Назначение Технические характеристики
Комплектность
Перечень лабораторных работ
2. Модель автономной фотоэлектрической солнечной электростанции
|
Характеристики фотоэлектрического модуля
Состав:
Методическое обеспечение:
Технические характеристики:
Стенд обеспечивает лабораторный практикум по учебным разделам: 1.
2. «Модель автономной фотоэлектрической солнечной электростанции»
|
«Характеристики фотоэлектрического модуля»
Электростанция Onis Visa модель JD250 (200 кВт / 250 кВА) по лучшим ценам с доставкой
Дизельные электростанции Onis Visa (Италия) собираются на базе двигателей John Deere ТОЛЬКО европейской сборки.
Технические характеристики:
| Мощность постоянная (Prime)* | 200 кВт (250 кВА) |
| Мощность резервная (Standby)** | 220 кВт (275 кВА) |
| Напряжение | 380-440В |
| Частота | 50 Гц |
| Коэффициент мощности, cos φ | 0,8 |
| Двигатель | 6081HF001-250 John Deere |
| Охлаждение двигателя | Жидкостное |
| Частота вращения двигателя | 1500 об/мин |
| Количество цилиндров | 6-L |
| Рабочий объем двигателя | 8,1 л. |
| Генератор | Stamford, 3-х фазный, одноопорный, бесщёточный |
| Тип генератора | Синхронный |
| Класс защиты | IP23 |
| Стабильность напряжения | ± 1 % |
| Емкость аккумулятора | 120 А/час |
| Объем масляной системы | 32 л. |
| Емкость системы охлаждения | 40 л. |
| Pасход топлива (резервная работа) | 64,8 л/час |
| Pасход топлива (постоянная работа) 100% | 54,2 л/час |
| Pасход топлива (постоянная работа) 75% | 40,6 л/час |
| Pасход топлива (постоянная работа) 50% | 28 л/час |
| Pасход топлива (постоянная работа) 25% | 15 л/час |
| Емкость топливного бака (открытое исполнение) | 520 л. |
| Емкость топливного бака (исполнение в кожухе) | 120 л. |
| Габаритные размеры (открытое исполнение) | 2950x1300x1821 мм |
| Габаритные размеры (исполнение в кожухе) | 3060х1140х2170 мм |
| Вес (открытое исполнение) | 2479 кг |
| Вес (исполнение в кожухе) | 2450 кг |
* (PRIME) — длительный режим работы. В этом режиме возможна перегрузка до 10% от номинальной мощности в течение 1 часа, не чаще 1 раза в 12 часов.
** (STANDBY) — режим работы, при которой ДГУ может работать на номинальной мощности без возможности перегрузки. Максимально наработка в течение года — не более 200 часов.
*** Доступны модели с увеличенным топливным баком.
Дополнительная информация: | |||
|---|---|---|---|
| Дизель-генератор Onis Visa JD250 | Электростанция представляет собой единую конструкцию, смонтированную на общей раме и состоящую из двигателя и генератора переменного тока, соединённых между собой виброизолирующей муфтой. Электростанция Onis Visa JD250 включает в себя все необходимые для нормальной работы узлы и агрегаты. Отдельные стандартные элементы могут быть заменены в соответствии со специальными требованиями Заказчика. Возможна установка дополнительного оборудования и аксессуаров, служащих для повышения удобства эксплуатации ДГУ. | ||
| Двигатель 6081HF001-250 John Deere | На электростанциях Onis Visa JD250 используется двигатель 6081HF001-250 John Deere (производство: США) с водяным охлаждением, оснащённой системой контроля и защиты. | ||
| Генератор | Производитель Marelli (Италия) или Stamford (Англия). При размещении заказа имеется возможность выбора генератора. Используется беcщеточный генератор переменного тока, что исключает необходимость его частого обслуживания. Скорость вращения — 1500 об/мин. | ||
| Топливная система | Топливный бак встроенный в раму дизель-генератора Onis Visa JD250 оснащен стандартным топливным фильтром и рассчитан на снабжение двигателя топливом в течение длительного времени работы агрегата. Возможна комплектация электростанции с увеличенным топливным баком. Для закачки топлива из внешних баков могут быть установлены ручной и автоматический топливные насосы. | ||
| Система охлаждения | Система охлаждения двигателя состоит из радиатора, вентилятора, водяного насоса и термостата. Вентилятор обеспечивает охлаждение поверхности двигателя и генератора. Кроме того, у генератора имеется собственный охлаждающий вентилятор. | ||
| Система постоянного тока | В зависимости от типа электростанции Onis Visa JD250 для запуска и питания встроенной системы управления и контроля используются аккумуляторные батареи напряжением 12 и 24 В. Для подзарядки аккумулятора во время работы дизель-генератора на агрегате установлен зарядный генератор (генератор постоянного тока). Для зарядки батарей при неработающем ДГУ в качестве опции может быть дополнительно установлено зарядное устройство с питанием от внешней сети. | ||
| Панель управления | Цифровая система контроля GUARD EVOLUTION может осуществлять автоматический запуск и остановку дизельных генераторов Onis Visa, регулировать скорость вращения коленчатого вала двигателя, а также обеспечивать параллельную работу нескольких электростанций (опция). Цифровая система контроля GUARD EVOLUTION также осуществляет постоянный контроль за состоянием двигателя, генератора и всех систем ДГУ. Основные функции панели GUARD EVOLUTION: | ||
ПСМ — лидер малой энергетики России
Компания ПСМ (Промышленные силовые машины) разрабатывает и производит дизельные электростанции, силовые
приводы, насосные установки и блок контейнеры.
Специалисты ПСМ проектируют оборудование, объединяющее лучшие достижения российских и зарубежных инженеров и современные тенденции развития конструкторской мысли. А технические возможности производства и анализ результатов промышленной эксплуатации оборудования позволяют проводить модернизацию и постоянно совершенствовать продукцию ПСМ. Сейчас компания ПСМ заслуженно занимает место лидера на российском рынке малой энергетики.
В линейке ПСМ — дизельные генераторы мощностью от 200 до 4000 кВт. ПСМ – это единственный российский производитель, выпускающий такой широкий ассортимент дизель-генераторов. Среди моделей ДГУ найдутся варианты, подходящие для решения любых задач: им по силам обеспечить электричеством частный дом или снабдить энергией крупное месторождение.
Наши преимущества
Масштаб
ПСМ — крупнейший российский производитель дизельных электростанций (ДЭС) и специальной техники на базе
дизельных двигателей.
Под брендом ПСМ уже выпущено свыше 10000 единиц оборудования, и каждый год появляется
еще 2000. Каждая четвертая электростанция в России собирается именно на заводе ПСМ. Сотни компаний
используют их в качестве основного, резервного или аварийного источников энергоснабжения в энергетике,
добыче полезных ископаемых, строительстве, сельском хозяйстве, транспорте, ЖКХ. Электрогенераторы ПСМ
способны обеспечить энергией все: от простого частного дома до мощной буровой установки.
Технологии
Производство электрогенераторов, насосных установок и дизельного оборудования ПСМ развернуто на двух заводах в Ярославской области. Эти площадки обеспечивают выпуск всего модельного ряда. Мы ломаем представления о российском машиностроении и равняемся на европейские производственные стандарты – профессионализм, аккуратность, качество.
Инжиниринг
Несмотря на то, что мы занимаем первое место в России по показателям серийного производства дизельных
электростанций, мы также ведем сборку оборудования под заказ.
Возможности
ПСМ предлагает самый широкий на российском рынке выбор специальных исполнений. Вы можете купить наши
дизельные электростанции, приводы и насосные установки на металлических рамах, в утепленных контейнерах,
шумозащитных кожухах или погодозащитных капотах, на автомобильных прицепах или полозьях. Помимо основного
завода дизельного оборудования, ПСМ имеет отдельный завод по производству блок-контейнеров, который
выпускает более 800 единиц продукции в год. Готовую продукцию можно приобрести через офисы продаж в
Ярославле или в Москве, доставка осуществляется по всей России и территории СНГ.
Гарантия
ПСМ — единственная компания в России, которая самостоятельно несет гарантийные обязательства как на электростанции, приводы и насосные установки в целом, так и на их основные комплектующие: двигатель, генератор и систему управления. Наши специалисты аккредитованы российскими и зарубежными производителями для проведения ремонта всех частей продукции. Мы одинаково внимательно обслуживаем технику любого формата – будь то электрогенератор дизельный малой мощности или гигантская энергосистема. Инженеры сервисной службы ПСМ в самые короткие сроки добираются в любую точку России и СНГ, чтобы провести диагностику и сервисное обслуживание. Так же быстро достигают потребителей и любые детали, заказанные с нашего склада.
Школьники в «Кванториуме» создали модель электростанции, работающей на солнечной и волновой энергии
Преподаватель «Кванториума» Алена Богомолова рассказала о работе команды Non Toxic — школьники создали 3D-модель электростанции, работающей на солнечной и волновой энергии и способной питать деревню на берегу Рыбинского водохранилища.
— Для Всероссийского конкурса на обучение по дополнительной общеразвивающей программе «Кампус молодежных инноваций «ЮниКвант» в Международном детском центре «Артек» нужно было разработать модель современной и экологичной электростанции. У нас в регионе работает ГРЭС в Кадуе — но это электростанция старого поколения, сейчас мир начинает переходить на электростанции с использованием солнечной энергии. И ребята из «Кванториума» решили создать электростанцию, которая могла бы использовать энергию Солнца и волн и преобразовывать ее в электрический ток. Такая электростанция могла бы быть размещена на Рыбинском водохранилище и питать небольшую деревню или дачный поселок размером с Городище.
Над проектом трудились ученики 8 — 9-х классов Анна Жирова и Владислав Яшников из квантума «Промдизайн», Кирилл Тихов из квантума «Хайтек», Иван Константинов из «Энерджи» и мы, их наставники: Алена Богомолова, Марина Трошкова, Елена Куценко. Дети создали 3D-модель электростанции, а когда смогут вернуться в учебные классы, продолжат работу над проектом.
Электростанция стоит на буйках — они погружены в воду и убираются только зимой. Подобно рыбачьим поплавкам, они создают колебания, и получается энергия. Важная часть станции — трекер, техническое устройство, функция которого заключается в способности отслеживать перемещение Солнца и соответственно разворачивать закрепленные на специальной конструкции солнечные батареи. Таким образом, солнечные панели весь световой день настроены так, что солнечное излучение постоянно падает на них под прямым углом, и это значительно повышает их КПД. Возможно полностью автоматическое (без вмешательства человека) управление трекером, к примеру, это функция распознавания пасмурных дней и коррекция установленного времени посредством Интернета. Кроме этого, система предусматривает и функцию управления и коррекции углов вручную.
Почему такие станции экологичны? Благодаря плавающим солнечным установкам не только вода оказывает охлаждающее воздействие на солнечное оборудование, оно работает и наоборот.
Плавающая солнечная электростанция создает затенение на поверхности воды, уменьшая испарение из этих водоемов, резервуаров и озер. Это особенно полезно в районах, подверженных засухе. Тень, обеспечиваемая плавающими солнечными батареями, также помогает уменьшить цветение водорослей в водоемах с пресной водой.
Конечно, такая выработка энергии была бы сезонной: плавучая электростанция, которая использует энергию волн, не будет работать зимой, когда вода замерзает. Но зимой не так много людей живет за городом на дачах, поэтому и расход электричества в поселках становится меньше. Зимой станция могла бы отдавать накопленную за теплое время года энергию, а также использовать энергию Солнца — ведь оно у нас в регионе все-таки есть даже зимой. Мы с детьми считаем, что за такими станциями будущее — они не вредят окружающей среде. Конечно, целый город снабдить электричеством наша станция не сможет, слишком она мала; но наши разработки смогут применить жители поселков.
Алена Сеничева
Газопоршневые электростанции: особенности и обзор моделей
Газопоршневые электростанции – достойная альтернатива более привычным дизельным электрогенераторам.
В основе такого устройства лежит двигатель внутреннего сгорания, работающий на природном газе. Он отличается компактными размерами, топливной экономичностью и общей неприхотливостью. Кроме того, подобные установки обеспечивают высокий электрический КПД. По этим причинам данное оборудование пользуется все более высоким спросом для эксплуатации в качестве основных и резервных источников электроснабжения.
Конструкция и принцип работы газопоршневой электростанции
Любая газопоршневая установка состоит из двух основных блоков – двигателя внутреннего сгорания и генератора электроэнергии. Воспламенение в цилиндре топлива стандартное – свечой зажигания. Энергия сгорания передается на связанный на шатун, далее – на коленвал, и далее – на генератор, что приводит его в действие. Конструкция простая, но надежная. В качестве топлива может быть использован:
- природный газ с высоким содержанием метана;
- нефтяной газ;
- бутан-пропан;
- биогаз;
- все виды промышленных газов.
Такая топливная универсальность удешевляет эксплуатацию энергоустановок в местах с большими запасами дешевого попутного газа.
Особенности газопоршневых энергоустановок
- Электрический КПД в пределах 42-44%.
- Возможность эксплуатации в условиях экстремально низких температур.
- Низкая стоимость топлива.
- Наличие режима когенерации (генерация электричества и тепла).
- Малошумность – до 78 Дб в мощных установках.
Сферы применения
Газопоршневые генераторы универсальны в применении. Их можно использовать в качестве аварийных, основных и дополнительно подключаемых при пиковых нагрузках источников питания.
Применение:
- строительные площадки;
- шахты и обрабатывающие предприятия;
- индивидуальное подключение автономного оборудования;
- коммунальные хозяйства;
- аэропорты, гостиницы, рестораны и другие инфраструктурные, сервисные объекты;
- промышленные предприятия;
- логистические узлы, проч.
Фактические ограничения на допуски к эксплуатации газопоршневых энергоустановок отсутствуют.
Популярные модели
MTU8V4000GS
Мощность – 776 кВт.
Достоинства:
- Полноценная мини ТЕЦ.
- Высокий КПД.
- Исполнение – открытое или в защитном кожухе.
- Мобильность.
- Низкий уровень рабочих шумов.
Подробные характеристики на странице https://ernd.ru/catalog/energeticheskoe-oborudovanie/gpu/mtu8v4000gs_l32_776/.
Недостаток можно выделить только один – требовательность к качеству топлива. Им может быть исключительно природный газ с содержанием метана не менее 80%.
MTU12V4000GS
Мощность – 1518 кВт.
Достоинства:
- Мобильная электростанция для крупнейших объектов строительства.
- Высокая скорость ввода в эксплуатацию.
- Большой гарантированный ресурс – 180 000 часов наработки.
- Высокий электрический КПД – 44,2%.
- Одновременная генерация электрической и тепловой энергии.
Подробные характеристики на странице https://ernd.ru/catalog/energeticheskoe-oborudovanie/gpu/mtu12v4000gs_l32_1169/.
Недостатки у этой модели сложно выявить. Благодаря этому она – одна из наиболее востребованных установок такой мощности на сегодняшний день.
MTU16V4000GS
Мощность – 2024 кВт.
Достоинства:
- Моторесурс – не менее 180 000 моточасов.
- Генерирование электрической и тепловой энергии.
- Запас мощности достаточный для обеспечения электро- и теплоснабжения крупного предприятия или целого населенного пункта.
- Мобильность.
- Высокая скорость ввода в эксплуатацию.
- Два варианта исполнения – открытое и в защитном кожухе.
Подробные характеристики на странице https://ernd.
ru/catalog/energeticheskoe-oborudovanie/gpu/mtu16v4000gs_l32_1562/.
Это одна из мощнейших газопоршневых установок, доступных на современном рынке.
Заключение
Газопоршневые электростанции более универсальны сравнительно с дизельными за счет большего количества вариантов топлива. Они дешевле в эксплуатации и не менее надежны. Для промышленного использования зачастую являются оптимальным выбором.
Возможно, Вас также заинтересуют газопоршневые МИНИ-ТЭС и ТЭЦ.
ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ РИСКА ПОДТОПЛЕНИЯ АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ | Опубликовать статью ВАК, elibrary (НЭБ)
Цымбал В.А.
Ассистент кафедры «Охраны окружающей среды», Запорожская государственная инженерная академия
ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРНО–ЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ РИСКА ПОДТОПЛЕНИЯ АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИАннотация
В статье рассмотрено – внедрение программного определения уровней риска подтопления, построение структурно-логической модели и адекватных защитных барьеров на примере Запорожской атомной электростанции
Ключевые слова: риск, модель, атомная электростанция, подтопление, события, факторы, меры.
Tsymbal V.A.
Assistant Professor of “environment”,
ZaporozhyeStateEngineeringAcademy
STRUCTURAL BUILDING A LOGICAL MODEL OF RISK ASSESSMENT UNDERFLOODING NUCLEAR POWER PLANT
Abstract
In the article – introduction of the determination of the levels of risk of flooding, the construction of the structural and logical model and adequate protective barriers the Zaporizhia nuclear power plant.
Keywords: risk, model, nuclear power, flooding, events, factors measures.
Безопасность мы понимаем как состояние защищенности личности, общества и государства от риска понести убытки от внутренних и внешних угроз, с другой стороны, безопасность – это приемлемый уровень риска. Риск – это изменение, которое характеризует безопасность численно и определяется как произведение вероятности нежелательной (негативной) события на ущерб, она может нанести.
Принятие решений – это также задача, которая должна быть решена на основе исследования всех возможных сочетаний факторов, которые могут привести к возникновению нежелательного события с учетом данных постоянного мониторинга опасных процессов и явлений. Должна быть количественная оценка рисков, которая определяет значение вероятности возникновения рисков и воздействия их последствий на деятельность, помогает принимать оптимальные решения и избегать неопределенности. Если есть система, которую можно характеризовать некоторыми статистиками случайных процессов и случайных величин, и при этом можно выделить воздействия, переводят систему из одного состояния в другое, и эти воздействия можно выбирать в соответствии с некоторым алгоритмом, улучшая на следующих шагах, то мы управления с адаптацией.
То есть возможно организовать управление случайными процессами, которые изменяются по мере поступления информации о процессах, происходящих с целью улучшения качественных характеристик системы.
Управление имеет свойство адаптации в том смысле, что оно зависит от всей доступной в текущий момент информации о процессе.
С учетом мирового опыта для определения уровня безопасности объектов повышенной опасности, или безопасности производства возможно использование программы «SAPHIRE». Что дает возможность создавать и анализировать имитационные структурно – логические модели: деревья отказов и деревья событий, применяя персональный компьютер.
Это позволяет:
– Строить дерева событий и дерева отказов с помощью графического или логического редактора;
– Связывать дерева событий и дерева отказов в единую расчетную модель;
– Оценивать аварийные последовательности, делать количественную оценку минимальных сечений для аварийных последовательностей на основании эксплуатационных данных;
– Учесть действия персонала по восстановлению функций оборудования или систем, отказ по общим причинам;
– Определить доминирующие аварийные последовательности;
– Группировать аварийные последовательности в зависимости от конечного состояния объекта;
– Выполнять анализ чувствительности, значимости и неопределенности результатов;
В модель включаем факторы, способствующие возникновению подтопления.
Принимаем, что вероятность зависит от двух факторов: природных и антропогенных. Все факторы (события), безусловно, важны, но от каждой из них вероятность зависит по-разному. Существуют комбинации событий, приводящих к подтоплению с наибольшей вероятностью, но есть и такие события, сочетание которых ни при каких условиях не приводит к появлению подтопления.
Получить сочетание событий, приводящих к подтоплению с наибольшей вероятностью, можно с помощью построения структурно-логических моделей подтопления и их анализа.
С помощью современных методов, которые существуют для оценки безопасности атомных электростанций и потенциально опасных объектов [2], можно составить структурно-логическую модель подтопления и провести оценку ее риска.
Рассмотрим на основе статистических данных 2010 построение модели страхового случая (СС) для атомной электростанции. В модель включаем все причины возникновения подтопления, имевших место и факторы, способствующие или препятствующие появлению и распространению подтопления.
Принимаем, что вероятность СС зависит от 10 причин (П), и 12 факторов (Ф). Все причины и факторы (события), безусловно, важны, но от каждой из них вероятность СС зависит по-разному. Существуют комбинации событий, приводящих к СС с наибольшей вероятностью, но есть и такие события, сочетание которых ни при каких условиях не влечет СС.
Целью построения структурно-логических моделей подтопления и их анализа в может быть:
– выяснения главных причин, приводящих к возникновению подтопления, с целью их предупреждения;
– разработка мероприятий по предотвращению возникновения подтопления и снижение риска подтопления;
– построение шаблонов (программ) для оценки степени фактического риска в конкретных условиях с целью контроля и общей оценки состояния подтопления.
Например, рассмотрим нежелательную событие: Подтопление территории Запорожской атомной электростанции.
Основными источниками Водоснабжение Запорожской АЭС является Каховское водохранилище которое имеет непосредственное влияние на повышение уровня грунтовых вод.
Поднятие уровня грунтовых вод может привести к просадок грунта и разрушения коммуникаций и сооружений, возникновения чрезвычайной ситуации на АЭС.
Понижение уровня грунтовых вод Каменского пода осуществляется круглосуточно 300 скважинами вертикального дренажа с глубины 28 метров.
В Мире очень осторожно относятся к использованию вертикального дренажа. Поэтому необходимо учесть риск возникновения нежелательного события (табл. 1).
Начальное событие:
• Высокий уровень грунтовых вод;
• Нежелательные гидрометеорологические условия;
Факторы и события, которые могут влиять на возникновение подтопления. (рис.1)
• Техногенный фактор (работа скважин вертикального дренажа не в проектном режиме)
• Природный фактор (избыточные осадки).
Интервал времени от начального события к нежелательной: 1 год
Таблица 1- Перечень базовых событий и их вероятность
Шифр | Название события | Р | Прим. |
А1 | Дренажная система нуждается в реконструкции | 0,50 | Управ. |
А2 | Нестабильное энергоснабжение насосов дренажа | 0,15 | Управ. |
А3 | Неисправность насосной системы | 0,21 | Управ. |
А4 | Фильтрация воды | 0,38 | Управ. |
А5 | Ошибки операторов насосных станций | 0,16 | Управ. |
А6 | Не обоснованные орошаемые нормы с/х культур | 0,24 | Управ. |
А7 | Другие причины | 0,10 | Управ. |
А8 | Неисправность шлюзов ГЕС | 0,18 | Управ. |
А9 | Аварийное состояние ГЕС | 0,12 | Управ. |
А10 | Разрушение плотины ГЕС | 0,15 | Управ. |
А11 | Водоупор | 0,49 | Управ. |
А12 | Землетресение | 0,02 | Неуправ. |
А13 | Излишние осадки | 0,52 | Неуправ. |
А14 | Низкая темпиратура | 0,23 | Неуправ. |
А15 | Поды, низменности | 0,58 | Неуправ. |
Факторы и обстоятельства, которые могут влиять на ход событий (рис.3)
1. Необоснованные оросительные нормы.
2. Значительные осадки.
3. Поди и низины.
4. Аварийное состояние.
5. Водоупор.
6. Фильтрация.
Рис.1- Факторы и события, которые могут влиять на возникновение подтопления.
Рис 2- Дерево событий
Рис. 3 – Факторы и обстоятельства, которые могут влиять на ход событий
Меры и средства предотвращения вредного фактора
• Для предотвращения подтопления земель необходимо внедрять новые способы снижения уровня грунтовых вод.
• Изучать мировой опыт борьбы с подтоплением.
• Совершенствование режима орошения;
• Внедрение ресурсосберегающих технологий;
• Реконструкция существующих оросительных систем;
• Возможно вмешательство человека в процесс и возможные ошибки при этом.
• Совершенствование режима орошения;
• Внедрение ресурсосберегающих технологий;
• Реконструкция существующих оросительных систем;
Вывод:
Использование SAPHIR для расчёта риска подтопления земель позволяет определить пути управления риском, как неотъемлемую часть государственной политики национальной безопасности и социально-экономического развития государства, одной из важнейших функций всех органов исполнительной власти и субъектов хозяйствования всех форм собственности.
Литература
1. В.В.Бегун, И.М.Науменко. Безопасность жизнедеятельности. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. К., 2004.
2. В.В.Бегун, О.В.Горбунов, И.Н.Каденко и др.
Вероятностный анализ безопасности атомных станций. Учебное пособие для студентов вузов специальностей «Атомная энергетика». К., 2004.
3. Закон Украины от 8.06.2000 «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера».
4. “Проблемы чрезвычайных ситуаций” стр.84-89, Выпуск 4, 2006.
| Геотермальные исследования
NREL проводит расширенное моделирование и моделирование геотермальных электростанций для разработки инновационные способы интеграции геотермальной энергии в электросеть.
NREL моделирует геотермальную гибкость, что увеличивает преимущества геотермальных установок. операторам сетей и конечным пользователям.Возможности
Возможности моделирования и симуляции NREL предлагают эффективный подход для установки
проектирование, оптимизация эксплуатации и технико-экономическая оценка жизненного цикла.
- Моделирование циклического изменения мощности электростанции
Мы моделируем двухжидкостные энергетические циклы, паро-циклы Ренкина и другие усовершенствованные источники энергии. циклы в проектных и внепроектных условиях эксплуатации.Реальная работа электростанции данные были приняты для валидации моделирования энергетического цикла для улучшения эксплуатационных соответствие эффективности и рыночного спроса.
- Моделирование гибкости
Мы моделируем технико-экономический потенциал геотермальных электростанций. гибко, поскольку переменные возобновляемые источники энергии все в большем количестве развертываются в сети.
- Анализ технико-экономического потенциала
Анализируем технико-экономический потенциал электростанций при различных сценариях энергосистемы. чтобы помочь операторам удовлетворить рыночный спрос и максимально использовать свои ресурсы.
чтобы помочь операторам удовлетворить рыночный спрос и максимально использовать свои ресурсы.Гибкая геотермальная генерация
По мере развертывания все большего количества изменяемых возобновляемых технологий, таких как солнечная и ветровая энергия, гибкость геотермальной энергии может быть активом для электрической сети.Гибкая геотермальная банка помочь укрепить систему, допуская дисбаланс, и обеспечить дополнительный резерв и вспомогательные услуги, такие как контроль частоты и пропускная способность.
Геотермальный объект Ормат в Пуна на Гавайях обеспечивает гибкую мощность для поддержки энергосистемы
с использованием автоматического управления генерацией. В Пуна реконструкция геотермальной электростанции
преобразования топлива в электричество полностью контролируется оператором установки, и
к электрической мощности может происходить быстро, до 30% от номинальной мощности в минуту.
Инженеры и аналитики NREL ищут новые инновационные способы развертывания этого гибкого
возможность работы на геотермальных установках по всей территории США.
Гибридизация ресурсов
NREL работает с промышленными предприятиями и национальными лабораторными партнерами для разработки инновационных геотермально-солнечных
термогибридные конструкции. По одному из таких проектов — в партнерстве с US Geothermal Inc.,
Национальная лаборатория Айдахо и POWER Engineers — исследователи разработали концепцию
сначала использовать концентрированную солнечную тепловую энергию в паровой турбине высокого давления
а затем в качестве дополнительного источника тепла для геотермальной бинарной электростанции Рафт-Ривер.
в Айдахо. Такой подход позволил получить экономически привлекательный дизайн за счет меньшего капитала.
стоимость, более высокая чистая продукция и более высокая эффективность. Неожиданным результатом оказался вариант
включить солнечные аккумуляторы в гибридный цикл на 4 или 8 часов по цене
намного ниже аккумуляторного хранения электрической энергии.
NREL также исследовал возможность использования геотермальной энергии во время и после добычи нефти / газа. производственного цикла и на других тепловых / энергетических установках, работающих на ископаемом топливе. NREL имеет опыт и знания в разработке, оптимизации и оценке концепций гибридных систем.
Публикации
Использование концентрированной солнечной энергии для создания геологического резервуара тепловой энергии для Сезонное хранение и гибкая работа электростанции, Journal of Energy Resources Technology (2021)
Оценка геотермальной / солнечной гибридизации — интеграция солнечного теплового цикла в верхний геотермальный цикл с накоплением энергии.
Артикул № 115121, Прикладная теплотехника (2020)
Гибридизация геотермальной электростанции с концентрацией солнечной энергии и накопления тепла для увеличения мощности Производство и диспетчеризация, Applied Energy (2018)
Цикл доливки пара на солнечной энергии для бинарной системы Геотермальная энергия Электростанция , Технический отчет NREL (2018)
Создание 100% возобновляемой сети: Эксплуатация электроэнергетических систем с чрезвычайно высокой Уровни переменных возобновляемых источников энергии, IEEE Power and Energy Magazine (2017)
Глобальная цепочка создания стоимости и производственный анализ турбин геотермальных электростанций, транзакции (2017)
Просмотреть все публикации NREL о геотермальных исследованиях.
Контакт
Гуандун Чжу
[email protected]303-275-4497
Разработка модели электростанции с комбинированным циклом для оптимизации
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.03.032Получить права и содержаниеАннотация
Электростанции с комбинированным циклом (ПГУ) обладают многочисленными преимуществами. стать важной технологией для производства электроэнергии.Роль, которую играют ПГУ на рынке выработки электроэнергии, включает частые операции по запуску / останову, которые необходимо оптимизировать с помощью инновационных стратегий, таких как методы на основе моделей. Наличие специализированных языков и библиотек для моделирования физических систем облегчает реализацию точных крупномасштабных моделей. Однако для эффективного решения задач оптимизации на основе таких моделей требуются мощные алгоритмы, которые накладывают ряд ограничений на формулировку модели, в частности, отсутствие источника разрыва.
В этой статье представлен метод преобразования физической модели CCPP, разработанной для моделирования, в ориентированную на оптимизацию модель, которая может быть в дальнейшем использована с эффективными алгоритмами для улучшения характеристик запуска. Методология основана на переформулировке завода, изначально представленного с источниками разрывов, в гладкую модель с использованием непрерывных приближений функции Хевисайда. Результаты проверки демонстрируют непротиворечивость модели и подчеркивают тот факт, что она достаточно точна для использования в целях оптимизации и управления.
Особенности
► Физическая модель электростанции с комбинированным циклом, адаптированная для последовательности запуска. ► Методика разработки моделей, пригодных для целей контроля. ► Модель CCPP, разработанная для оптимизации процедуры запуска. ► Валидация модели и оптимизация пуска ПГУ.
Ключевые слова
Электростанция парогазового цикла
Запуск
Объектно-ориентированное моделирование
Управление электростанцией
Оптимизация
Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)
Полный текстCopyright © 2012 Elsevier Ltd.Все права защищены.
Рекомендуемые статьи
Цитирующие статьи
Построение имитационной модели геотермальной электростанции
Моя основная задача во время моей летней работы в Fortum заключалась в разработке общей имитационной модели геотермальной электростанции с помощью программного обеспечения для моделирования Apros. Программное обеспечение Apros было разработано Fortum и VTT (Technical Research Center of Finland Ltd). Он используется для реалистичного моделирования динамического поведения тепловых электростанций и их систем управления.Работа была настоящим процессом обучения, поскольку у меня не было предыдущего опыта работы с программным обеспечением Apros, и эта геотермальная технология ранее не моделировалась с помощью Apros. Основная цель моей работы состояла в том, чтобы доказать, что геотермальная энергия может быть смоделирована с помощью Apros. Моей вторичной целью было создание общей модели, которую можно было бы использовать в качестве основы для коммерческих приложений, таких как симуляторы для обучения операторов и инженерные симуляторы.
Тренажерымогут быть чрезвычайно полезны в странах и проектах, где обучение операторов и инженеров новым технологиям должно проводиться на месте.Симуляторы также могут использоваться для инженерных приложений, чтобы сократить время простоя и повысить доступность, например путем изучения поведения растений при их нарушениях. Создание этой базовой модели геотермальной электростанции Apros является прелюдией к разработке учебного тренажера для фазы мобилизации. Развитие возможностей геотермальной эксплуатации и технического обслуживания (O&M) хорошо согласуется со стратегией Fortum eNext по декарбонизации.
Основы геотермальной электростанции
Геотермальная энергия — это местный источник энергии с низким содержанием углерода.Он не использует ископаемое топливо. Выгодно строить вблизи регионов с вулканической активностью. Геотермальная электростанция строится путем бурения скважин в перспективных регионах с подземными резервуарами жидкости. Жидкость представляет собой смесь горячей воды, пара и примесей. Состав сильно зависит от местоположения. Геофлюид находится под высоким давлением.
Динамическое моделирование с помощью программного обеспечения для моделирования Apros
Для моделирования я использовал данные из открытых источников по геотермальной энергии, общую техническую информацию о водяных / паровых циклах и некоторые более конкретные детали от исландской геотермальной компании Deilir Technical Services, специализирующейся на геотермальных услугах.Текущая модель имеет три скважины, два паросепаратора, турбину, конденсатор и градирню. На рисунке 1 показан рабочий дисплей модели Apros. На геотермальной электростанции нет топлива. Тепло земли нагревает жидкость, которая затем превращается в водно-паровой цикл. Это показано ниже на Рисунке 1.
Рис. 1. Рабочий дисплей типовой геотермальной электростанции
Смесь пара и воды подвергается мгновенному испарению и разделяется на пар и рассол, как показано на Рисунке 1.Пар поступает в турбину, а рассол — на обратную закачку. В некоторых случаях рассол промывают более одного раза, чтобы получить от него максимальную пользу. Рассол и конденсированный пар повторно закачиваются или выпускаются над землей.
В резервуаре с геофлюидом давление и температура будут постепенно уменьшаться. Когда рассол повторно закачивается относительно близко к резервуару, он пополняется. Это замедлит снижение давления и добычу жидкости. Geofluid также полон примесей.Эти примеси часто включают сероводород, кремнезем, хлорид и натрий. Качество геофлюида зависит от местоположения. Без повторной закачки эти примеси выбрасываются над землей в атмосферу.
Фундамент для разработки макета настоящей геотермальной ПП набор
Текущее состояние модели таково, что ее можно использовать для изучения изменений параметров добывающей скважины (давления и температуры входящего пара), неисправностей компонентов (например, заклинивания клапана), утечек в паровых трубах и деградации паровой турбины (напр.г. из-за коррозии от примесей). Возможности разработки включают добавление расчетов примесей, более точную автоматизацию и более широкие сценарии моделирования. Конечная цель — разработать тренажер для реальной геотермальной электростанции.
В заключение, лето получилось познавательным и интересным. Несмотря на некоторые проблемы, такие как Covid-19 и связанная с этим удаленная работа, я научился использовать программное обеспечение для моделирования Apros. Мои коллеги мне очень помогли, и я все еще узнаю об этом что-то новое.Несмотря на то, что у нас мало данных, создание геотермальной модели оказалось успешным. Теперь можно разработать более конкретную модель реальной геотермальной электростанции. Фундамент заложен.
структура модели электростанции
Контекст 1
… исследуемый период времени, когда электростанция начинает работу после 37-часового останова с двумя последующими положительными изменениями нагрузки до 95%. Получение желаемой полезной мощности, показанной на рисунке 10, является входными данными для модели и обрабатывается системой управления для получения сигнала желаемой мощности зажигания, а затем передается на угольные мельницы и нефтяные горелки.Несмотря на упрощения воспроизводимой системы управления модели электростанции, хорошее воспроизведение может быть достигнуто, различия между моделью и измерениями могут быть вызваны изменениями параметров процесса, особенно во время запуска, например, дрейфующей теплотворной способностью. , погрешности в динамике мельницы или ухудшение характеристик поверхностей нагрева. …
Контекст 2
… давление и массовый расход свежего пара возникают из-за текущего нагрева в печи и охлаждения рабочей среды за счет подачи питательной воды насосом.На рисунке 11 сравниваются смоделированные и измеренные давления на выходе из котла. По прошествии 50 минут электростанция переходит в режим скользящего давления, и давление пара жизненного цикла изменяется пропорционально нагрузке. …
Контекст 3
… этим можно констатировать хорошее воспроизведение гидравлической характеристики. Рис. 12: Сравнение расчетных и измеренных значений массового расхода тепла на входе экономайзера и на выходе из пароперегревателя от выхлопного газа к различным поверхностям нагрева с помощью модели, расчетные температуры пара на выходном коллекторе каждого нагревательного устройства сравниваются с соответствующее измерение.Далее обсуждаются некоторые репрезентативные сюжеты. …
Контекст 4
… обсуждаются следующие некоторые характерные графики. На рисунке 13 показана температура воды, поступающей в котел на входе в экономайзер, и температура пара после выхода испарителя в зависимости от времени. В то время как смоделированная температура на выходе испарителя хорошо согласуется с измерениями — средняя относительная погрешность составляет около 3,3%, температура на входе экономайзера показывает отклонение от 10 до 30 минут с максимальной погрешностью 28%….
Контекст 5
… вызвано разницей в скорости циркуляции: в моделировании большое количество холодной питательной воды снижает температуру на входе Eco по сравнению с измерением. Это означает, что большее количество почти кипящей циркулирующей воды, как видно на рис. 12 как разница между потоками экологичного и жизненного пара, приводит к высокой температуре на входе в экологичную систему. В работе Бенсона ошибка составляет менее 5,2% и показывает очень хорошую корреляцию….
Контекст 6
… аналогичные результаты, следовательно, модель топки и теплопередачи способна воспроизвести теплопередачу котла и его временное поведение (см. Рисунок 14). Рисунок 15 показывает сопоставимость реализованного контроля температуры путем сравнения смоделированных и измеренных массовых расходов впрыска. …
Контекст 7
… аналогичные результаты, следовательно, модель топки и теплопередачи способна воспроизвести теплопередачу котла и его временное поведение (см. Рисунок 14).Рисунок 15 показывает сопоставимость реализованного контроля температуры путем сравнения смоделированных и измеренных массовых расходов впрыска. Как измеренные, так и смоделированные скорости потока закачки качественно очень хорошо согласуются и показывают аналогичную динамику. …
Контекст 8
… можно увидеть на рисунке 16, чистая мощность генератора, поведение которой зависит от динамики всего процесса электростанции, показывает хорошую корреляцию. Таким образом, можно констатировать, что доминирующие и релевантные эффекты воспроизводятся моделью, и проверка, показанная выше, подтверждает точность и обоснованность допущений модели….
Контекст 9
… эта существующая модель позволяет прогнозировать температуры и температурные градиенты в точках, недоступных для измерений, например, температуры стенок высоконагруженных компонентов. В течение первых 90 минут представленного мягкого пуска возникающие температуры стенки выходного коллектора пароперегревателя показаны на рисунке 17. Очевидно, что температура металла на внешней стороне стены следует за внутренней температурой с определенной задержкой, и ее амплитуды значительно увеличиваются. меньше….
Контекст 10
… α m, α ϑ, dm, β Lϑ, E ϑ, ν, ∆p и ∆Θ обозначают механический и термический поправочный коэффициент для виража напряжения на ответвлениях, средний диаметр , средняя толщина стенки, коэффициент линейного расширения, модуль Юнга, коэффициент Пуассона и диапазон давления и разности температур при изменении нагрузки, соответственно. На рисунке 18 качественно показана оценка рабочего напряжения при изменении нагрузки. Максимальное количество изменений нагрузки, сравнимое с фактическим, определяется кривой Велера….
Context 11
… Метод позволяет сравнивать различные режимы работы с точки зрения уровня их износа для различных компонентов. На рисунке 19 показана усталость от плавного пуска и нескольких изменений нагрузки для впускных и выпускных коллекторов пароперегревателей и подогревателей. Обратите внимание, что в настоящее время нормальная работа составляет от 50% до 100% нагрузки, поэтому показанное изменение нагрузки на 60% можно рассматривать как нетрадиционную операцию. …
Контекст 12
… Аналогичным образом, как на рисунке 19, распространение дефекта показано для толстостенных коллекторов на рисунке 21. Рисунок 21: Рост дефекта в потенциально предварительно поврежденных толстостенных входных и выходных коллекторах для различных ситуаций основного напряжения. .
Контекст 13
… аналогично, как на рисунке 19, распространение дефекта показано для толстостенных коллекторов на рисунке 21. Рисунок 21: Рост дефекта в потенциально предварительно поврежденных толстостенных внутренностях. и выпускные коллекторы для различных ситуаций базового напряжения…
Программное обеспечение Thermoflow — Завод под ключ Модель
Услуги> Завод под ключ Модель
Всемирно известное программное обеспечениеThermoflow используется тысячами инженеров электростанций в сотнях компаний по всему миру. Независимо от того, проектируют ли они новые электростанции, модифицируют старые объекты или анализируют, как наилучшим образом управлять своим парком электростанций, инженеры используют программное обеспечение Thermoflow для выполнения этой работы. Если вы владеете или управляете одной или несколькими электростанциями, мы или любой из наших реселлеров с добавленной стоимостью можем быстро предоставить вам полностью прогнозируемую модель завода под ключ, чтобы вы могли начать улучшать работу своей электростанции уже сегодня.
Упакованная модель входит в нашу книгу WISEbook (симулятор «что, если» в книге Excel). WISEbook — это рабочая книга Excel, с помощью которой можно незаметно запускать мощное программное обеспечение для моделирования Thermoflow. Если вы можете использовать Excel, вы можете использовать WISEbook; опыт моделирования не требуется. Однако это не означает, что модель проста или лишена функций. Напротив, под капотом находится программное обеспечение для моделирования, полностью основанное на аппаратном обеспечении, которое постоянно развивается и используется с 1987 года для моделирования комбинированных циклов газовых турбин, когенерационных (теплоэлектроцентрали), традиционных паровых электростанций, теплоцентралей, паровых электростанций. объекты, электростанции с поршневыми двигателями и установки с охлажденной водой.
Поскольку модель основана на хорошо зарекомендовавшем себя программном обеспечении Thermoflow, это полностью прогнозирующий инструмент моделирования, способный прогнозировать характеристики при полной и частичной нагрузке в диапазоне условий окружающей среды, при различных когенерационных нагрузках, с некоторым оборудованием в эксплуатации и некоторое оборудование вышло из строя. Обычный запуск занимает от 5 до 20 секунд на достаточно современном ПК. Примеры представленных выходных данных модели:
Общая выработка электроэнергии предприятиями валовая и полезная
Общий КПД и нетто установки, а также тепловая мощность
Общий КПД (ТЭЦ)
Выручка от электроэнергии
Расход топлива
Тепловые платежи
Безубыточная стоимость выработки электроэнергии
Безубыточная стоимость топлива
Выходные мощности отдельных генераторов
Удельный расход топлива
Распределение потребляемой мощности собственных нужд
Давление пара, температура, расход в ключевых точках завода
Подача и возврат технологического пара
Распределение водопотребления и слива
Расход питательной воды
Свяжитесь с Thermoflow для получения дополнительной информации или ссылки на реселлера с добавленной стоимостью в вашем регионе.
Образец книги WISEbook для комбинированного цикла газовой турбины 1-на-1
В этом образце показана модель «под ключ» комбинированного цикла газовой турбины «1 на 1». Входные данные распределены по трем рабочим листам рабочей книги Excel, один для ГТ и ПГРТ, другой для ПТ и конденсатора, а третий для градирни. Входные данные модели — это желтые поля, у которых все имеют начальное значение по умолчанию. Вы начинаете вычисление, нажимая кнопку в верхнем левом углу любого экрана ввода.После вычисления экран вывода автоматически обновляется результатами.
Экран ввода GT и HRSG — Введите данные в желтые поля ввода. Среди прочего, здесь вы вводите условия площадки, которые играют важную роль в определении мощности газовой турбины. Нажмите кнопку Compute, чтобы начать вычисление, которое занимает от 5 до 20 секунд на текущем ПК.
Экран ввода ПТ и конденсатора — Введите данные в желтые поля ввода.Эта установка направляет технологический пар, отбираемый из промежуточного выходного отверстия турбины, через ограждение.
Окно ввода градирни — Введите данные в желтые поля ввода. Нажмите кнопку Compute, чтобы начать вычисление, которое занимает от 5 до 20 секунд на текущем ПК.
Экран вывода сводной информации по установке — Общая техническая и экономическая сводка показана в поле вверху справа.Подробные результаты по компонентам показаны рядом с каждым графиком. Может быть включено любое количество настраиваемых выходных дисплеев. Табличные и графические отчеты можно легко интегрировать, чтобы обеспечить наиболее эффективный инструмент для ваших нужд.
моделей управления жизненным циклом станции для долгосрочной эксплуатации атомных электростанций
Описание
Когда атомные электростанции достигают конца своего номинального проектного срока службы, они проходят специальную проверку безопасности и оценку старения своих основных конструкций, систем и компонентов с целью подтверждения или продления их лицензии на работу на сроки, превышающие первоначально установленный срок службы. предназначена.Были использованы три различные модели управления жизненным циклом станции, чтобы квалифицировать эти атомные электростанции для работы сверх их первоначального проектного срока службы. В этой публикации представлены образцы практики лицензирования для долгосрочной эксплуатации в государствах-членах МАГАТЭ. Описываются различные модели управления жизненным циклом станции, используемые для получения разрешений на долгосрочную эксплуатацию, и проводится сравнение со стандартной моделью периодического анализа безопасности. Также описаны извлеченные уроки и предупреждения о возможных осложнениях и подводных камнях, чтобы минимизировать лицензионный риск во время работы и будущих долгосрочных рабочих приложений.Основная цель этой публикации — поддержать владельцев и операторов атомных электростанций, планирующих продление срока эксплуатации станции сверх ее первоначального проектного срока, но она также служит полезным руководством для тех, кто заинтересован в приобретении с самого начала необходимых инструментов для реализации. управление старением на их будущей установке с учетом долгосрочной эксплуатации.
Дополнительная информация о повторном использовании материалов, охраняемых авторским правом МАГАТЭ.
Ключевые слова
МАГАТЭ Ядерная энергия, Операции на АЭС, Атомные электростанции, Меры безопасности, Эксплуатация и техническое обслуживание, Лицензирование, Старение, Проектирование, Управление жизненным циклом станции, Долгосрочная эксплуатация, Оценка безопасности, Отчет по безопасности, Оценка состояния станции, Опыт эксплуатацииПубликации по теме
2021
2021
2021
2021
2021
2021
2021
2020
2020
2020
2020
2020
2020
2020
2019
2019
2019
2018
Моделирование энергетического сектора | Агентство по охране окружающей среды США
В этой области представлена информация и документация по ресурсам моделирования энергетического сектора Агентства по охране окружающей среды и нормативным приложениям моделирования энергетического сектора.В последние несколько лет EPA взаимодействовало с должностными лицами штата по планированию качества воздуха, представителями энергетических компаний, региональных передающих организаций, федеральными и исследовательскими организациями и другими лицами, работающими над моделированием энергетического сектора, которые внесли свой вклад в данные, предположения и структуру EPA. инструменты аналитики электроэнергетики.
EPA использует Интегрированную модель планирования (IPM) для анализа прогнозируемого воздействия экологической политики на сектор электроэнергетики. В дополнение к IPM, EPA использует дополнительные дополнительные аналитические инструменты и подходы для информирования о прогнозах в электроэнергетике и регулирующих действиях.
Ресурсы для моделирования энергетического сектора
- Национальная система данных по электроэнергии v6 (NEEDS): NEEDS содержит записи генерирующих единиц, используемые для построения «модельных» станций, которые представляют существующие и запланированные / принятые единицы в приложениях моделирования EPA для IPM. ПОТРЕБНОСТИ включают основные географические, эксплуатационные данные, данные о выбросах в атмосферу и другие данные об этих энергоблоках.
- Платформа моделирования энергетического сектора EPA v6 с использованием IPM: новейшая платформа моделирования энергетического сектора, включая соответствующие входные данные и предположения моделирования, выходы и документацию
- Средство просмотра результатов: инструмент для работы с электронными таблицами для сравнения различных прогонов IPM в сочетании с историческими данными.
- Retrofit Cost Analyzer: инструмент для работы с электронными таблицами для оценки стоимости строительства и эксплуатации средств контроля загрязнения.
- Энергетические ресурсы для государственных, местных и племенных органов власти: Включает инструменты, которые оценивают выбросы, здоровье и экономические выгоды от политики и программ чистой энергии (таких как AVERT и COBRA).
- Ресурсы данных рынков чистого воздуха: Включает список доступных ресурсов данных, включая данные о выбросах и эксплуатации электростанций с 1990 года, а также данные об окружающей среде для отслеживания изменений в окружающей среде с середины 1980-х годов.
Регулирующие приложения для моделирования энергетического сектора
Руководство Агентства по охране окружающей средыотносительно кадастров выбросов генерирующих единиц (EGU), основных исходных предположений моделирования / прогнозов, соответствующих источников данных и общих методологических критериев доступно в Разделе 5.3.1 Руководства по инвентаризации выбросов в атмосферу, включая ссылки на государственные ресурсы, такие как ERTAC и NE-MARKAL.
Если у вас есть какие-либо вопросы, свяжитесь с CAMD, используя нашу онлайн-форму
.