїв : НУК, 2013.
Насиченість варіантів схемних рішень регазифікаційного комплексу приймального терміналу енергетичним обладнанням на підставі порівняльного аналізу теплової економічності і ефективності за критерієм сумарного приведеного прибутку вказує на доцільність використання комбінованих схем з генерацією електроенергії.