Разработка и обоснование мероприятий по повышению эффективности и надёжности электроснабжения распределительных сетей ПАО "Россети" на основе применения современных накопителей электроэнергии

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические основы надежности электроснабжения объектов агропромышленного комплекса в современных условиях

1.1. Особенности топологии и эксплуатации распределительных сетей в сельских районах РФ

1.2. Сравнительный анализ технологий накопления энергии для систем распределенной генерации

1.3. Нормативно-правовое регулирование применения СНЭЭ в деятельности ПАО «Россети»

Глава 2. Анализ состояния системы электроснабжения и производственных показателей исследуемого участка сети

2.1. Технико-экономическая характеристика сельскохозяйственного предприятия и структуры его электропотребления

2.2. Мониторинг показателей качества электрической энергии и анализ аварийности в распределительной сети

2.3. Оценка влияния перерывов электроснабжения на технологические процессы и экономические результаты хозяйства

Глава 3. Технические решения по интеграции накопителей энергии и повышение эффективности сетевого хозяйства

3.1. Расчет и выбор мощности накопителя электроэнергии для стабилизации режимов работы сельской сети

3.2. Разработка схемы автоматизации и размещения СНЭЭ в узлах распределительной сети 0,4–10 кВ

3.3. Организация технического обслуживания и оценка надежности модернизированной системы электроснабжения

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Тема: Разработка и обоснование мероприятий по повышению эффективности и надежности электроснабжения распределительных сетей ПАО “Россети” на основе применения современных накопителей электроэнергии

Направление: Сельское хозяйство и сельскохозяйственные науки

Специальность: 35.02.08 Электрификация и автоматизация сельского хозяйства

ВВЕДЕНИЕ

Надежное и бесперебойное электроснабжение сельскохозяйственных предприятий является критическим условием обеспечения непрерывности технологических процессов в животноводстве, растениеводстве и переработке сельскохозяйственной продукции. Согласно отчетным данным Минсельхоза России, на долю сельского хозяйства приходится около 3,8% от общего объема потребления электроэнергии в стране, при этом особую значимость приобретает качество электроснабжения объектов агропромышленного комплекса в условиях территориальной рассредоточенности производственных мощностей и значительной протяженности распределительных сетей в сельских районах. По данным ПАО “Россети”, средняя продолжительность перерывов электроснабжения в сельских распределительных сетях в 2,3 раза превышает аналогичные показатели городских электрических сетей, что обусловлено спецификой топологии воздушных линий электропередачи напряжением 0,4-10 кВ, их подверженностью воздействию неблагоприятных метеорологических факторов и износом основных фондов. Внедрение систем накопления электрической энергии в узлах распределительных сетей рассматривается в современной мировой и отечественной практике как перспективное направление повышения надежности электроснабжения, сглаживания пиковых нагрузок и улучшения показателей качества электрической энергии.

Актуальность темы выпускной квалификационной работы определяется необходимостью решения комплекса технических и технологических проблем, связанных с обеспечением нормативных параметров электроснабжения сельскохозяйственных потребителей в условиях модернизации распределительного сетевого комплекса страны. Значительная часть распределительных сетей в сельских районах России характеризуется высоким уровнем физического износа оборудования, составляющим по различным оценкам от 55% до 70%, что приводит к увеличению количества технологических нарушений, снижению пропускной способности линий электропередачи и ухудшению показателей качества электрической энергии в точках присоединения потребителей. Для сельскохозяйственных предприятий перерывы в электроснабжении продолжительностью более 30 минут могут иметь критические последствия, особенно для животноводческих комплексов с автоматизированными системами вентиляции, кормления, доения и поддержания микроклимата, а также для тепличных хозяйств, холодильных установок и предприятий переработки.

Степень разработанности проблемы в отечественной науке характеризуется наличием значительного числа исследований по вопросам повышения надежности электроснабжения сельских потребителей, выполненных в ФГБНУ “ФНАЦ ВИМ”, ФГБОУ ВО “РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева”, НИУ “МЭИ” и других профильных организациях. Вместе с тем, работы по практическому применению современных систем накопления электрической энергии в составе распределительных сетей сельскохозяйственного назначения носят фрагментарный характер и требуют углубленного изучения с учетом специфики графиков электрических нагрузок, параметров существующих электрических сетей и экономической целесообразности внедрения.

Цель выпускной квалификационной работы заключается в разработке комплекса технических и организационных мероприятий по повышению эффективности и надежности электроснабжения распределительных сетей ПАО “Россети”, обслуживающих сельскохозяйственных потребителей, на основе применения современных накопителей электроэнергии.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

• исследовать особенности топологии и эксплуатации распределительных электрических сетей в сельских районах Российской Федерации с позиции обеспечения надежности электроснабжения агропромышленных потребителей;
• выполнить сравнительный анализ современных технологий накопления электрической энергии и обосновать рациональные области их применения в системах распределенной генерации сельскохозяйственного назначения;
• провести комплексный мониторинг показателей качества электрической энергии и анализ статистики технологических нарушений в распределительной сети исследуемого участка;
• разработать методику расчета и выбора мощности накопителя электроэнергии для стабилизации режимов работы и резервирования питания критичных нагрузок сельскохозяйственного предприятия;
• разработать схемные решения по интеграции систем накопления энергии в структуру существующей распределительной сети напряжением 0,4-10 кВ с обеспечением требований автоматизации управления;
• выполнить оценку технико-экономической эффективности предложенных мероприятий и обосновать рекомендации по организации технического обслуживания модернизированной системы электроснабжения.

Объектом исследования является система электроснабжения сельскохозяйственного предприятия ООО “Агрокомплекс Заречье” Рязанской области, входящего в зону обслуживания распределительных сетей ПАО “Россети Центр и Приволжье” и имеющего типичную для сельских районов топологию электрических сетей класса напряжения 10/0,4 кВ с воздушными линиями электропередачи суммарной протяженностью 14,8 км.

Предметом исследования выступают режимы работы, показатели надежности и качества электрической энергии в распределительных сетях сельскохозяйственного назначения, а также технические параметры систем накопления электрической энергии и методы их интеграции в структуру существующих электрических сетей.

Методологическая база исследования включает теоретические положения электроснабжения сельского хозяйства, нормативные требования Правил устройства электроустановок (ПУЭ 7-е издание) и ГОСТ Р 32144-2013 "Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в си

…