Энергосистемы в целом. Электростанции всех типов и подстанции. Электрификация и сети

Рассмотрены теоретические основы, принципы организации и цели управления процессами производства, передачи, распределения электрической энергии в электроэнергетической системе, а также ее использования потребителями. Показаны элементы электроэнергетической системы, обеспечивающие протекание указанных процессов. Приведены особенности протекания процессов производства и передачи электрической энергии при реализации целей управления. Представлены инженерные методы расчета режимов электроэнергетической системы, даны численные примеры расчетов и теоретические пояснения к ним.

Рассмотрены вопросы параллельной работы электрических систем. Дано описание некоторых крупных системных аварий. Отражены особенности протекания электромеханического переходного процесса в электроэнергетической системе. Разобраны угловые характеристики мощности генераторов, статические характеристики асинхронных двигателей и комплексной нагрузки. Изложены основные методы анализа устойчивости электроэнергетических систем. Рассмотрен асинхронный режим. Даны сведения по противоаварийной автоматике, применяемой в современных условиях. Приведены уравнения Парка–Горева, отмечено их место в расчете электромеханических переходных процессов синхронных и асинхронных машин. Рассмотрены вопросы самозапуска синхронных и асинхронных двигателей. Материал сопровождается примерами и контрольными вопросами.

Одной из основных задач данного пособия является закрепление у студентов знаний теоретического курса, изучаемого в первом семестре I курса. Кроме того, решение практических задач поможет лучше понять и представить физические процессы, происходящие в электрических сетях при передаче и распределении электроэнергии.

Приведены задачи по расчету релейной защиты наиболее распространенных элементов энергосистем. Эти задачи в течение нескольких лет использовались на практических занятиях по дисциплине «Релейная защита и автоматика» для студентов, обучающихся по направлению «Электроэнергетика и электротехника». Примеры, приведенные в пособии, будут полезны при выполнении лабораторных и расчетно-графических работ указанного курса. Все расчеты снабжены пояснениями, которые помогут студентам в усвоении изучаемого материала. Настоящее пособие будет особенно полезно студентам заочной формы обучения.

Рассматриваются методы искусственного интеллекта в задачах управления и оптимизации режимов электрических интеллектуальных сетей (Smart Grid) с альтернативными и возобновляемыми источниками энергии. Введены и обоснованы понятия генерирующих потребителей (холонов) и иерархической структуры в виде холархии для сетей с двусторонним потоком энергии и информации. Применены различные алгоритмы роевого интеллекта и их сравнительный анализ с методом градиентного спуска. Рассмотрены принципы Q-обучения с подкреплением.

Рассмотрены возможности применения методов искусственного интеллекта, вероятностно-статистических методов и экспертных оценок для технической диагностики электрооборудования электроэнергетических систем с учетом их текущего технического состояния, а также управление жизненным циклом и их остаточным эксплуатационным ресурсом.

В учебном пособии изложены методологические основы построения математических моделей, используемых при исследовании физических процессов, проектировании и управлении техническими объектами. Представлены математические модели, применяемые для описания процессов в однородных протяженных линиях электропередач. Основное внимание уделено математическим моделям и методам расчета установившихся режимов электроэнергетических систем.

Рассмотрены вопросы параллельной работы электрических систем. Дано описание некоторых крупных системных аварий. Отражены особенности протекания электромеханического переходного процесса в электроэнергетической системе. Разобраны угловые характеристики мощности генераторов, статические характеристики асинхронных двигателей и комплексной нагрузки. Изложены основные методы анализа устойчивости электроэнергетических систем. Рассмотрен асинхронный режим. Даны сведения по противоаварийной автоматике, применяемой в современных условиях. Приведены уравнения Парка–Горева, отмечено их место в расчете электромеханических переходных процессов синхронных и асинхронных машин. Рассмотрены вопросы самозапуска синхронных и асинхронных двигателей. Материал сопровождается примерами и контрольными вопросами.

В учебном пособии изложены теоретические вопросы расчетов гидромеханических переходных процессов в водоводах и гидроагрегатах гидроэлектростанций. Представлены аналитические и численные методы расчетов гидравлического удара и временной неравномерности хода агрегатов при сбросах нагрузки ГЭС. Приведена необходимая справочная информация о характеристиках гидротурбин для формирования граничных условий расчетов. Представлены компьютерные программы и примеры расчетов переходных процессов для определения максимальных нагрузок от на облицовку водоводов внутреннего давления воды.

В пособии рассмотрены теоретические сведения и практические задачи, позволяющие выявить причины возникновения нагрева токоведущих частей электроустановок при протекании переменного тока, дан порядок расчета потерь электроэнергии и активной мощности и выбора токоведущих элементов по экономической плотности тока.

Как подтверждают мировые тенденции, существенные достоинства имеют электрические станции, использующие в качестве рабочего тела цикла Ренкина низкокипящие рабочие тела. В данной статье приводятся описание и показатели эффективности двух установок, которые возможно применить на тепловых электрических станциях для повышения их общей эффективности. В обоих случаях в традиционную схему ТЭС введен фреоновый контур. Конденсационный пароводяной энергоблок надстроен фреоновым контуром, который внедрен непосредственно в термодинамический цикл для отведения тепла в конденсаторе и направлен на дополнительную выработку электроэнергии, при этом вытесняется традиционная система технического водоснабжения. При комбинированной системе теплоснабжения от ТЭЦ с газовым сетевым подогревателем в качестве внутриквартальных энергоустановок применяются фреоновые термотрансформаторы. Эта схема позволяет перейти на пониженный температурный график прямой и обратной сетевой воды, что повышает качество эксплуатации систем теплоснабжения, снижает их стоимость и повышает эффективность теплоснабжения потребителей. В статье обоснован выбор рабочего тела, обусловленный его озонобезопасностью, доступностью, широким применением на рынке фреоновых технологий и распространенностью компрессорного оборудования на его основе. При исследовании эффективности рассматриваемых установок и в том и в другом случае рабочим телом фреонового контура является фреон R-134a. В тексте приводятся описание принципиальных схем установок и расчетные формулы КПД, технико-экономической эффективности, а также диапазон параметров, при которых был рассчитан фреоновый контур. Приведены расчетные значения КПД и технико-экономической эффективности установок, конструктивно-компоновочных параметров фреонового контура. В заключение представлены преимущества рассмотренных фреоновых технологий на рабочем теле R-134a.

Одной из важных особенностей функционирования гидроэлектростанций (ГЭС) является использование ими ограниченных емкостей водохранилищ для хранения гидроэнергоресурсов. Использование ограниченных объемов воды для производства электроэнергии в тот или иной интервал времени влияет как на распределение объемов выработки электроэнергии в последующие интервалы периода регулирования, так и на суммарную выработку станции. С экономической точки зрения использование запасов воды приводит к динамической зависимости топливных затрат на производство электроэнергии в отдельных временных интервалах периода регулирования. Эта зависимость особенно проявляется в электроэнергетических системах, в которых доля ГЭС составляет значительную часть. Задачи повышения эффективности режимов энергосистем решались многими авторами и многими научными и инженерными организациями. Эти разработки используются как основа решения режимных задач в современных условиях энергетики. Тем не менее имеются объекты, для которых необходимо корректировать стандартную методику. В данной работе рассматривается электроэнергетическая система

В статье рассмотрены возможные перспективы внедрения систем накопления электроэнергии, применение которых является одним из приоритетных направлений энергоэффективного развития энергосистем, в том числе с учетом привлечения конечного потребителя к массовому применению накопителей

Представлен научно-практический материал по вопросам получения и применения полых микросфер из зол уноса электростанций. Описаны процессы образования микросфер, рассмотрены их свойства, приведены технические и коммерческие показатели, а также охарактеризованы области применения и новые материалы, созданные на основе микросфер.

В монографии проведён анализ эффективности систем электроснабжения, который выявил, что перерывы в электроснабжении сельских потребителей составляют около ста часов в год. В ЛЭП 0,38 кВ не используются такие эффективные средства повышения надежности электроснабжения как секционирование и резервирование. Выполненная статистическая характеристика основных параметров ЛЭП 0,38 кВ в сельской местности показала, что средняя длина магистралей ЛЭП составляет 1,2 км, а с учетом отпаек – 1,64 км, что в 2-3 раза превышает рекомендованные длины. Это приводит к невозможности обеспечения достаточной чувствительности защиты ЛЭП и как следствие – к повышению опасности эксплуатации ЛЭП. Сделан вывод о том, что решение данных проблем возможно посредством секционирования и резервирования ЛЭП 0,38 кВ. Разработанные способы, основанные на проведенном анализе изменения таких параметров режимов работы ЛЭП как ток и напряжение в различных ее точках, предложенные схемные и технические решения позволяют осуществлять совместное секционирование и резервирование ЛЭП 0,38 кВ в системах электроснабжения сельских потребителей, повышают степень автоматизации сельских электрических сетей. Их применение позволяет выявить и локализовать поврежденный участок ЛЭП, повысить электробезопасность и сократить недоотпуск электроэнергии сельским потребителям. Разработанные критерии определения мест установки секционирующих пунктов в ЛЭП 0,38 кВ, позволяют комплексно учитывать надежность и безопасность ЛЭП, ее защиту от аварийных режимов и дают возможность наиболее рационально, с учетом технико-экономических показателей, выбирать место установки секционирующего пункта в каждой конкретной ЛЭП. Разработанные математические модели сельских электрических сетей 0,38 кВ позволяют определять надежность электроснабжения потребителей с учетом использовании средств секционирования и резервирования ЛЭП и определять параметры режимов работы электрической сети в любой ее точке с учетом изменения данных режимов в результате работы средств секционирования и резервирования. Разработанные схемы и конструкции устройств секционирования и резервирования ЛЭП 0,38 кВ адаптированы для применения их в сельских электрических сетях, испытаны в лабораторных и производственных условиях, внедрены в учебный процесс и в производство. Филиалом ОАО «МРСК Центра» - «Орелэнерго» заказаны два устройства секционирования для ЛЭП 0,38 кВ, которые будут собраны на базе Филиала ЗАО «ГК «ТАВРИДА ЭЛЕКТРИК» - ОРЛОВСКИЙ ЭТЗ» с использованием разработанных схем и конструктивных решений. Выполнена оценка экономической эффективности разработанных устройств секционирования и резервирования. Построенные графические зависимости позволяют определять срок окупаемости данного оборудования в зависимости от суммы ликвидируемого ущерба от недоотпуска электроэнергии потребителям. Внедрение в учебный процесс разработанных устройств за период с 2013 года по 2015 год принесло экономический эффект 150 тысяч рублей.

Анализируется состояние и структура топливно-энергетического комплекса России. Показано, что страна занимает лидирующее положение в мире по топливным ресурсам. В то же время в РФ, также как и за рубежом, идет активное внедрение малой распределенной энергетики на базе использования возобновляемых источников энергии. В работе рассматривается возможность и перспективность использования солнечной, ветровой и других энергий в нашей стране. Приводятся некоторые факты продвижения нетрадиционной энергетики

Основной качественно нерешенной проблемой использования водоугольного топлива является его низкая реакционная способность на начальном участке горения. Эта проблема является сдерживающим фактором его дальнейшего развития. Описаны наиболее известные разработки системы воспламенения водоугольного топлива, их приемущества и недостатки. Сформулированы основные принципы оптимальной системы воспламенения искусственного композиционного жидкого топлива. Показаны основные преимущества плазменной системы зажигания топлива. Высказаны идеи о разработке схемы плазменного воспламенения искусственного композиционного жидкого топлива с автоматическим управлением плазматрона. Произведено сравнение плазменной технологии воспламенения водоугольного топлива и технологии с использованием циклонного предтопка тепловой мощностью 6,5 МВт. Отмечено, что автоматическое управление плазматроном позволит решить проблему, связанную с зажиганием искусственного композиционного жидкого топлива, и качественно улучшить процесс горения топлива.

В данной статье приводится краткое описание методики оценки эффективности тепловых электростанций с теплофикационными энергоблоками. Представленная методика основана на дифференциально-эксергетическом методе, который применительно к энергоблокам ТЭЦ преследует две цели: учет степени термодинамического совершенства рабочих процессов и определение путей увеличения экономии топлива, уменьшение электроэнергии на собственные нужды и затрат на реализацию и функционирование. Это позволяет оценить все необходимые для анализа характеристики энергоблока, его энергетических систем и агрегатов на основе общей, логически последовательной методики. Рассматриваются технико-экономические показатели режимов работы ТЭЦ, такие как эксергетические КПД энергоблока по отпуску электроэнергии и теплоэксергии, технико-экономическая эксергоэффективность, удельные затраты на отпускаемые электроэнергию и теплоэксергию. Эти показатели позволяют расширить традиционный техникоэкономический анализ режимов работы ТЭЦ, поскольку учитывают термодинамически строгое распределение топливных затрат между теплоэксергией и электроэнергией при их комплексном производстве на ТЭЦ. Также в работе представлены оценки показателей режимов работы энергоблоков и в целом ТЭЦ при эксергетическом анализе. В качестве результатов и иллюстрации разработанной методики приведены численные значения технико-экономических показателей для разных энергоблоков. Вначале проведен анализ показателей для ТЭЦ с двумя теплофикационными энергоблоками Т-180/210. Далее представлены результаты эксергетического анализа Улан-Баторской ТЭЦ-4, в состав которой входит три энергоблока на базе турбины Т-110 и три энергоблока на базе турбины ПТ-80. По результатам анализа можно судить об эффективности работы энергоблоков и ТЭЦ в целом, а также выполнить прогнозную оценку эффективности, например, при изменении стоимости топлива.

Для снижения растягивающих напряжений на галтели «кармана» коллектора и в зоне сварного соединения № 111 был предложен метод охлаждения подаваемым воздухом наружных слоев металла в указанной зоне. Для реализации данного метода на парогенераторах 1YB10W01 Ростовской АЭС и 1YB20W01 Балаковской АЭС в ППР-2012 внедрены устройства для снижения напряжений в узле приварки коллектора теплоносителя (УСНК) к корпусу парогенератора (ПГ) методом обдува воздухом. Приведены принципиальная схема УСНК, описание основного оборудования, а также системы экспериментального контроля. Рассмотрена возможность регулировки частоты оборотов электродвигателей вентиляторов и автоматического поддержания расхода подаваемого воздуха в зависимости от его температуры. Представлены результаты пусконаладочных работ УСНК, согласно которым фактические характеристики оборудования системы соответствуют проектным требованиям и требованиям программы пусконаладочных работ (ПНР), что свидетельствует о верности заложенных в проект технических решений. Замечаний, нарушений, отклонений в работе системы на всем протяжении испытаний не зафиксировано.

Изложены положения по проектированию систем электроэнергетики. Рассмотрены вопросы расчета распределительных электрических сетей 0,38–35 кВ. В качестве САПР используется программа «Электроснабжение 2.2». Приведены примеры проектирования электроснабжения сельскохозяйственных и промышленных объектов.

В книге рассматриваются актуальные вопросы, связанные с применением крупномасштабных подземных аккумуляторов энергоносителей, созданных в основном в отложениях каменной соли, в энергетике. Приводятся реализованные, разработанные и перспективные технологические схемы производства электроэнергии и тепла, а также схемы регулирования неравномерности энергопотребления с применением подземных аккумуляторов энергоносителей. Рассматривается применение подземных аккумуляторов при работе атомных, воздушно-аккумулирующих газотурбинных, ветряных и солнечных электростанций, а также в газовой и нефтяной промышленности и при решении экологических проблем охраны окружающей среды.

Рассмотрены принципы работы и устройство приемников и аккумуляторов теплового излучения Солнца различного назначения, а также методы их расчета. Для студентов старших курсов.

"В учебном пособии рассмотрены фунраметальные законы, положенные в основу формирования, протекания, интенсификации и повышения энергоэффективности тепломассообменных процессов АПК. Особое внимание уделено основам системного анализа, методологии выявления основных факторов, определяющих энергоемкость продукции в потребительских энергосистемах. Учебное пособие составлено в соответствии с рабочими программами дисциплины Прикладная теория тепловых и массообменных процессов в системном анализе энергоемкости продукци"" и предназначено для магистром, обучающихся по направлению ""Агроинженерия"" (профиль ""электротехнологии и электрооборудование в с.х.). Учебное пособие может быть использовано студентом, аспирантом, научным сотрудником и инженерами работающими в разлтчных областях АПК."""

Ученые создали покрытие, которое поглощает 96, 21% солнечного света, падающего на него под любым углом.

Создан высокотемпературный топливный элемент, который может снабжать электричеством один дом или небольшой поселок.

В монографии представлены результаты исследования экосистемы водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 с периода его заполнения. Произведена обработка массива данных методами математической статистики с выделением факторов формирования качества воды, что, несомненно, является ценным материалом для исследователей, работающих в области прикладной экологии.