Прямые договоры

Прямые договоры

Прямые договоры работают

На энергетическую безопасность региона
 
В результате реформирования российской энергетики производство, передача и сбыт электроэнергии были разделены на разные виды бизнеса. Позже предприятия отрасли были объединены в крупные генерирующие, сетевые и сбытовые компании. Электросетевые активы Сибирского региона перешли под управление единой операционной компании – МРСК Сибири, главная задача которой — обеспечить надежное и качественное электроснабжение жителей, предприятий, объектов социальной сферы одиннадцати сибирских территорий. Осуществить это условие возможно в случае качественного выполнения инвестиционных и ремонтных программ в филиалах компании, своевременной подготовки сетей и подстанций к зиме. Однако задержки в расчетах сбытовых компаний перед сетевыми порой достигают критичного уровня и могут поставить под угрозу энергобезопасность отдельных сибирских регионов. Как не допустить энергетического коллапса? Выход был предусмотрен самой реформой энергетики. Сетевые компании вправе заключать договоры на передачу электрической энергии напрямую с клиентами, минуя посредника – сбытовые компании. О механизме заключения прямых договоров наш разговор с заместителем генерального директора по развитию и реализации услуг МРСК Сибири Дмитрием Мананниковым.

— Дмитрий Александрович, работа по подготовке к переходу на заключение прямых договоров началась с осени прошлого года. Чем она продиктована?

— Назову три основных предпосылки к необходимости заключения прямых договоров. Во-первых, существует обязательство исполнения федерального законодательства, в рамках которого при желании заказчика мы обязаны обеспечить заключение договора на передачу электроэнергии. Во-вторых, отлаженная схема, когда между сетевой компанией и потребителями стояла организация в лице сбытовой компании, начинает давать сбой. Это связано с недостаточной финансовой устойчивостью сбытовых компаний, которые в условиях финансового кризиса не способны в полной мере обеспечить четкое исполнение договоров — как поставки, так и передачи электроэнергии.

К примеру, до сентября 2008 года у МРСК Сибири со стороны энергосбытовых организаций проблема касалась только спорной задолженности и авансовых платежей. Если в конце сентября прошлого года просрочка по задолженности составляла не менее 3-5 дней, то на март нынешнего года просроченная задолженность значительно увеличилась и по отдельным филиалам превысила месячную выручку.

Переход на прямые договоры позволит сетевым компаниям более качественно выстраивать отношения с клиентами.

— Только ли филиалы МРСК Сибири столкнулись сегодня с проблемой неплатежей со стороны энергосбытовых компаний, или эта ситуация характерна для всей России?

—  Ситуация зависит от соотношения бытовых и промышленных потребителей на той или иной территории. К примеру, если доля бытовых потребителей в европейской части России составляет 40-60 процентов, то платежи более стабильные. Бытовой потребитель уже привык, что платить необходимо. Наибольшие проблемы испытывают регионы, где расположены крупные энергоемкие предприятия черной, цветной металлургии, химической промышленности. Это – Сибирь и Урал.

— В чем отличие прямых договоров от договоров со сбытовой организацией?

— Реформирование электроэнергетики направлено на создание конкурентного рынка электроэнергии. Поэтому в целевой модели развития энергорынка между сбытовыми и сетевыми компаниями должна быть здоровая конкуренция. Думаю, что в экономике потребителя переход на прямые договоры пройдет незаметно. Наоборот, у него появятся более гибкие, выгодные условия регулирования вопросов с сетевой организацией. В Правилах функционирования розничных рынков электрической энергии в переходный период реформирования энергоэнергетики эти моменты четко прописаны.

Согласно федеральному законодательству, потребитель вправе сам выбирать, по какой схеме ему работать. Одна схема предусматривает заключение договора только со сбытовой организацией, которая выступает агентом во взаимоотношениях с сетевой компанией, оплачивая услуги по транспортировке электроэнергии.

Второй путь, по которому мы предлагаем идти потребителям, предусматривает заключение двух договоров: со сбытовой компанией на куплю-продажу энергии, и с сетевой компанией – на транспорт электроэнергии, либо с оптовым рынком и с нами, сетевой организацией.

— Если говорить о выгоде прямого договора, в чем она заключается?

— Сетевая компания предлагает наиболее гибкие условия. Если сбытовая компания требует 50 процентов авансовых платежей, то сетевая компания ведет речь о 30 процентах. Добросовестный потребитель не рискует попасть под ограничение подачи электроэнергии, которое может быть введено при неисполнении договорных обязательств сбытовой компанией перед сетевой организацией. В случае банкротства гарантирующего поставщика – сбытовой компании исключается риск повторного взимания платежа за услуги по передаче электроэнергии.

МРСК Сибири – клиентоориентированная компания. Наш основной постулат: хорошо потребителю – хорошо и нам. И переход на прямые договоры с потребителями в полной мере отвечает этому тезису.

— Дмитрий Александрович, в каком филиале МРСК Сибири опыт по заключению прямых договоров можно назвать наиболее удачным?

— Наиболее удачным считаю опыт работы по заключению прямых договоров в Кемеровской области. Сегодня лишь 34 процента полезного отпуска энергии остается за сбытовой организацией в регионе, остальное – это прямые договоры с филиалом МРСК Сибири — Кузбассэнерго-РЭС. Такая схема взаимодействия сетевой компании с потребителями позволяет более точно планировать поступление денежных средств, отслеживать динамику спроса на электроэнергию в регионе.

— Планирует ли компания заключать прямые договоры с населением?

— Действующее законодательство предусматривает, что бытовой потребитель должен рассчитываться за потребление электроэнергии и иметь прямые отношение с гарантирующим поставщиком, то есть с энергосбытовой организацией. И, говоря о заключении прямых договоров, сетевые компании в первую очередь подразумевают крупные энергоемкие предприятия, которые существенно влияют на потребление электроэнергии в регионе.

— Дмитрий Александрович, что вы ожидаете от введения повсеместной практики по заключению прямых договоров с потребителями электросетевых услуг?

— Стратегическая задача, стоящая перед МРСК Сибири – максимальная диверсификация портфеля прямых договоров по группам и отраслям потребителей. К следующему году МРСК Сибири планирует транспортировать до 50 процентов электроэнергии на основании прямых договоров. Мы пытаемся изменить устоявшуюся систему отношений, перевести ее в новое русло, соответствующее новым экономическим и хозяйственным условиям. Когда потребитель напрямую работает с поставщиком услуги, вопросы решаются более оперативно и гибко. Увеличение количества прямых договоров сделает схему рыночных отношений в регионе максимально прозрачной. Это выгодно и региональным властям, и регуляторам, и потребителям.

404 Страница не найдена

О компании Россети Янтарь 75 лет История компании Ключевые факты и цифры Миссия и стратегия Программа реконструкции и развития электрических сетей Калининградской области до 2020 года Схема выдачи мощности (СВМ) Подготовка к ЧМ Реконструкция сетей 60 кВ с переводом на 110 Кв Общесистемные мероприятия Мероприятия по обеспечению энергоснабжения потребителей Куршской косы Технологическое присоединение льготников Реконструкция сетей 0,23 кВ Акционерное общество Органы управления Информация об аудиторе и регистраторе Структура акционерного капитала Антикоррупционная политика Социальная и кадровая политика Социальная ответственность Пенсионный фонд Молодежная политика Взаимодействие с ВУЗами Вакансии Контактная информация и реквизиты Экологическая политика Руководство ПАО «Россети» Пресс-центр Россети Янтарь Россети Энергетика Видео Фоторепортажи Закупки Управление закупочной деятельностью Неликвиды Продажа и аренда имущества Проведение закупок Информация о заключенных договорах Дорожная карта по сотрудничеству МСП Закупки для МСП Реестр недобросовестных поставщиков Раскрытие информации Раскрытие информации Обществом Устав и внутренние документы Финансовая и годовая отчетность Ежеквартальные отчеты Аффилированные лица Существенные факты Решения органов управления Решения о выпуске ценных бумаг Сведения о порядке предоставления информации акционерам Интерфакс-ЦРКИ Дополнительные сведения, обязательные для раскрытия Обществом Инвестиционная программа Раскрытие информации субъектами оптового и розничного рынков электрической энергии сетевой организацией Действующая редакция с 16.02.2019 г. В редакции до 16.02.2019 г. Раскрываемая информация в соответствии со Стандартом раскрытия информации энергоснабжающими, энергосбытовыми организациями и гарантирующими поставщиками Действующая редакция с 16.02.2019 г. В редакции до 16.02.2019 г. Раскрытие информации производителем электрической энергии Потребителям Обслуживание потребителей Территория обслуживания Совет потребителей услуг Центры обслуживания потребителей Интерактивная карта Услуги Технологическое присоединение Передача электроэнергии Коммерческий учет электрической энергии Передача объектов электросетевого хозяйства Зарядные станции для электротранспорта Дополнительные услуги Нормативные документы Документы по техническому обслуживанию и ремонту Правила применения цен и тарифов Нормативные документы cистемы обслуживания потребителей услуг Нормативные документы по технологическому присоединению Нормативные документы по коммерческому учету электроэнергии Нормативные документы по передаче электроэнергии Отключения электроэнергии Плановые отключения Аварийные отключения Дополнительная информация Правила безопасности Техническое состояние сетей Пропускная способность План и отчет по ремонтам Управление собственностью Энергосбережение и повышение энергетической эффективности Загрузка центров питания Обратная связь Опросы и анкеты Запись на прием Информация о качестве обслуживания потребителей ДЗО АО «Янтарьэнергосбыт» АО «Калининградская генерирующая компания» О компании Закупки Раскрытие информации Потребителям АО «Янтарьэнергосервис» О компании Закупки Раскрытие информации

Урок 44. Получение, передача и распределение электроэнергии.

Производство, передача и распределение электроэнергии.

   Проблема обеспечения энергией уже в самое ближайшее время станет одной из наиболее острых среди глобальных проблем человечества. Более 60% энергии вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС) на органическом топливе (уголь, нефтепродукты, газ, торф), примерно 18% — на атомных (АЭС) и гидроэлектростанциях (ГЭС), а остальные 2% — на солнечных, ветровых, геотермальных и прочих электростанциях.

   Производство электрической энергии в России концентрируется преимущественно на крупных электростанциях. Потребители электрической энергии – промышленность, строительство, электрифицированный транспорт, сельское хозяйство, сфера бытового обслуживания расположены в городах и сельской местности. Центры потребления электроэнергии, как правило, удалены от ее источников зачастую на расстояния в сотни и даже тысячи километров и распределены на значительной территории. В связи с этим возникает задача транспортирования электроэнергии от станций к потребителям. Эту задачу выполняют электрические сети, состоящие из линий электропередачи (ЛЭП) и подстанций.

   Передача электрической энергии от электростанций до больших городов или промышленных центров на расстояния тысяч километров является сложной научно-технической проблемой.

   Для уменьшения потерь на нагревания проводов необходимо уменьшить силу тока в линии передачи (ЛЭП), и, следовательно, увеличить напряжение. Обычно линии электропередачи строятся в расчете на напряжение 400–500 кВ, при этом в линиях используется трехфазный ток переменной частоты 50 Гц. На рисунке представлена схема линии передачи электроэнергии от электростанции до потребителя. Схема дает представление об использовании трансформаторов при передаче электроэнергии.

   Следует отметить, что при повышении напряжения в линиях передачи увеличиваются утечки энергии через воздух. В сырую погоду вблизи проводов линии может возникнуть так называемый коронный разряд, который можно обнаружить по характерному потрескиванию. Коэффициент полезного действия линии передач не превышает 90 %.

 

Условная схема высоковольтной линии передачи. Трансформаторы изменяют напряжение в нескольких точках линии. На схеме изображен только один из трех проводов высоковольтной линии.

Среди приборов переменного тока, нашедших широкое применение в технике, значительное место занимают трансформаторы.

Трансформатор – прибор для преобразования напряжения и силы переменного тока при неизменной частоте.

Он был изобретен П. Н. Яблочковым в 1876 году. В 1882 году трансформатор был усовершенствован И. Ф. Усагиным.

Принцип действия трансформаторов, применяемых для повышения или понижения напряжения переменного тока, основан на явлении электромагнитной индукции.

Простейший трансформатор состоит из сердечника замкнутой формы из магнитомягкого материала, на который намотаны две обмотки: первичная и вторичная.

Первичная обмотка подсоединяется к источнику переменного тока с ЭДС e₁(t), поэтому в ней возникает ток J₁(t), создающий в сердечнике трансформатора переменный магнитный поток Φ, который практически без рассеяния циркулирует по замкнутому магнитному сердечнику и, следовательно, пронизывает все витки первичной и вторичной обмоток.

В режиме холостого хода, то есть при разомкнутой цепи вторичной обмотки, ток в первичной обмотке весьма мал из-за большого индуктивного сопротивления обмотки. В этом режиме трансформатор потребляет небольшую мощность.

В режиме нагрузки в цепь вторичной обмотки включается сопротивление нагрузки R_н, и в ней возникает переменный ток J₂(t). Теперь полный магнитный поток Φ в сердечнике создается обоими токами. Но согласно правилу Ленца магнитный поток Φ₂, создаваемый индуцированным во вторичной обмотке током J₂, направлен навстречу потоку Φ₁, создаваемому током J₁ в первичной обмотке: Φ = Φ₁ – Φ₂. Отсюда следует, что токи J₁ и J₂ изменяются в противофазе, то есть имеют фазовый сдвиг, равный 180°.

Коэффициент k=n₁/n₂ есть коэффициент трансформации.

При k>1 трансформатор называется повышающим, при k<1 – понижающим.

Написанные выше соотношения, строго говоря, применимы только к идеальному трансформатору, в котором нет рассеяния магнитного потока и отсутствуют потери энергии на джоулево тепло. Эти потери могут быть связаны с наличием активного сопротивления самих обмоток и возникновением индукционных токов (токов Фуко) в сердечнике. Для уменьшения токов Фуко сердечники трансформатора изготавливают обычно из тонких стальных листов, изолированных друг от друга. Существует еще один механизм потерь энергии, связанный с гистерезисными явлениями в сердечнике. При циклическом перемагничивании ферромагнитных материалов возникают потери электромагнитной энергии, прямо пропорциональные площади петли гистерезиса.

У хороших современных трансформаторов потери энергии при нагрузках, близких к номинальным, не превышает 1–2 %, поэтому к ним приближенно применима теория идеального трансформатора.

Если пренебречь потерями энергии, то мощность P₁, потребляемая идеальным трансформатором от источника переменного тока, равна мощности P₂, передаваемой нагрузке.

 

Электроэнергетика России: жизнь после реформы

Публикации — Электроэнергетика

Аннотация. В статье проанализировано современное состояние электроэнергетической отрасли России. Одним из важнейших показателей, характеризующих состояние электроэнергетики, является цена на электроэнергию, которая должна находится на умеренном уровне, в том числе в целях обеспечения конкурентоспособности экономики России. Однако цена на электроэнергию неуклонно растет и уже достигает показателей США. Описаны возможные пути повышения эффективности ценообразования на электроэнергию.

Ключевые слова: реформа электроэнергетики, конкуренция в электроэнергетике, концентрация на рынках электроэнергии.

На протяжении последних 15 лет электроэнергетика подвергается структурным преобразованиям от модели с доминирующей вертикально-интегрированной компанией (ВИК) к потенциально конкурентной модели организации экономических отношений. Разделение РАО «ЕЭС России» было завершено 1 июля 2008 г., однако процесс построения новой модели экономических отношений в отрасли продолжается и по сей день.

Модель реформирования электроэнергетики базируется на предложениях РАО «ЕЭС России» и Минэкономразвития России, предполагающих полное разделение электроэнергетической отрасли на потенциально конкурентные (в тех секторах отрасли, где это возможно) и естественно-монопольные виды деятельности. Продекларированная цель реформы – обеспечение развития электроэнергетики за счет привлечения частных инвестиций в сектора, где возможна конкуренция. Сама же рыночная конкурентная среда должна была послужить тем целям, которым она служит и в других секторах – доступные цены и высокое качество услуг.

Для многих зарубежных стран, которые начинали реформу в условиях значительных резервов генерирующих мощностей, такая модель была приемлема и позволяла рассчитывать на возникновение пусть не идеальной, но реальной конкуренции в условиях профицита предложения. Именно наличие резервов генерирующей мощности позволило многим странам, избравшим систему рыночных отношений в электроэнергетике, добиться появления конкурентной среды в отрасли. В России же причиной реформы, стал грядущий дефицит мощностей, т.н. «крест Чубайса», т.е. когда на графике должны были пересечься линии потребности в мощности и ее фактическим наличием. Удалось ли России достичь поставленных целей в условиях грядущего дефицита генерирующих мощностей?

Электроэнергетика сегодня

Для анализа ситуации в электроэнергетике стоит в начале обратиться к статистике по потреблению электроэнергии в России за последнее десятилетие (Рисунок 1). Рост потребления электроэнергии в среднем составлял 1,5% в год (за исключением падения на 5% в 2009 году), а общий прирост составил 18% за 10 лет.

Рисунок 1. Потребление электроэнергии в России в 2000-2011 г.г.

Источник: Росстат

На этом фоне неуклонное падение темпов ввода новых мощностей, имевшее место в 2001-2009 годах выглядит действительно угрожающим: спрос растет, а возможностей его удовлетворить не становится существенно больше. Тем не менее, в течение последних двух лет темпы ввода новых мощностей растут темпами уже даже сопоставимыми с советскими показателями (Рисунок 2). Так, в 2011 году было введено почти 6 ГВт, а прогноз на 2012 год составляет 7,8 ГВт новых мощностей.

Рисунок 2. Динамика ввода новых мощностей в 2001-2011 гг.
Источник: Расчеты ИПЕМ по данным Системного оператора ЕЭС, РАО «ЕЭС России», Росатома

Обратимся к ценам на электроэнергию для потребителей, которые, наверное, в условиях конкурентного рынка должны были расти темпами, по крайней мере, не большими, чем в условиях монополии РАО «ЕЭС России». Цифры говорят сами за себя: официально провозглашенные задачи реформы не реализованы, так как снижения цен на электроэнергию или хотя бы их стабилизации на прежнем уровне не произошло. Напротив, за время реформ цена на электроэнергию росла в среднем на 13% в год, а в общем за 10 лет стоимость электроэнергии для промышленных потребителей возросла почти в 3 раза и практически достигла показателей США (Рисунок 3).

Рисунок 3. Цены на электроэнергию для промышленных потребителей в США и России.
Источник: расчеты ИПЕМ по данным Росстата и Министерства энергетики США

Для России, как и для любой промышленно развитой страны, низкие цены на электроэнергию – важнейший фактор ее конкурентоспособности на мировом рынке. В том случае, если Россия не хочет оставаться на периферии мировых хозяйственных процессов, необходим качественный скачок в плане нормализации ситуации с ценами на электроэнергию для конечных потребителей. Обратимся к структуре цены на электроэнергию, чтобы определить, где возможно искать резервы для ее снижения или хотя бы поддержания на конкурентоспособном уровне (Рисунок 4). Из рисунка видно, что структура цены на электроэнергию фактически состоит из двух, примерно равных, составляющих: сетевой компоненты (формируемой за счет долей территориальных сетевых организаций (ТСО), ОАО «ФСК», ОАО «МРСК») и генерации.

Электросетевая составляющая цены регулируется государством: именно оно устанавливает тарифы на передачу электроэнергии. Доля тарифицируемых государством услуг по передаче электроэнергии увеличилась в конечной цене с 40% в 2008 году до 47% в 2011 году. Причиной роста доли сетей в конечной цене на электроэнергию стал ускоренный рост регулируемых тарифов по сравнению с ростом цен на оптовом рынке. На рост тарифа влияет качество тарифного регулирования, а именно качество планирования расходов в рамках инвестиционных программ, прозрачность процесса их формирования и реализации, в том числе с использованием инструментов бенчмаркинга.

Тем не менее наибольшую долю в конечной цене на электроэнергию (53%) занимает оптовый рынок электроэнергии и мощности (ОРЭМ). Идеологи реформы предполагали создание конкурентной среды именно в рамках оптового рынка. Посмотрим, возможно ли за счет уменьшения цены на нем существенно уменьшить конечную стоимость электроэнергии.

Рисунок 4. Структура цены на электроэнергию для конечного потребителя в 2011 г.
Источник: НП Совет Рынка

Оптовый рынок электроэнергии

На оптовом рынке продавцами и покупателями являются генерирующие компании, операторы экспорта/импорта электроэнергии, сбытовые организации, сетевые компании (в части приобретения электроэнергии для покрытия потерь при передаче), крупные потребители. Оптовый рынок электроэнергии и мощности функционирует на территории регионов, объединенных в ценовые зоны. В первую ценовую зону входят территории Европейской части России и Урала, во вторую – Сибирь. В неценовых зонах (первая включает Архангельскую и Калининградскую области, Республику Коми, вторая – регионы Дальнего Востока), где по технологическим причинам организация рыночных отношений в электроэнергетике пока невозможна, реализация электроэнергии и мощности осуществляется по особым правилам.

В своем нынешнем виде оптовый рынок электроэнергии функционирует с 1 сентября 2006 года, когда постановлением Правительства Российской Федерации были введены новые правила функционирования оптового рынка электроэнергии (мощности).

Необходимо отметить, что попытка создания конкуренции на оптовом рынке наткнулась на препятствие в виде наличия изолированных энергосистем и слабых межсистемных связей с некоторыми из них. Поэтому рынок как таковой был создан только в ценовых зонах, в то время как неценовые зоны и сегодня полностью остаются под тарифным регулированием.

Теперь посмотрим, существует ли на самом деле конкуренция, способная влиять не только на рынок, но и на цены, хотя бы в ценовых зонах.

В результате реализации реформы в секторе генерации, где предполагалось создание конкуренции, возникла достаточно дробная структура рынка электроэнергии. Самые высокие доли на рынке (из расчета доли в общем производстве электроэнергии) занимают государственные компании Росэнергоатом и РусГидро: 16,6% и 7,5% соответственно. Доля каждой выделенной из РАО «ЕЭС России» тепловой ОГК и ТГК на момент реорганизации не превышала 6%.

 

где S — выраженные в процентах доли энергокомпаний в выработке или по установленной мощности.
Индекс может принимать значение от 0 до 10 000. По значениям индекса обычно выделяют четыре типа рынков:
I – HHI меньше 1000. Рынок оценивается как неконцентрированный (или низкоконцентрированный), велик уровень конкуренции;
II – HHI больше 1000, но меньше 1800. Рынок рассматривается как умеренно концентрированный, однако уровень HHI выше 1400 рассматривается как некий предупредительный сигнал;
III – HHI выше 1800, но менее 5000. Рынок считается высококонцентрированным, что позволяет сделать вывод о слабой конкуренции и возможном присутствии на данном рынке доминирующих фирм;
IV – HHI превышает 5000. Очень высокая рыночная концентрация, рынок в большей степени монополизирован.

Наиболее простым способом оценки рыночной концентрации (отсутствия доминирования) является хорошо известный экономистам индекс Херфиндаля-Хиршмана (HHI), который рассчитывается как сумма квадратов рыночных долей (в процентах) всех субъектов рынка в общем его объеме и отражает распределение рыночной власти между всеми субъектами данного рынка.

Так, в 2011 году для оптового рынка электроэнергии России в целом индекс принимает значение 629, что соответствует рынку с низкой рыночной концентрацией и отсутствием доминирования. Однако еще в 2008 году этот показатель был равен 540 (Рисунок 5). Несмотря на то, что показатель все еще находится в зоне низкоконцетрированных рынков, очевидна тенденция повышения концентрации на рынке и усиления рыночного влияния некоторых игроков. Наиболее заметным примером процесса повышения концентрации на рынке стало объединение двух оптовых генерирующих компаний (ОГК-2 и ОГК-6) на базе ОГК-2.

Рисунок 5 Доля энергокомпаний в производстве электроэнергии в 2011 г.
Источник: расчеты ИПЕМ по данным из открытых источников.

Однако такая оценка ситуации на рынке электроэнергии и мощности не совсем корректна, так как частью генерирующих компаний владеют одни и те же собственники. Например, ОАО «Газпром» владеет контрольными пакетами акций в ОГК-2, ТГК-1 и Мосэнерго и, таким образом, занимает долю на рынке генерации около 17% (Рисунок 6). ОАО «Интер РАО ЕЭС» имеет доли в крупных генерирующих компаниях ОГК-1, ОГК-3, ТГК-11, Башэнергоактив и в результате генерирует более 10% электроэнергии в ценовых зонах оптового рынка.

Рисунок 6 Доля энергокомпаний, принадлежащих разным инвесторам, в производстве электроэнергии в 2011 г.
Источник: расчеты ИПЕМ по данным из открытых источников.

Расчет по отдельным собственникам дает значение индекса в 1 169, что уже соответствует рынку с умеренной концентрацией. Следует также отметить, что с 2008 года этот показатель также вырос вследствие процессов укрупнения и консолидации энергокомпаний под контролем нескольких ведущих игроков — тогда он составлял 1020 (Таблица 1). В структуре собственников следует особенно отметить роль государства. Контролируемые так или иначе государством компании вместе занимают более 54% оптового рынка электроэнергии.

Таблица 1 Уровень концентрации на оптовых рынках электроэнергии

	Индекс HHI
	по объему производства электроэнергии		по установленной мощности
	2008 год	2011 год	2008 год	2011 год
По генерирующим компаниям	540	629	527	619
По собственникам	1020	1169	1080	1238

Несовершенство условий для конкуренции усугубляется исторически сложившимся территориальным размещением различных типов генерации по ценовым зонам: в первой ценовой зоне (Европа и Урал) преобладает тепловая (в основном, газовая) генерация, во второй ценовой зоне (Сибирь) ведущую роль играет гидрогенерация. В сочетании с маржинальным принципом ценообразования, действующим на оптовом рынке, это приводит к естественному и ожидаемому перекосу: в разных ценовых зонах наблюдаются различные по своей сути картины доминирования, или, если точнее, имеются различные возможности для манипулирования рынком. В первой ценовой зоне все рычаги манипулирования сосредоточены в руках поставщиков, хотя стоит отметить, что количество участников рынка достаточно велико, а значит, возможности для чрезмерного манипулирования ограничены. Во второй ценовой зоне основной простор для манипулирования имеется у крупных потребителей, число которых невелико, а доли на рынке, напротив, значительны. В результате в первой зоне средние цены стабильно выше, чем в Сибири, и колебания наблюдаются, главным образом, «в плюс». Во второй же зоне и средние цены ниже, и колебания наблюдаются преимущественно «в минус», вплоть до того, что иногда средневзвешенная цена по зоне оказывается равной нулю.

Однако для электроэнергетики оценка доминирования на рынке по стране в целом (по собственникам и даже по ценовым зонам) является не совсем корректной ввиду наличия значительных инфраструктурных ограничений на перетоки электроэнергии.

Поэтому в 2007 г. по инициативе ФАС России были введены новые индикативные зоны антимонопольного регулирования — зоны свободного перетока мощности . Новые ценовые зоны, формируемые по границам зон свободного перетока мощности, определяют регионы рынка электроэнергии, на которых оценивается доминирующее положение поставщика. Масштаб рынка для антимонопольного регулирования в условиях существования всего двух ценовых зон был слишком велик и формировал искаженные индикаторы доминирования, поэтому количество зон для их определения было значительно увеличено.

На основании расчётов, проведенных в рамках оценки рыночной концентрации по индексу Херфиндаля-Хиршмана, можно утверждать, что ни одна из зон свободного перетока мощности не является рынком с отсутствием доминирующего положения кого-то из участников. И лишь две зоны можно назвать рынком с умеренной концентрацией: зона № 8, соответствующая части ОЭС Урала, и зона № 25, объединяющая области Центральной России (Рисунок 7). Все остальные зоны являются рынками с высокой концентрацией (наличием доминирования).

Рисунок 7 Уровень концентрации на рынках электроэнергии по зонам свободного перетока, 2011 г. 
Источник: ФАС России.

На розничном рынке электроэнергии ситуация еще занимательнее. С самого начала было непонятно, каким образом можно внедрить конкуренцию в рознице, где локальный монополизм особенно силён. Также было не ясно, за счет каких инструментов различные энергосбытовые компании будут конкурировать за потребителя: существующие на данный момент правила ограничивают деятельность энергосбытов в ценообразовании, и зарабатывать они могут только на сбытовой надбавке, поэтому ценовые условия, как и варианты оплаты, у всех одинаковы. До 2012 года существовал спорный, но достаточно интересный механизм ценовой градации потребителей по равномерности их графика потребления — ЧЧИ (число часов использования мощности), который впоследствии был отменен. Этот инструмент позволял энергосбытам, оптимизировавшим пул своих потребителей так, что ЧЧИ собственного закупочного графика было высоким, зарабатывать на разрыве в стоимости электроэнергии между оптом и розницей. В итоге, в отличие от зарубежных стран, опыт которых стал прообразом для нашей реформы и где энергосбытовые компании имеют возможность предложить потребителю различные «ценовые меню», российские энергосбыты просто не имеют возможности конкурировать за потребителя по цене. Добавим к этому сложность перехода потребителя от одного энергосбыта к другому, а также тот очевидный факт, что для любой независимой энергосбытовой компании в качестве бизнеса интересны только крупные потребители, которые давно разобраны, а мелкие потребители и тем более население воспринимаются скорее как обуза. Получается, для того, чтобы сделать вывод об отсутствии конкуренции на розничном рынке электроэнергии, даже математических расчетов проводить не нужно.

Недавно всемирный банк опубликовал очередной рейтинг стран мира по условиям ведения бизнеса (Doing business), в котором, кстати сказать, Россия поднялась со 120-го места на 112-е. Наряду с успехами в упрощении получения разрешений на строительство, в усовершенствовании ряда процедур налогового администрирования, в упрощении создания нового бизнеса и исполнения договорных обязательств, в России по прежнему близкой к критической остается ситуация с крайне сложной и длительной процедурой технического присоединения к системе электроснабжения. Этот показатель, несомненно, отражает картину с конкуренцией на рынках электроэнергии, т.к. становится видно, в какой мере активна конкуренция за потребителя.

В проведенном рейтинге учитывались три показателя: стоимость, количество этапов и количество дней, необходимых для технического присоединения. Легче всего осуществить техническое присоединение к электрическим сетям оказалось в традиционно открытых для бизнеса странах Европы: Германии, Исландии, Швейцарии, Швеции, а так же в новых индустриальных странах Юго-Восточной Азии: Республике Корея, Гонконге, Сингапуре, Тайване, Таиланде. Россия по этому показателю располагается на предпоследнем 185 месте, между Мадагаскаром и Бангладеш. В то время как среднее время подключения к электрическим сетям в мире составляет 107 дней (медианное значение — 100 дней), в Германии — 17 дней, в России этот процесс занимает в среднем 281 день.

Перспективы

После четырехлетнего постреформенного затишья, а по мнению многих – застоя, отечественная электроэнергетика вступает в период новых преобразований. В частности, недавно было объявлено о принятии окончательного решения относительно формата консолидации двух компаний, оперирующих электросетями высокого и среднего напряжения: ОАО «ФСК ЕЭС» (магистральные сети) и ОАО «Холдинг «МРСК» (региональные распределительные сети). В рамках новой схемы ОАО «Холдинг МРСК» будет переименовано в ОАО «Российские сети», и в его уставный капитал будет внесен находящийся в федеральной собственности пакет в 79,55% акций ОАО «ФСК ЕЭС». Объединение планируется завершить только к середине 2013 года. Консолидация всегда влечет за собой управленческую перестройку, что первоначально может негативно сказываться на эффективности функционирования компании и сектора. К тому же, большая компания – не только большие возможности, но и большие трудности, в первую очередь в организации эффективного управления. В то же время, слияние даст возможность реально приступить к решению проблемы «последней мили», а за счет эффекта масштаба высвободятся дополнительные резервы, которые можно направить на выполнение инвестиционных программ или на ограничение роста цен на электроэнергию для конечных потребителей.

Выводы

Часть целей, которые провозглашались в процессе реформы электроэнергетики, безусловно достигнута. Во-первых, в отрасль привлечены инвесторы, в том числе иностранные. Во-вторых, происходит увеличение ввода новых мощностей, хотя и не теми темпами и не в тех объемах, что декларировались изначально. В то же время, конкурентная среда на оптовом рынке электроэнергии не создана: ее отсутствие на ОРЭМ во многом обусловлено высокой степенью рыночной концентрации. Розничные рынки электроэнергии, так же почти не дают примеров реальной конкуренции за потребителя. Ситуация же с подключением к сетям является лучшей иллюстрацией итогов реформы: дорого, долго, непрозрачно.

А.В. Григорьев, к.э.н., руководитель Департамента исследований ТЭК ИПЕМ

А.М. Шафран, к.г.н., эксперт-аналитик Департамента исследований ТЭК ИПЕМ

Журнал «Менеджмент и бизнес-администрирование», № 1/2013, апрель 2013

Россети Центр — Передача электроэнергии

Общие сведения об услуге

Все взаимодействия регламентируются комплексом нормативно-правовой документации.

Субъекты розничных рынков

• потребители электрической энергии;
• гарантирующие поставщики;
• энергосбытовые организации;
• энергоснабжающие организации;
• исполнители коммунальных услуг;
• сетевые организации и иные владельцы объектов электросетевого хозяйства;
• производители (поставщики) электрической энергии, продажа которой не осуществляется на оптовом рынке;
• системный оператор и иные субъекты оперативно-диспетчерского управления в технологически изолированных территориальных электроэнергетических системах.

Точка поставки на розничном рынке — место в электрической сети на границе балансовой принадлежности энергопринимающих устройств (ЭУ) покупателя (продавца) электроэнергии (либо лица, в интересах которых они покупают или продают электроэнергию), которое является местом исполнения обязательства по поставке электрической энергии и (или) оказанию услуг.

Энергоснабжающая организация — субъект розничного рынка, совмещающий продажу потребителям произведённой или купленной электроэнергии с деятельностью по её передаче.

Потребители с блок-станциями — это потребители, владеющие на праве собственности или ином законном основании генерирующими объектами и энергопринимающими устройствами, находящимися внутри единых границ балансовой принадлежности данного потребителя и соединенными принадлежащими ему объектами электросетевого хозяйства, по которым осуществляется передача всего или части объёма потребления электрической энергии.

Гарантирующий поставщик. В соответствии с Федеральным законом «Об электроэнергетике» в каждом регионе должен быть гарантирующий поставщик, на которого возложена миссия обеспечения электроснабжения потребителей в сложных условиях реформирования. Это коммерческая организация, обязанная заключить договор купли-продажи электроэнергии с любым обратившимся к нему потребителем (ст. 3 ФЗ «Об электроэнергетике»).

Электросеть: текстовая версия

На

Комбинированное производство электроэнергии и тепла	Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), также известное как когенерация, предполагает одновременное производство электроэнергии и тепла из одного источника топлива.	Узнайте больше о распределенной генерации.
Коммерческие конечные пользователи	На коммерческие и правительственные здания приходится около 36% электроэнергии в США. Широкое применение включает освещение, отопление, охлаждение, вентиляцию и охлаждение.	Узнайте больше о конечных пользователях.
Обычное поколение	Около 85% электроэнергии США вырабатывается с использованием традиционных ресурсов, таких как уголь, природный газ, нефть и ядерная энергия.	Узнайте больше о централизованной генерации.
Распределенная генерация	Солнечные панели, расположенные на месте, представляют собой форму распределенной генерации, которая относится к выработке электроэнергии конечным пользователем или рядом с ним.	Узнайте больше о распределенной генерации.
Распределение	Электроэнергия поставляется потребителям по сети низковольтных распределительных линий. Современные сетевые технологии могут улучшить распределение электроэнергии.	Узнать больше о доставке электроэнергии и возможностях ее модернизации.
Накопитель энергии	Технологии накопления энергии, в том числе батареи, маховики, сжатый воздух, тепловая энергия и гидроэлектроэнергия с гидроаккумулятором, все чаще используются для поддержки производства и доставки электроэнергии.	Узнайте больше о хранении энергии.
Промышленные конечные пользователи	На промышленный сектор, который включает промышленные предприятия, горнодобывающую промышленность, сельское хозяйство и строительство, приходится около 26% потребления электроэнергии в США. Широкое применение включает машинные процессы, нагрев и охлаждение.	Узнайте больше о конечных пользователях.
Производство возобновляемой энергии	Соединенные Штаты вырабатывают около 12% электроэнергии на плотинах гидроэлектростанций, крупных ветровых и солнечных установках и других централизованных источниках производства электроэнергии из возобновляемых источников энергии.	Узнайте больше о централизованной генерации.
Конечные потребители в жилом секторе	домов приходится около 38% потребления электроэнергии в США. Широкое применение включает отопление, охлаждение, нагрев воды, охлаждение и освещение.	Узнайте больше о конечных пользователях.
Подстанции	Подстанции «понижают» высоковольтную мощность от линий электропередачи до более низкого напряжения, которое может быть передано потребителям.	Узнать больше о доставке электроэнергии и возможностях ее модернизации.
Трансмиссия	Когда электричество вырабатывается на централизованной электростанции, оно перемещается на большие расстояния через сеть соединенных между собой высоковольтных линий электропередачи. Современные сетевые технологии могут улучшить передачу электроэнергии.	Узнать больше о доставке электроэнергии и возможностях ее модернизации.
Конечные пользователи транспорта и хранения	Электромобили — небольшая, но растущая категория конечных пользователей.Транспортные средства также могут использоваться для хранения электроэнергии для поддержки производства и доставки электроэнергии.	Узнайте больше о конечных пользователях и хранении электроэнергии.

Упрощенные чертежи: схемы распределения электроэнергии

Набор инструментов активиста ядерной энергетики № 43

Основной задачей атомных электростанций является производство электроэнергии для использования (т. Е. Для покупки) промышленными и бытовыми потребителями. Атомные электростанции сами потребляют большое количество электроэнергии для достижения этой цели.

Чертежи системы распределения электроэнергии, иногда называемые однолинейными чертежами, иллюстрируют основные схемы, используемые для подачи электроэнергии во внешнюю электросеть и для подачи электроэнергии на заводское оборудование. На рисунке 1 показана нормальная и резервная (или аварийная) система распределения электроэнергии для атомной электростанции Браунс Ферри в Алабаме. Эта концепция одинаково применима ко всем атомным станциям в Соединенных Штатах.

Электрическая система Брауна Ферри

Рис. 1: (нажмите, чтобы увеличить) (Источник: NRC)

Электрическое распределительное устройство — основное соединение между станцией и ее внешней электросетью — показано в верхней части рисунка 1.В данном случае это распределительное устройство на 500 киловольт (кв), что означает, что каждая линия передачи, исходящая от станции, несет 500 000 вольт электроэнергии. Семь линий электропередачи на 500 000 вольт соединяют этот завод с его внешней электросетью. Федеральные правила, в частности Общий критерий проектирования 17 Приложения A к 10 CFR Часть 50, требуют наличия как минимум двух соединений, выход которых из строя по той же самой причине маловероятен. В то время как экстремальные погодные условия, такие как торнадо или ураган, могут вывести из строя все линии электропередачи, постановление направлено на предотвращение отключения электростанции от внешней электросети одним ударом молнии или обрушением опоры ЛЭП.

Генераторы и трансформаторы

Каждый из трех реакторов на Браунс Ферри имеет главный генератор, который может подавать электроэнергию на подстанцию ​​на 500 000 вольт. Эти генераторы показаны символами в кружке-Y чуть ниже РУ 500 кВ. Противоположные мини-гусеницы или удлиненные гусеницы между генераторами и ОРУ 500 кВ представляют собой электрические трансформаторы. Электрические трансформаторы используются для повышения или понижения уровня электрического напряжения. Когда блок работает на мощности, ток от 22 000 до 24 000 вольт, производимый главным генератором, увеличивается до 500 000 вольт для передачи от распределительного устройства.Часть выходной мощности генератора поступает на другой трансформатор, где его напряжение снижается до 4160 вольт для использования на предприятии.

Когда блок выключен, электричество от распределительного устройства на 500 000 вольт течет к трансформатору, который снижает напряжение до 22 000–24 000 вольт. Разомкнутый электрический выключатель (не показан на чертеже, но, по сути, переключатель, подключающий или отключающий линию электропередачи от генератора до распределительного устройства) предотвращает попадание электричества в генератор.Электричество проходит через второй трансформатор, где его напряжение снижается до 4160 вольт.

Вспомогательные и аварийные платы

На Браунс Ферри электричество от распределительного устройства или от главного генератора подается на вспомогательные и аварийные платы агрегата. Эти платы являются эквивалентом основных силовых панелей в домах для атомных станций. В домах панели получают электроэнергию от местной электросети и через автоматические выключатели (или предохранители в старых конфигурациях) подают ее в электрические цепи по всему дому.Точно так же кабели с автоматическим выключателем соединяют вспомогательные щиты агрегата и щиты останова с оборудованием по всему предприятию. Открытый прерыватель обесточивает кабель. Замкнутый выключатель посылает электричество по кабелю к оборудованию. Оборудование, подключенное к кабелю под напряжением, может иметь отдельный выключатель для управления его работой.

Вспомогательные щиты блока, такие как та, что изображена на Рисунке 2, снабжают электричеством компоненты, не связанные с безопасностью, такие как насосы смазочного масла для главной турбины и фонари в здании турбины.В отсеках снизу и справа размещаются электрические выключатели. Приборы и переключатели слева от платы контролируют и управляют подачей питания на плату.

Рис. 2: Вспомогательные платы блока (Источник: TVA)

Щиты отключения агрегата обеспечивают питание компонентов, связанных с безопасностью, таких как аварийные насосы охлаждающей жидкости и системы охлаждения защитной оболочки.

Общий критерий проектирования 17 требует резервирования внешних линий электропередачи, а также внутренних электрических распределительных сетей.Реакторы энергоблоков 1 и 2 на Браунс Ферри каждый оснащены двумя аварийными дизельными генераторами, которые могут подавать электроэнергию на панели останова энергоблоков. На реакторе энергоблока № 3 установлено четыре аварийных дизель-генератора. Если работает хотя бы один дизель-генератор на реактор, через щит останова будет обеспечена мощность, достаточная для оборудования, необходимого для смягчения последствий аварии.

Browns Ferry имеет вторую подстанцию, показанную в нижнем левом углу чертежа. Это распределительное устройство соединяет станцию ​​с двумя линиями электропередачи на 161 000 вольт.Хотя эти линии не могут использоваться для транспортировки электроэнергии, вырабатываемой заводом, они могут поставлять электроэнергию из внеплощадочной электросети 161 000 вольт на заводское оборудование. Два отдельных трансформатора могут снизить напряжение до 4160 В для питания вспомогательных плат агрегата и / или плат отключения агрегата.

Электрораспределительная система отличается разнообразием и избыточностью. Вспомогательные платы агрегата могут питаться от главного генератора, распределительного устройства на 500 000 вольт или распределительного устройства на 161 000 вольт.Щиты останова агрегата могут питаться от этих источников или от аварийных дизель-генераторов.

Электросистема Паломника

Рисунок 3 — это несколько менее упрощенный чертеж системы распределения электроэнергии для атомной электростанции Pilgrim в Массачусетсе. У компании Pilgrim есть распределительное устройство на 345 000 вольт, показанное в верхнем левом углу, с линиями электропередач до Бриджуотер и станции Канал.

Рис. 3: Электрическая схема «Пилигрима» ( нажмите, чтобы увеличить) (Источник: NRC)

Существует также отдельное подключение к Manomet через линию электропередачи на 23 000 вольт.Эта входящая линия на 23 000 вольт проходит через вспомогательный трансформатор отключения X13, где его напряжение снижается до 4000 вольт для питания электрической панели A8. Один только этот внешний источник нельзя было использовать для остановки реактора «Пилигрим», потому что оборудование, не связанное с безопасностью, не будет снабжаться электричеством. Но только этот внешний источник питания может обеспечивать питанием необходимое оборудование, связанное с безопасностью, подключенное к электрическим щитам A5 и A6 на 4000 вольт.

Когда электростанция работает на мощности, электроэнергия, производимая основным генератором при напряжении 24 000 вольт, проходит через трансформатор X1, где его напряжение повышается до 345 000 вольт для внешних линий электропередачи.Электроэнергия от главного генератора также проходит через блочный вспомогательный трансформатор X3, где его напряжение снижается до 4000 вольт для питания шести электрических щитов. Электрические выключатели изображены на рисунке в виде безглазых смайлов. На выключателях, которые обычно открыты, когда установка работает на мощности, рядом с безглазым смайликом отображается «НЕТ». В противном случае электрические выключатели нормально замкнуты.

Когда установка остановлена ​​или главный генератор отключен, электричество течет от распределительного устройства на 345 000 вольт через пусковой вспомогательный трансформатор X4, где его напряжение снижается до 4000 вольт для питания шести электрических щитов.В этой ситуации нормально разомкнутые выключатели на чертеже будут замкнуты, а нормально замкнутые прерыватели от источника вспомогательного трансформатора блока будут разомкнуты.

Pilgrim имеет четыре электрических щита на 4000 вольт, не связанных с безопасностью (A1, A2, A3 и A4), и два электрических щита на 4000 вольт, связанных с безопасностью (A5 и A6). Эти два последних могут запитываться от аварийных дизель-генераторов (ДГ №1 и ДГ №2).

Каждая электрическая плата на 4000 вольт обеспечивает электричеством через трансформаторы, которые снижают уровень напряжения для питания плат на 480 вольт (B1, B2, B3, B4, B6, B7 и B8).У Браунс Ферри также были платы с более низким напряжением, но они не были включены в более упрощенный чертеж. Большие двигатели, такие как двигатели двух рециркуляционных насосов, получают электричество с напряжением 4160 вольт. Большинство двигателей на заводе получают электроэнергию более низкого напряжения.

Pilgrim имеет дизельный генератор Blackout, способный обеспечивать электричеством плату A8 на 4000 вольт. В случае отсутствия электричества от главного генератора, распределительного устройства на 345 000 вольт, распределительного устройства на 23 000 вольт и дизельного генератора № 1 или дизельного генератора № 2, дизельный генератор Blackout можно подключить к плате на 4000 вольт A5 или A6.Эти связанные с безопасностью платы могут питать 480 плат B1, B2 и B6 для питания своих подключенных компонентов.

Имеются также чертежи для источников питания с более низким напряжением, таких как цепи контрольно-измерительных приборов и управления на 125 В постоянного и 24 В переменного тока. Эти электрические распределительные цепи отражают соглашение о резервировании и разнообразии, показанное в конфигурации с более высоким напряжением.

Итог

У врачей есть песня, которая помогает им вспомнить, как связаны кости человеческого тела.Даже если бы песня о системе распределения электроэнергии существовала, или если бы кто-то потрудился написать ее, она имела бы ограниченное применение для рабочих атомной станции. В отличие от человеческого скелета, электрические соединения системы распределения могут быть изменены на кажущиеся бесконечными конфигурации.

Например, прерыватель для нормального источника питания от вспомогательного трансформатора блока X3 на плату A1 на 4000 В обведен красным на рисунке 4. Операторы могут размыкать этот прерыватель и замкнуть прерыватель, обведенный зеленым, чтобы запитать эту плату вместо вспомогательного пускового устройства. Трансформатор Х4.Точно так же операторы могут манипулировать выключателями, чтобы подавать на плату B2 480 В от альтернативного источника.

Рис. 4: (щелкните, чтобы увеличить) (Источник: NRC с аннотациями UCS)

Эта гибкость позволяет обесточивать части системы распределения электроэнергии для тестирования и обслуживания, не прерывая подачу питания к компонентам на дальних концах кабелей. Это также делает систему распределения электроэнергии более устойчивой к отказу выключателя или источника питания — многие переключения на резервные источники питания происходят автоматически, когда основной источник становится недоступным.Он также предоставляет работникам несколько вариантов восстановления питания компонентов и цепей при реагировании на проблемы.

Гибкость имеет свою цену. Работникам сложно поддерживать ситуационную осведомленность, когда возможно так много разных ситуаций. Реакция на сброс 600-тонного груза на атомной станции Arkansas Nuclear One 31 марта 2013 года осложнилась нетипичной конфигурацией системы распределения электроэнергии. Падение груза привело к разрыву труб. Вода, льющаяся из обломанных концов труб, закоротила электрические реле и кабели, отключив дополнительные компоненты.Рабочие быстро обесточили обычные насосы, перекачивающие воду по трубам. Но эти компоненты были переключены на альтернативный источник. Рабочим потребовалось дополнительное время, чтобы остановить наводнение и причиненный им ущерб.

UCS Nuclear Energy Activist Toolkit (NEAT) — серия постов, предназначенных для того, чтобы помочь гражданам понять ядерные технологии и процессы Комиссии по ядерному регулированию по надзору за безопасностью атомных станций.

Smart Grid: Интеллектуальная сеть

Интеллектуальная сеть

Возможно, вы слышали о Smart Grid в новостях или от вашего поставщика энергии. Но нет все знают, что такое сетка, не говоря уже об умной сети. «Сетка» относится к электрическому сеть, сеть линий электропередачи, подстанции, трансформаторы и многое другое, которые доставляют электроэнергию от электростанции к вашему дому или бизнесу. Это то, к чему вы подключаетесь, когда включаете выключатель света или включаете компьютер.Наш действующая электросеть была построена в 1890-х гг. совершенствоваться по мере развития технологий в течение каждого десятилетия. Сегодня это более 9 200 энергоблоки с подключенной генерирующей мощностью более 1 млн мегаватт до более чем 300000 миль трансмиссии линий. Хотя электросеть считается чудом инженерной мысли, мы растягиваем ее лоскутная природа в полную силу. Чтобы двигаться вперед, нам нужна новая электрическая сеть, одна который построен снизу вверх, чтобы справиться с массовый прорыв цифрового и компьютеризированного оборудования и технологий, зависящих от него, и один который может автоматизировать и управлять возрастающей сложностью и потребностями электроэнергии в 21-м Века.

Что делает сеть «умной»?

Короче говоря, цифровая технология, обеспечивающая двустороннюю связь между коммунальным предприятием и своих клиентов, а измерения на линиях электропередачи — вот что делает сеть умной. Нравиться Интернет, Smart Grid будет состоять из средства управления, компьютеры, автоматизация и новые технологии и оборудование работают вместе, но в в этом случае эти технологии будут работать с электросетью, чтобы в цифровом виде реагировать на наши быстро меняющийся спрос на электроэнергию.

Что делает умная сеть?

Smart Grid представляет беспрецедентную возможность вывести энергетическую отрасль на новый уровень. эра надежности, доступности и эффективности, которая будет способствовать нашей экономической и состояние окружающей среды. В переходный период он будет иметь решающее значение для проведения тестирования, улучшения технологий, обучения потребителей, разработки стандартов и правил, а также обмен информацией между проектами, чтобы гарантировать, что преимущества, которые мы видим в Smart Grid, станут реальность.Преимущества, связанные с Smart Grid, включают:

• Более эффективная передача электроэнергии
• Более быстрое восстановление электроснабжения после сбоев в электроснабжении
• Снижение затрат на эксплуатацию и управление для коммунальных служб и, в конечном итоге, снижение затрат на электроэнергию для потребителей
• Снижение пикового спроса, что также поможет снизить тарифы на электроэнергию
• Повышенная интеграция крупномасштабных систем возобновляемой энергетики
• Лучшая интеграция систем выработки электроэнергии потребителем-владельцем, включая возобновляемые источники энергии. энергетические системы
• Повышенная безопасность

Сегодня отключение электричества, такое как отключение электроэнергии, может иметь эффект домино — серию сбои, которые могут повлиять на банковское дело, связь, трафик и безопасность.Это особый угроза зимой, когда домовладельцев можно оставить без тепла. Более умная сеть повысит отказоустойчивость нашей электроэнергетической системы и сделает ее лучше подготовлены к реагированию на чрезвычайные ситуации, такие как сильные штормы, землетрясения, крупные солнечные вспышки, и террористические атаки. Из-за его двустороннего интерактивной емкости, Smart Grid позволит автоматически изменять маршрутизацию, когда оборудование выходит из строя или происходят перебои. Это сведет к минимуму простои и минимизирует последствия, когда они все же произойдут.Когда происходит отключение электроэнергии, технологии Smart Grid будет обнаруживать и изолировать сбои, сдерживая их до того, как они перерастут в крупномасштабные отключения электроэнергии. Новые технологии также помогут обеспечить быстрое возобновление восстановления электроэнергии и стратегически после чрезвычайной ситуации — маршрутизация электричество, например, в первую очередь аварийным службам. Кроме того, Smart Grid займет большее преимущество генераторов, находящихся в собственности клиентов, для производства электроэнергии, когда она недоступна от ЖКХ.Объединив эти «распределенные» поколение «ресурсов, сообщество могло бы сохранить свой поликлиника, полицейский участок, дорожное движение освещение, телефонная система и продуктовый магазин, работающий во время чрезвычайных ситуаций. Кроме того, Smart Сетка — это способ решить проблему старения инфраструктура, которую необходимо модернизировать или заменить. Это способ решить проблему энергоэффективности, повысить осведомленность потребителей о связи между использованием электроэнергии и среда. И это способ увеличить национальная безопасность для нашей энергетической системы — использование большего количества отечественных электричество, более устойчивое к стихийным бедствиям и атакам.

Обеспечение контроля над потребителями

Smart Grid — это не только коммунальные услуги и технологии; это о том, чтобы дать вам информация и инструменты, необходимые для выбора в использовании энергии. Если ты уже успеваешь такие действия, как личные банковские операции из вашего дома компьютер, представьте, что вы управляете своим электричеством аналогичным образом. Более умная сетка позволит беспрецедентный уровень участия потребителей. Например, вам больше не придется ждать ваш ежемесячный отчет, чтобы знать, сколько электричество, которое вы используете.С более умной сеткой вы можете получить четкое и своевременное представление о ней. «Умный счетчиков «и другие механизмы, позволят вам увидеть, сколько электроэнергии вы потребляете, когда используете это, и его стоимость. В сочетании с режимом реального времени ценообразование, это позволит вам сэкономить деньги за счет использования меньшего количества энергии, когда электричество наиболее дорогие. Хотя потенциальные преимущества Smart Grid обычно обсуждаются с точки зрения экономика, национальная безопасность и цели использования возобновляемых источников энергии, Smart Grid может помочь вам сэкономить деньги, помогая вам управлять своими использовать электроэнергию и выбрать лучшее время для покупки электроэнергии.И вы можете сэкономить еще больше генерируя свою собственную силу.

Создание и тестирование интеллектуальной сети

Smart Grid будет состоять из миллионов частей и частей — элементов управления, компьютеров, источников питания. линии, а также новые технологии и оборудование. Потребуется время, чтобы все технологии быть усовершенствованы, установлено оборудование и системы протестирован, прежде чем он будет полностью запущен. И это не произойдет сразу — Smart Grid будут постепенно развиваться в течение следующего десятилетия или около того.Когда умная сеть станет зрелой, она, скорее всего, принести такую ​​же трансформацию, как Интернет уже превратил нас в то, как мы живем, работаем, играем и учимся.

Биомасса для производства электроэнергии | WBDG

Введение

На этой странице

ЭТА СТРАНИЦА ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ

Биомасса используется для отопления помещений, производства электроэнергии и комбинированного производства тепла и электроэнергии. Термин «биомасса» охватывает большое количество разнообразных материалов, включая древесину из различных источников, сельскохозяйственные остатки, а также отходы животноводства и жизнедеятельности человека.

Биомассу можно преобразовать в электроэнергию несколькими способами. Наиболее распространенным является прямое сжигание биомассы, такой как сельскохозяйственные отходы или древесные материалы. Другие варианты включают газификацию, пиролиз и анаэробное сбраживание. Газификация производит синтез-газ с полезным содержанием энергии за счет нагрева биомассы меньшим количеством кислорода, чем необходимо для полного сгорания. Пиролиз дает бионефть за счет быстрого нагревания биомассы в отсутствие кислорода. При анаэробном сбраживании образуется возобновляемый природный газ, когда органическое вещество разлагается бактериями в отсутствие кислорода.

Различные методы работают с разными типами биомассы. Обычно древесная биомасса, такая как древесная щепа, пеллеты и опилки, сжигается или газифицируется для выработки электроэнергии. Остатки кукурузной соломы и пшеничной соломы упаковываются в тюки для сжигания или превращаются в газ с помощью анаэробного варочного котла. Очень влажные отходы, такие как отходы животных и человека, превращаются в газ со средним содержанием энергии в анаэробном варочном котле. Кроме того, большинство других типов биомассы можно преобразовать в бионефть путем пиролиза, которое затем можно использовать в котлах и печах.

В Вудленде, Калифорния, генерирующая станция использует древесину, полученную в сельском хозяйстве.
Источник: NREL

В этом обзоре основное внимание уделяется древесной биомассе, используемой для выработки электроэнергии на коммерческом предприятии, а не коммунальном проекте. Тепло биомассы и биогаз, включая анаэробное сбраживание и свалочный газ, рассматриваются на других страницах технологических ресурсов в этом руководстве:

По сравнению со многими другими вариантами возобновляемых источников энергии, биомасса имеет преимущество диспетчеризации, что означает, что она управляема и доступна при необходимости, подобно системам выработки электроэнергии на ископаемом топливе.Однако недостатком биомассы для производства электроэнергии является то, что топливо необходимо закупать, доставлять, хранить и оплачивать. Кроме того, при сжигании биомассы образуются выбросы, которые необходимо тщательно контролировать и контролировать в соответствии с нормативными требованиями.

В этом обзоре представлены конкретные подробности для тех, кто рассматривает системы производства электроэнергии на биомассе как часть крупного строительного проекта. Дополнительную общую информацию можно получить в Управлении энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (EERE) Министерства энергетики США (DOE). Основы технологии биомассы.Подробную информацию об использовании биомассы для комбинированного производства тепла и электроэнергии можно получить в Партнерстве по комбинированному производству тепла и энергии Агентства по охране окружающей среды США (EPA).

Описание

Большинство биоэлектростанций используют системы сжигания с прямым сжиганием топлива. Они сжигают биомассу напрямую, чтобы произвести пар высокого давления, который приводит в действие турбогенератор для производства электроэнергии. В некоторых отраслях промышленности, связанных с биомассой, отводимый или отработанный пар электростанции также используется для производственных процессов или для обогрева зданий.Эти комбинированные системы производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) значительно повышают общую энергоэффективность примерно до 80% по сравнению со стандартными системами, работающими только на биомассе, с эффективностью примерно 20%. Сезонные потребности в отоплении повлияют на эффективность системы ТЭЦ.

Простая система выработки электроэнергии на биомассе состоит из нескольких ключевых компонентов. Для парового цикла это включает в себя комбинацию следующих элементов:

• Оборудование для хранения и транспортировки топлива
• Камера сгорания / печь
• Котел
• Насосы
• Вентиляторы
• Паровая турбина
• Генератор
• Конденсатор
• Градирня
• Контроль за выхлопом / выбросами
• Система управления (автоматизированная).

Системы прямого сжигания подают сырье биомассы в камеру сгорания или печь, где биомасса сжигается с избытком воздуха для нагрева воды в бойлере для создания пара. Вместо прямого сжигания некоторые развивающиеся технологии газифицируют биомассу для получения горючего газа, а другие производят пиролизные масла, которые можно использовать для замены жидкого топлива. Котельное топливо может включать древесную щепу, пеллеты, опилки или биомасло. Затем пар из котла расширяется через паровую турбину, которая вращается, чтобы запустить генератор и произвести электричество.

В целом, для всех систем, работающих на биомассе, требуется место для хранения топлива, а также какое-либо оборудование для обращения с топливом и средства контроля. Система, использующая древесную щепу, опилки или гранулы, обычно использует бункер или силос для краткосрочного хранения и внешний склад для хранения топлива для более крупных хранилищ. Автоматизированная система управления транспортирует топливо из внешнего хранилища с использованием некоторой комбинации кранов, штабелеукладчиков, регенераторов, фронтальных погрузчиков, ремней, шнеков и пневмотранспорта. Ручное оборудование, такое как фронтальные погрузчики, можно использовать для переноса биомассы из штабелей в бункеры, но этот метод потребует значительных затрат на рабочую силу и эксплуатацию оборудования и его техническое обслуживание (O&M).Менее трудоемким вариантом является использование автоматических штабелеукладчиков для создания штабелей и регенераторов для перемещения щепы из штабелей в бункер для щепы или бункер.

В электроэнергетических системах, работающих на древесной стружке, обычно используется одна сухая тонна на мегаватт-час производства электроэнергии. Это приближение типично для систем с влажной древесиной и полезно для первого приближения требований к потреблению и хранению топлива, но фактическое значение будет варьироваться в зависимости от эффективности системы. Для сравнения, это эквивалентно 20% эффективности HHV с 17 MMBtu / т древесины.

Большая часть древесной щепы, производимой из сырых пиломатериалов, будет иметь влажность от 40% до 55% на влажной основе, что означает, что тонна зеленого топлива будет содержать от 800 до 1100 фунтов воды. Эта вода снизит извлекаемую энергию материала и снизит эффективность котла, так как вода должна испаряться на первых этапах сгорания.

Самые большие проблемы с установками, работающими на биомассе, связаны с обработкой и предварительной обработкой топлива. Это относится как к небольшим установкам с колосниковым обогревом, так и к большим установкам с подвесным обогревом.Сушка биомассы перед сжиганием или газификацией повышает общую эффективность процесса, но во многих случаях может быть экономически невыгодной.

Выхлопные системы используются для вывода побочных продуктов сгорания в окружающую среду. Средства контроля выбросов могут включать в себя циклон или мультициклон, рукавный фильтр или электрофильтр. Основная функция всего перечисленного оборудования — это контроль твердых частиц, и она указана в порядке увеличения капитальных затрат и эффективности. Циклоны и мультициклоны могут использоваться в качестве предварительных коллекторов для удаления более крупных частиц перед рукавным фильтром (тканевым фильтром) или электростатическим фильтром.

Кроме того, может потребоваться контроль выбросов несгоревших углеводородов, оксидов азота и серы в зависимости от свойств топлива и местных, государственных и федеральных нормативных требований.

Как это работает?

В системе прямого сгорания биомасса сжигается в камере сгорания или печи для получения горячего газа, который подается в котел для выработки пара, который расширяется через паровую турбину или паровой двигатель для производства механической или электрической энергии.

В системе прямого сжигания переработанная биомасса является котельным топливом, который производит пар для работы паровой турбины и генератора для производства электроэнергии.

Виды технологий и стоимость технологий

Есть множество компаний, в основном в Европе, которые продают маломасштабные двигатели и комбинированные теплоэнергетические системы, которые могут работать на биогазе, природном газе или пропане. Некоторые из этих систем доступны в Соединенных Штатах с мощностью от примерно 2 киловатт (кВт) и примерно 20 000 британских тепловых единиц (БТЕ) ​​в час тепла до нескольких мегаватт (МВт). Кроме того, в настоящее время в Европе доступны малогабаритные (от 100 до 1500 кВт) паровые двигатели / генераторные установки и паровые турбины (от 100 до 5000 кВт), работающие на твердой биомассе.

В США прямое сжигание является наиболее распространенным методом получения тепла из биомассы. Установленная стоимость малых электростанций, работающих на биомассе, составляет от 3000 до 4000 долларов за кВт, а приведенная стоимость энергии — от 0,8 до 0,15 доллара за киловатт-час (кВтч).

Двумя основными типами систем прямого сжигания щепы являются камеры сгорания со стационарной и подвижной решеткой, также известные как топки с неподвижным слоем и камеры сгорания с атмосферным псевдоожиженным слоем.

Фиксированные системы

Существуют различные конфигурации систем с неподвижным слоем, но общей характеристикой является то, что топливо тем или иным образом доставляется на решетку, где оно вступает в реакцию с кислородом воздуха.Это экзотермическая реакция, при которой образуются очень горячие газы и пар в секции теплообменника котла.

Системы с псевдоожиженным слоем

В системе с циркулирующим псевдоожиженным слоем или с барботажным псевдоожиженным слоем биомасса сжигается в горячем слое взвешенных негорючих частиц, таких как песок. По сравнению с колосниковыми камерами сгорания системы с псевдоожиженным слоем обычно производят более полное преобразование углерода, что приводит к снижению выбросов и повышению эффективности системы.Кроме того, котлы с псевдоожиженным слоем могут использовать более широкий спектр исходного сырья. Кроме того, системы с псевдоожиженным слоем имеют более высокую паразитную электрическую нагрузку, чем системы с неподвижным слоем, из-за повышенных требований к мощности вентилятора.

Системы газификации биомассы

Небольшая модульная система биоэнергетики от Community Power Corporation

Хотя системы газификации биомассы встречаются реже, они аналогичны системам сжигания, за исключением того, что количество воздуха ограничено, и, таким образом, вырабатывается чистый топливный газ с полезной теплотворной способностью в отличие от сжигания, в котором отходящий газ не имеет полезной теплотворной способности. теплотворная способность.Чистый топливный газ дает возможность приводить в действие множество различных типов газовых первичных двигателей, таких как двигатели внутреннего сгорания, двигатели Стирлинга, термоэлектрические генераторы, твердооксидные топливные элементы и микротурбины.

На эффективность системы прямого сжигания или газификации биомассы влияет ряд факторов, включая влажность биомассы, распределение и количество воздуха для горения (избыток воздуха), рабочую температуру и давление, а также температуру дымовых газов (выхлопных газов).

Приложение

Тип системы, наиболее подходящей для конкретного применения, зависит от многих факторов, включая доступность и стоимость каждого типа биомассы (например, щепа, пеллеты или бревна), стоимость конкурирующего топлива (например, мазут и природный газ), пиковые и годовые электрические нагрузки и затраты, размер и тип здания, доступность площадей, наличие рабочего и обслуживающего персонала, а также местные нормы выбросов.

Проекты, которые могут использовать как производство электроэнергии, так и тепловую энергию из энергетических систем, работающих на биомассе, часто являются наиболее рентабельными.Если место имеет предсказуемый доступ к круглогодичным доступным ресурсам биомассы, то некоторое сочетание производства тепла и электроэнергии из биомассы может быть хорошим вариантом. Транспортировка топлива составляет значительную часть его стоимости, поэтому в идеале ресурсы должны быть доступны из местных источников. Кроме того, на предприятии обычно необходимо хранить сырье для биомассы на месте, поэтому доступ на площадку и хранение являются факторами, которые следует учитывать.

Как и в случае с любыми другими технологиями производства электроэнергии на объекте, система производства электроэнергии должна быть подключена к коммунальной сети.Правила присоединения могут быть другими, если система представляет собой комбинированную теплоэнергетическую систему, а не только для производства электроэнергии. Возможность использовать чистые измерения также может иметь решающее значение для экономики системы.

Руководство Федеральной программы энергоменеджмента (FEMP) по интеграции возобновляемых источников энергии в федеральное строительство содержит дополнительную информацию о требованиях к межсетевым соединениям и чистому учету.

Экономика

Основные статьи капитальных затрат для энергосистемы, работающей на биомассе, включают хранение топлива и оборудование для обращения с топливом, камеру сгорания, котел, первичный двигатель (например,грамм. турбина или двигатель), генератор, средства управления, дымовая труба и оборудование для контроля выбросов.

Стоимость системы имеет тенденцию к снижению по мере увеличения размера системы. Для паровой системы, работающей только на электроэнергии (не комбинированной), мощностью от 5 до 25 МВт, затраты обычно составляют от 3000 до 5000 долларов за киловатт электроэнергии. Нормированная стоимость энергии для этой системы будет составлять от 0,08 до 0,15 доллара за кВтч, но она может значительно возрасти с расходами на топливо. Для больших систем требуется значительное количество материала, что приводит к увеличению расстояний транспортировки и затрат на материалы.Небольшие системы имеют более высокие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание на единицу произведенной энергии и более низкую эффективность, чем большие системы. Следовательно, определение оптимального размера системы для конкретного приложения — это итеративный процесс.

Существует множество стимулов для производства энергии из биомассы, но они различаются в зависимости от политики федерального законодательства и законодательства штата. База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и эффективности® перечисляет стимулы для биомассы. Сроки программ стимулирования часто позволяют меньше времени на строительство, чем необходимо для проектов, связанных с биомассой.Кроме того, федеральные агентства часто не могут напрямую воспользоваться финансовыми стимулами для возобновляемых источников энергии, если они не используют другую структуру собственности.

Справочник

FEMP по интеграции возобновляемых источников энергии в федеральное строительство содержит дополнительную информацию о финансировании проектов в области возобновляемых источников энергии.

Интересно, что штат Массачусетс недавно исключил электричество, работающее на биомассе, из своего Стандарта портфеля возобновляемых источников энергии, потому что официальные лица штата не верили, что биомасса обеспечивает явное сокращение выбросов парниковых газов.Таким образом, проекты, связанные с использованием биомассы, больше не имеют права на получение сертификатов возобновляемых источников энергии, которые учитываются для целей или финансирования возобновляемых источников энергии штата Массачусетс.

Оценка доступности ресурсов

Наиболее важными факторами при планировании энергетической системы на биомассе являются оценка ресурсов, планирование и закупки. В рамках процессов отбора и анализа осуществимости критически важно определить потенциальные источники биомассы и оценить необходимое количество топлива.

Если возможно, подробно определите способность потенциальных поставщиков производить и поставлять топливо, отвечающее требованиям оборудования, работающего на биомассе.Это может быть немного интенсивный процесс, поскольку он включает в себя определение нагрузки, которая будет обслуживаться, выявление возможных производителей или поставщиков оборудования, работу с этими поставщиками для определения спецификации топлива и контакт с поставщиками, чтобы узнать, могут ли они соответствовать спецификации — и какая цена. Также необходимо оценить ежемесячные и годовые потребности в топливе, а также пиковое потребление топлива, чтобы помочь при обращении с топливом и выборе размеров оборудования для хранения топлива.

Поскольку на большей части территории Соединенных Штатов не существует установленной системы распределения древесной щепы, иногда бывает трудно найти поставщиков.Одно из предложений — связаться с региональной лесной службой США и государственной лесной службой. К другим ресурсам, к которым можно обратиться, относятся ландшафтные компании, лесопилки и другие переработчики древесины, свалки, лесоводы и производители деревянной мебели.

Оценки ресурсов биомассы на уровне округа также доступны в Интернете с помощью интерактивного инструмента картографии и анализа. Инструмент оценки биомассы был разработан Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) при финансовой поддержке EPA. Раньше оценка ресурсов обычно была статичной и не позволяла пользователям анализировать данные или манипулировать ими.Этот новый инструмент позволяет пользователям выбрать местоположение на карте, количественно оценить ресурсы биомассы, доступные в пределах определенного пользователем радиуса, и оценить общую тепловую энергию или мощность, которая может быть произведена путем восстановления части этой биомассы. Инструмент действует как предварительный источник информации о сырье биомассы; однако он не может заменить оценку сырья на месте.

Доступные ресурсы биомассы в США.
Источник: NREL

Необходимо разработать процесс приема поставок биомассы и оценки свойств топлива.По состоянию на июль 2011 года национальные спецификации по древесной щепе отсутствуют, но разрабатываются региональные спецификации. Наличие спецификации помогает сообщать и обеспечивать соблюдение требований к микросхеме. Спецификация должна включать физические размеры, диапазон содержания влаги в топливе, энергосодержание, содержание золы и минералов, а также другие факторы, влияющие на обращение с топливом или его сгорание. Для обеспечения справедливой стоимости контракты на закупку топлива должны масштабировать закупочную цену обратно пропорционально содержанию влаги, поскольку более высокое содержание влаги значительно снижает эффективность сгорания и увеличивает вес транспортируемого материала.

Рекомендации по закупкам

Следующие ниже рекомендации имеют решающее значение для успеха любого проекта по производству энергии из биомассы.

• Полностью вовлекайте лиц, принимающих решения, и широкую общественность на этапах планирования и по мере достижения прогресса, особенно если система будет установлена ​​в общественном здании.
• Тесно сотрудничать с производителем или поставщиком оборудования, работающего на биомассе, для совместной работы над проектированием зданий и требованиями к оборудованию.
• Согласовать календарное планирование строительства с поставкой оборудования.Например, легче доставить и установить оборудование, если кран имеет доступ к месту установки.
• Определите маршрут доставки топлива, чтобы грузовики могли легко добраться до места хранения и при необходимости развернуться.

Эксплуатация и обслуживание

Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание энергетических систем, работающих на биомассе, в основном состоят из затрат на топливо и рабочую силу. В остальном эти системы аналогичны другим системам производства электроэнергии на основе котлов. Эксплуатация ведется непрерывно, поэтому затраты на эксплуатацию, а также на покупку и хранение топлива необходимо оценивать вместе с общими затратами по проекту.

Особые соображения

Ниже приведены важные особенности электрических систем, работающих на биомассе.

Экологическая экспертиза / разрешение

Основной проблемой NEPA и выдачей разрешений для энергетической системы, работающей на биомассе, являются выбросы от сжигания. Следовательно, следует пересмотреть местные требования. Выбросы в атмосферу из системы биомассы зависят от конструкции системы и характеристик топлива. При необходимости можно использовать системы контроля выбросов для уменьшения выбросов твердых частиц и оксидов азота.Выбросы серы полностью зависят от содержания серы в биомассе, которое обычно очень низкое.

Хранение щепы требует внимательности, подготовки и внимательности. Когда стружка хранится в здании, существует вероятность того, что пыль от стружки скапливается на горизонтальных поверхностях и попадает внутрь оборудования. Обеспокоенность вызывает способность древесной щепы самовоспламеняться или самовоспламеняться при хранении в течение длительного времени, хотя и редко встречается. Для получения дополнительной информации см. Информационный бюллетень OSHA по безопасности и охране здоровья «Горючая пыль в промышленности: предотвращение и смягчение последствий пожара и взрывов».

Это происходит из-за цепочки событий, которая начинается с биологического разложения органического вещества и может привести к тлею кучи. Критический диапазон влажности, поддерживающий самовозгорание, составляет примерно от 20% до 45%. Вероятность самовозгорания также увеличивается с увеличением размера кучи из-за увеличения глубины.

Чтобы помочь в решении этой проблемы, Управление пожарной охраны в Онтарио, Канада предоставляет следующие рекомендации:

• Место хранения должно быть хорошо дренированным и ровным, с твердым грунтом или вымощенным асфальтом, бетоном или другим твердым материалом.На поверхности грунта между сваями не должно быть горючих материалов. Во дворе должны быть удалены сорняки, трава и подобная растительность. Переносные горелки с открытым пламенем для сорняков не должны использоваться на площадках для хранения щепы. Сваи не должны превышать 18 м (59 футов) в высоту, 90 м (295 футов) в ширину и 150 м (492 футов) в длину, если временные водопроводные трубы со шланговыми соединениями не проложены на верхней поверхности сваи.

• Между штабелями щепы и открытыми конструкциями, дворовым оборудованием или инвентарём должно поддерживаться пространство, равное (а) удвоенной высоте сваи для горючего материала или зданий или (b) высоте сваи для негорючих зданий и оборудования.

• В местах скопления стружки курение запрещено.

Пожары из древесной стружки могут быть вызваны другими факторами, такими как удары молнии, тепло от оборудования, искры от сварочных работ, лесные пожары и поджоги. Эти пожары иногда называют поверхностными пожарами, потому что они возникают и распространяются по внешней стороне сваи.

При хранении крайне важно поддерживать чистоту щепы. Когда щепа хранится на земле или гравии, часть этого материала часто собирается вместе со щепой и попадает в камеру сгорания.

21 февраля 2011 года EPA установило стандарты выбросов Закона о чистом воздухе для больших и малых котлов и мусоросжигательных заводов, которые сжигают твердые отходы и осадок сточных вод. Эти стандарты охватывают более 200 000 котлов и мусоросжигательных заводов, которые выбрасывают опасные загрязнители воздуха (HAP), также известные как токсичные вещества. Новые стандарты EPA должны соблюдаться при планировании проекта любого котла для сжигания топлива.

Агентство по охране окружающей среды

также приняло Закон о чистом воздухе, разрешающий выбросы парниковых газов 2 января 2011 года.Этот процесс, также называемый «правилом адаптации», требует разрешения на производство парниковых газов, но не распространяется на более мелкие предприятия. Ожидается, что окончательные правила будут разработаны в течение трехлетнего исследовательского периода, но федеральные предприятия, использующие производство электроэнергии из биомассы в рамках нового строительного проекта, могут захотеть убедиться, что размер объекта, работающего на биомассе, не вызывает эти требования.

В 2009 году штат Массачусетс издал документ под названием «Нормы безопасности и выбросов котлов и печей на биомассе в северо-восточных штатах ».Хотя в этом документе содержится обзор существующих нормативных требований в этом регионе, он может быть полезной справочной информацией для других частей страны.

Дополнительные ресурсы

Следующие дополнительные ресурсы могут предоставить более подробную информацию о производстве электроэнергии из биомассы.

Электроресурсы биомассы

Публикации

Электропередающие сети — Всемирная ядерная ассоциация

(обновлено в августе 2020 г.)

• Национальные и региональные сетевые системы, соединяющие производителей с оптовыми потребителями, обычно не менее важны, чем производство электроэнергии.
• Инвестиции в них часто имеют такой же масштаб, что и генерирующие мощности.
• Новая технология позволяет передавать высокие напряжения на большие расстояния без больших потерь.
• Операторы систем передачи (TSO) несут ответственность за качество электроснабжения.
• В тех случаях, когда национальная энергетическая политика ставит во главу угла надежность энергоснабжения, роль TSO заключается в достижении эксплуатационной надежности из различных источников с различными характеристиками.

Страны с хорошо развитой электроэнергетической инфраструктурой создали сети, управляемые операторами систем передачи (TSO), для передачи электроэнергии в распределительные системы там, где это необходимо. Там, где генерирующие станции могут быть расположены близко к центрам нагрузки, они менее важны, чем удаленные станции, как, например, многие гидроэлектростанции и ветряные электростанции. Можно использовать более низкое напряжение. При более высоких напряжениях, например 500 кВ и выше, потери при передаче на сотни километров значительно снижаются.При сверхвысоких напряжениях (UHV) например 1000 кВ переменного тока или 800 кВ постоянного тока, потери дополнительно снижаются (, например, до 5% на 1000 км или 3,5% для HVDC), но требования к капиталу выше. Новые планы касаются линий 1100 кВ постоянного и 1050 кВ переменного тока. В Германии рассматривается возможность преобразования некоторых существующих линий переменного тока в постоянный ток для увеличения их пропускной способности.

Потери при передаче часто составляют около 6%, хотя средний мировой показатель составляет 8%. В США оценка составляет около 6%, или 250 ТВт-ч в год, на сумму около 20 миллиардов долларов.ЕС теряет 6%, а Великобритания — 8%. Китай работает над сокращением потерь при передаче с 6,6% в 2010 году до 5,7% в 2020 году, Япония в 2013 году имела потери 5%, а Южная Корея — 3%. В Индии потери при передаче в 2011 г. составили 222 ТВт-ч (21%), а в 2013 г. — 18%, в основном из-за краж. Некоторые страны выше. (Статистика Международного энергетического агентства)

Оптовые распределительные компании («дискотеки») понижают напряжение с помощью трансформаторов, в конечном итоге, до внутреннего напряжения, и продают электроэнергию.

Передающие сети обычно работают с переменным током (AC), который легко может быть преобразован в более высокие или более низкие напряжения. Все чаще линии постоянного тока (DC) используются для конкретных проектов, в частности, подводные кабели, связывающие страны или соединяющие морские ветряные электростанции с наземными сетями через преобразовательные подстанции. Кроме того, высоковольтные линии постоянного тока (HVDC) становятся все более важными для эффективной передачи на большие расстояния.

Обычно напряжение 132 кВ или выше будет подключать электростанции и обеспечивать основу сетевой системы, в то время как 66 кВ, 33 кВ или 11 кВ могут подключать к ним возобновляемые источники энергии, такие как ветер.Распределение составляет 400 вольт, а иногда и меньше.

В синхронной сети, такой как Западная Европа, все генераторы синхронизированы, что позволяет передавать электроэнергию переменного тока по всей территории, соединяя большое количество генераторов и потребителей электроэнергии и потенциально обеспечивая более эффективные рынки электроэнергии и резервные генерирующие мощности. В мае 2014 года были подключены электрические сети и АТС в южной и северо-западной Европе, что охватило около 70% европейских потребителей и с годовым потреблением почти 2400 ТВтч.Общий рынок электроэнергии на сутки вперед, созданный в результате физической и финансовой интеграции двух регионов, простирается от Португалии до Финляндии. Ожидается, что это приведет к более эффективному использованию энергосистемы и трансграничной инфраструктуры в результате лучшей гармонизации между энергетическими рынками. Ожидается, что рынки электроэнергии в Чешской Республике, Словакии, Венгрии и Румынии объединятся аналогичным образом, а затем соединятся с остальной Европой. Польша частично интегрирована с северо-западным регионом Европы через подводную линию в Швецию.Возможная интеграция Италии будет зависеть от переговоров Швейцарии с Европейским союзом о подключении энергосистем.

Иногда сети переменного тока соединяются линиями высокого напряжения постоянного тока (HVDC) с использованием преобразователей источника напряжения (VSC). HVDC позволяет подключать асинхронные системы переменного тока. Ожидается, что к 2020 году к мировым сетям будет добавлено более 300 ГВт новой мощности передачи постоянного тока высокого напряжения, две трети из которых будут приходиться на Китай для подключения внутренних возобновляемых источников (особенно гидро) к прибрежным центрам нагрузки. В июле 2016 года компания Siemens получила свой первый заказ на преобразовательные трансформаторы на 1100 кВ для линии высоковольтного постоянного тока Чанцзи — Гуцюань протяженностью 3200 км в Китае, которая будет введена в эксплуатацию в конце 2018 года.

Одной из основных проблем для многих стран, намеревающихся добавить ядерные мощности к своей инфраструктуре, является размер их энергосистемы. Многие атомные электростанции больше, чем электростанции, работающие на ископаемом топливе, которые они дополняют или заменяют, и не имеет смысла иметь какой-либо энергоблок, мощность которого превышает одну десятую мощности сети (возможно, 15% при наличии высокой резервной мощности). Это сделано для того, чтобы установку можно было отключить для дозаправки или технического обслуживания, либо из-за непредвиденных событий. Пропускную способность и качество сети также можно рассматривать на региональном уровне, как, например, в Иордании.Во многих ситуациях может потребоваться столько же инвестиций в сеть, сколько в электростанцию ​​(и).

В Европе управляющий орган системы передачи электроэнергии ENTSO-E, в состав которого входит 41 оператор TSO из 34 стран, оценил способность сетевых сетей Европы стать единым внутренним энергетическим рынком. Для этого потребуется около 128 миллиардов долларов на новые и модернизированные линии электропередач, чтобы соответствовать целям ЕС по возобновляемым источникам энергии и интеграции энергетического рынка. В своем Десятилетнем плане развития сети на 2012 год он определил 100 препятствий в сфере электроснабжения, 80% из которых связаны с проблемой интеграции возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца, в национальные сети.Большая часть европейских инвестиций должна быть направлена ​​на реконструкцию или строительство около 51 000 км высоковольтных линий электропередач и кабелей, которые должны быть объединены в 100 крупных инвестиционных проектов, направленных на устранение основных узких мест. Одна цель (поставленная в 2002 году) — обеспечить уровень межсетевого взаимодействия для каждой страны, по крайней мере, эквивалентный 10% ее генерирующих мощностей, для создания инфраструктуры электроэнергии в странах ЕС. Этого было далеко не достичь в 2013 году, но указанные инвестиции принесут пользу всем странам ЕС, кроме Испании.Одно из узких мест устраняется путем строительства линии HVDC мощностью 1400 МВт на 65 км через Пиренеи, чтобы удвоить пропускную способность Испания-Франция, самой длинной подземной линии HVDC в мире стоимостью 700 миллионов евро. Запланированное строительство второй подводной линии связи увеличит межсетевое соединение до 5000 МВт примерно к 2020 году.

В исследовательском проекте ENTSO-E 2013 участвовали 20 партнеров из 12 стран, чтобы пересмотреть определение надежности во все более взаимосвязанной системе с преобладанием возобновляемых источников энергии. Проект GARPUR (общепринятый принцип надежности с моделированием неопределенности и вероятностной оценкой рисков) фокусируется на оптимальном балансе между затратами на обеспечение надежного электроснабжения и социально-экономическими издержками перебоев в подаче электроэнергии во все более сложной системе.Этот подход учитывает вероятности отказов на основе погодной зависимости, истории технического обслуживания и условий в реальном времени. Он учитывает неопределенности как в прогнозах генерации, так и в прогнозах нагрузки, а также гибкость, обеспечиваемую спросом, хранением энергии и распределенными возобновляемыми источниками энергии. Это позволяет правительствам, регулирующим органам и TSO определять цену за надежность поставок и минимизировать затраты на ее достижение.

Пропускная способность производителей должна быть достаточной для пиковой выработки у них.Следовательно, из расчета на МВтч, поставленный оптовикам, это в три или четыре раза дороже для возобновляемых источников энергии, чем для станций с базовой нагрузкой. В Австрии плата за доступность сети и потери в линии на 2015 год установлена ​​на уровне около 3,50 евро / МВтч для возобновляемых источников энергии.

Германия является ярким примером потребности в увеличении пропускной способности, имея традиционные электростанции, работающие на ископаемом топливе, и атомные электростанции на юге, с линиями, простирающимися оттуда на остальную часть страны, а источники энергии ветра расположены вдоль северного побережья Балтийского моря. .Следовательно, существующие линии с севера на юг стали узкими местами, неспособными передавать достаточное количество ветровой энергии с севера, чтобы заменить закрытые мощности на юге.

TSO заявили, что их анализ показал, что расширение сети только на 1,3 процента позволяет добавить 3 процента генерирующих мощностей и интегрировать 125 гигаватт возобновляемых источников энергии — и все это по цене 2 цента за киловатт-час для потребителей электроэнергии сверх 10-летний период. «Обременительные процедуры выдачи разрешений и отсутствие общественного признания в отношении линий электропередач в настоящее время являются наиболее серьезными препятствиями», с которыми сталкиваются эти усилия.Таким образом, ENTSO-E предлагает, чтобы каждое государство-член ЕС назначило единый компетентный орган, ответственный за завершение всего процесса выдачи разрешений, который не должен превышать трех лет.

Другая цель усилий ЕС в области сетевой инфраструктуры — снижение статуса «энергетического острова» Италии, Пиренейского полуострова, Ирландии, Великобритании и стран Балтии. Это будет решено с помощью обновлений, при этом общие затраты на генерацию снизятся примерно на 5%.

Запланированное соединение HVDC по Nordlink мощностью 1,4 ГВт (эл.) Между Германией и Норвегией имеет большой потенциал для соединения солнечной и ветровой мощности северной Германии с гидроэнергетикой Норвегии с 2020 года, обеспечивая необходимую поддержку Германии и позволяя экспортировать излишки энергии ветра и солнца на север.Ожидается, что общая стоимость строительства 620 км к западу от Дании составит 2,8 миллиарда долларов. Однако Норвегия настаивает на том, чтобы в сделке учитывалась возможность диспетчеризации ее гидроэнергетических мощностей и чтобы она была частью любого рынка мощности, который вознаграждает за это свойство, поддерживая непостоянство Германии. Сообщается, что Германия считает эту связь жизненно важной для своих планов по отказу от диспетчерской ядерной энергетики в 2022 году. Норвежская Stattnett будет владеть 50%, немецкий TenneT TSO и государственный банк KfW Group будут владеть по 25% каждая.Норвегия производит около 95% электроэнергии за счет гидроэнергетики. Он уже имеет линии электропередачи со Швецией, Данией (1700 МВт, планируется еще 700 МВт HVDC) и Нидерландами (NorNed, 700 МВт), и строит линию HVDC протяженностью 730 км, стоимостью 2 млрд евро в Великобританию (линия NSN 1,4 ГВт, ввод в эксплуатацию в 2021 году). Проект NSN был выбран Европейской комиссией в качестве одного из проектов, направленных на создание интегрированного энергетического рынка ЕС.

Исследование Booz, спонсируемое Европейской комиссией, в 2013 году поддержало план ENTSO-E по увеличению передачи на 40% к 2020 году, но заявило, что этот показатель должен сохраняться до 2030 года.«Около 90% преимуществ достижимы, даже если будет достигнута только половина желаемого прироста пропускной способности, даже без снижения спроса», — говорится в сообщении. В исследовании говорится, что более тесная интеграция рынков электроэнергии ЕС может принести прибыль до 40 миллиардов евро в год к 2030 году, а координация инвестиций в возобновляемые источники энергии может добавить к этому 30 миллиардов евро в год. Улучшение реакции со стороны спроса с помощью интеллектуальных сетей может составить до 5 миллиардов евро в год, а совместные расходы по балансировке могут составить до 0 евро.В исследовании говорится, что 5 миллиардов в год, что приведет к общей потенциальной выгоде до 75,5 миллиардов евро в год к 2030 году.

В мировой перспективе, по оценке французского агентства RTE, в течение десяти лет до 2022 года потребуются инвестиции в размере 700 миллиардов долларов в 16 крупнейших сетей, обслуживающих 70% мировой электроэнергии, частично за счет интеграции возобновляемых источников. В 16 сетях 2,2 млн км линий. Сама RTE планирует инвестировать 19 миллиардов долларов к 2020 году. В развитых странах развитие электросетей идет медленно из-за процесса утверждения и противодействия общественности.

Отправляемость

Основными проблемами для управления сетью являются регулирование частоты и напряжения в процессе удовлетворения спроса, который постоянно меняется. Это означает, что TSO должны иметь возможность диспетчеризации. Традиционно они отправляются в порядке значимости, т. Е. В соответствии с наименьшими предельными затратами. Однако с установлением преференциального доступа для периодически возобновляемых источников энергии в сочетании с относительно высокими льготными тарифами или другими договоренностями это все больше ставится под угрозу.Когда к сети подключены большие периодически возобновляемые мощности, поставки из них могут удовлетворить большую часть спроса или даже иногда превышать его, что означает, что надежные мощности с низкими маржинальными затратами затем отключаются. Поскольку такие установки часто представляют собой оборудование с высокими капитальными затратами и низкими эксплуатационными расходами, их экономическая жизнеспособность подрывается.

Органы управления энергосистемой, столкнувшиеся с необходимостью иметь возможность передавать электроэнергию в короткие сроки, рассматривают ветроэнергетику не как доступный источник поставки, который может быть задействован при необходимости, а как непредсказуемое падение спроса.В любом случае ветру требуется около 90% поддержки, тогда как уровень поддержки для других форм выработки электроэнергии, которые могут быть задействованы по запросу, составляет около 25%, просто учитывая время простоя на техническое обслуживание. Некоторое обсуждение затрат на интеграцию возобновляемых источников энергии содержится в сопроводительном документе WNA по возобновляемым источникам энергии и электроэнергии.

В тех случаях, когда время от времени вносятся значительные объемы возобновляемых источников энергии, все чаще звучат призывы к оплате мощности или механизмам вознаграждения за мощность (CRM) — положение о выплате коммунальным предприятиям, чтобы поддерживать диспетчерские мощности доступными и, в среднесрочной перспективе, поощрять инвестиции в них.Германия — это страна, в которой большинство газовых электростанций стало нерентабельным из-за ее положений Energiewende о поощрении возобновляемых источников энергии, и она предлагает два типа оплаты мощности: один на основе клиента, как во Франции, и один с центральным покупателем, как запланировано на СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО. В начале 2014 года в половине стран ЕС был или планировался какой-либо рынок мощности. В системе Великобритании требования к мощности будут определяться административно в соответствии с прогнозами TSO, а цена — на аукционе. Во французской системе потребность в мощности определяется децентрализованным спросом на розничном рынке, а цена определяется торговыми сертификатами.Центральная система имеет эффект социализации инвестиционных рисков. Первый аукцион мощности на 2018-19 годы в Великобритании состоится в ноябре 2014 года. Eurelectric призвала к тому, чтобы CRM были рыночными, а не государственной, технологически нейтральными, недискриминационными и регионально связанными.

С появлением высоких мощностей возобновляемых источников энергии становится все труднее поддерживать управляемую мощность. Но цена неспособности удовлетворить спрос очень высока. Стоимость потерянной нагрузки (VOLL) оценивается в 50–350 раз от стоимости поставленного кВтч.Следовательно, необходимо поддерживать запас мощности, чтобы удовлетворить неожиданные всплески спроса и изменчивость ввода возобновляемых источников энергии.

Вспомогательные услуги: регулирование напряжения и частоты

Одна из основных функций TSO — гарантировать, что напряжение в распределительных сетях и частота существенно не отклоняются от установленных критериев. Он также должен контролировать поток энергии (загрузку сети) и устранять необычные помехи. TSO часто заранее заключает договор на эти вспомогательные услуги.

Вспомогательные услуги управления частотой (FCAS) являются фундаментальными, и в сети есть два типа: управление регулированием сглаживает обычные незначительные колебания нагрузки или генерации; Контроль непредвиденных обстоятельств — это корректировка баланса спроса и производства, чтобы избежать резких скачков частоты в сети, возникающих из-за серьезных перебоев в поставках. Первые используются постоянно и централизованно, вторые — лишь иногда и более локально.

В Великобритании национальная электросеть обязана поддерживать частоту в диапазоне 49.5–50,5 Гц и обычно составляет от 49,8 Гц до 50,2 Гц. В Австралии автоматическое управление генерацией поддерживает частоту от 49,85 до 50,15 Гц. В других местах допускается изменение 0,25 Гц. Регулирующее управление осуществляется путем регулировки выходной мощности генераторов. Контроль непредвиденных обстоятельств может потребовать более серьезных изменений в генерации или сбросе нагрузки, в зависимости от временных рамок. Во Франции уровень безопасности составляет 49,2 Гц, а ниже 49 Гц происходит отключение нагрузки.

Быстрые изменения частоты ослабляются из-за инерции вращающихся турбогенераторов в обычных синхронных электростанциях, это называется мгновенным резервом.В системах с высокой долей возобновляемых источников энергии электроника подающих инверторов может в некоторой степени имитировать это как синтетическую инерцию. Без этого необходимо ограничить мгновенное проникновение от асинхронных источников, таких как солнце и ветер. Кроме того, обычно имеется аварийный резерв или «вращающийся резерв», равный мощности самого большого генератора в системе.

После полного отключения электроэнергии во всем штате Южная Австралия в сентябре 2016 года из-за потери контроля напряжения и частоты, когда большая часть энергии поступала от ветряных электростанций, Австралийский оператор энергетического рынка (AEMO) потребует, чтобы как минимум два синхронных генератора всегда были онлайн в штате (а также с сохранением некоторой резервной мощности от межгосударственного).В третьем промежуточном отчете AEMO об инциденте говорится: «Сила системы… в первую очередь зависит от количества расположенных поблизости синхронных генераторов».

Ключевым показателем является скорость изменения частоты (RoCoF). Маленькие предприятия созданы, чтобы выжить только в небольших RoCoF, например, . 0,5 Гц / с, и при превышении они отключаются (отключаются). Перед отключением большие генераторы должны выдерживать RoCoF до 3 Гц / с. Крупное отключение электроэнергии в Южной Австралии в сентябре 2016 года произошло после того, как RoCoF достиг 7 Гц / с.

В Японии из-за повреждений, вызванных землетрясением Тохоку в марте 2011 года, частота Tepco упала до 48,44 Гц чуть более чем за минуту, но отключение нагрузки на 5570 МВт, за которым быстро последовало еще 135 МВт в непосредственной близости, позволило избежать отключения системы. Частота была восстановлена ​​примерно за пять минут при увеличении выработки (хотя потеря мощности в 9100 МВт электроэнергии потребовала недели, чтобы исправить ее после веерных отключений).

В начале 2016 года Национальная электросеть Великобритании активно откликнулась на тендер на «усиленную частотную характеристику» мощностью 200 МВт (эл.).Он предлагал четырехлетние контракты на мощность, способную обеспечить 100% выходную активную мощность за секунду или меньше регистрации отклонения частоты. Было предложено около 888 МВтэ емкости аккумуляторных батарей, 150 МВтэ межсетевого взаимодействия, 100 МВтэ мощности отклика на стороне спроса и 50 МВтэ мощности маховика. В сентябре были объявлены победившие заявки на усиление частотной характеристики — 64 проекта мощностью от 10 до 49 МВт и общей стоимостью 66 миллионов фунтов стерлингов. Все, кроме трех, связаны с хранением батарей. Выигрышные предложения варьировались от 7 до 12 фунтов стерлингов за МВтч усиленной частотной характеристики.

В Европе было предложение для TSO разрешить большее изменение частоты, например, от 50 до 47,5 Гц в течение длительных периодов времени, чтобы можно было лучше приспособить прерывистые возобновляемые источники. Правительства некоторых стран ЕС призывают к увеличению вклада возобновляемых источников энергии, но в случае Германии исследование вспомогательных услуг до 2033 г. предполагает, что можно управлять частотным регулированием. ENTSO-E заявляет, что предложение о большей гибкости заключается в решении «проблем трансграничных сетей и проблем рыночной интеграции», одна из которых требует «содействия достижению целей по проникновению возобновляемой генерации».«В настоящее время допускается кратковременное изменение до 1 Гц. Западноевропейская ассоциация органов регулирования ядерной энергетики (WENRA) заявила, что это предложение «может отрицательно повлиять на ядерную безопасность», потому что «определение диапазона частоты и напряжения слишком велико». Кроме того, изменчивость ускоряет старение некоторых компонентов установки, особенно электродвигателей. Данные ENTSO-E показывают, что увеличение проникновения возобновляемых источников энергии связано с резким увеличением количества и продолжительности повторяющихся событий.

В соответствии с техническими и проектными спецификациями по ядерной безопасности самая низкая частота, разрешенная для оборудования, связанного с безопасностью, составляет 48 Гц, а частота ниже этого значения означает, например, что насос охлаждающей жидкости может работать слишком медленно. Кроме того, ядерное законодательство нескольких стран WENRA не позволяет атомным станциям участвовать в регулировании частоты или отслеживании нагрузки, как это было предложено ENTSOE-E.

Вспомогательные услуги по контролю напряжения связаны с поддержанием потока мощности в пределах физических ограничений оборудования.Один из методов управления напряжением заключается в том, что генераторы поглощают реактивную мощность из электрической сети или генерируют в ней реактивную мощность и соответственно регулируют местное напряжение. Это также можно сделать с помощью высокоинерционных вращающихся стабилизаторов в решетчатой ​​системе. В ЕС постоянно допустимый диапазон изменения напряжения генератора составляет от 95% до 105% номинального напряжения на срок до 15 минут. В течение ограниченного времени генераторы должны быть способны работать в диапазоне напряжений от 92% до 108% номинального напряжения, чтобы компенсировать проблемы TSO, в основном для обеспечения синхронной работы сети и поддержки системы при возникновении местных проблем с напряжением. ( у.е.грамм. , чтобы избежать падения напряжения). В точке подключения системы передачи для распределения напряжение может изменяться на 10%. В Германии исследуются несколько новых средств обеспечения повышенной реактивной мощности в сети, в том числе трансформаторы с фазовым сдвигом, и может быть использована некоторая повторная переадресация. Также предусмотрено обеспечение реактивной мощности через инверторные станции планируемых линий постоянного тока.

Управление напряжением и частотой в сочетании с быстрым нарастанием и падением — основные проблемы, возникающие из-за увеличения доли солнечных и ветровых возобновляемых источников энергии в любой энергосистеме.Должна быть подключена достаточная управляемая мощность синхронной генерации, чтобы обеспечить инерцию для поддержания частоты. Асинхронный ввод от ветряных и солнечных фотоэлектрических модулей сам по себе не может обеспечить требуемый контроль для обеспечения безопасности системы, что вызывает необходимость в других мерах.

Некоторая синтетическая инерция может быть обеспечена электроникой питающих инверторов от ветряных турбин или, что более надежно, синхронные конденсаторы могут обеспечить достаточную реальную инерцию для стабилизации системы.Это высокоинерционные вращающиеся машины, которые могут поддерживать энергосистему в обеспечении эффективной и надежной синхронной инерции и могут помочь стабилизировать отклонения частоты за счет генерации и поглощения реактивной мощности. Некоторые более новые ветряные турбины напрямую связаны и работают синхронно с фиксированными скоростями вращения, определяемыми сетью, обеспечивая некоторую стабильность частоты, хотя и меньшую общую выходную энергию, чем при выходе постоянного тока.

Синхронные конденсаторы похожи на синхронные двигатели без нагрузки и механически ни с чем не связаны.Они могут быть дополнены маховиком для увеличения инерции. Они используются для управления частотой и напряжением в слабых частях сети или там, где имеется высокая доля переменного возобновляемого ввода, требующего повышения стабильности сети. Добавление синхронных конденсаторов может помочь с потреблением реактивной мощности, повысить устойчивость к короткому замыканию и, следовательно, инерцию системы, а также обеспечить лучшее динамическое восстановление напряжения после серьезных сбоев системы. Они могут компенсировать опережающий или запаздывающий коэффициент мощности путем поглощения или подачи реактивной мощности (измеренной в вольт-амперных реактивных, ВАр) в линию.Некоторые генераторы, выведенные из эксплуатации на угольных электростанциях, переоборудованы в синхронные конденсаторы, работающие от сети.

В Германии сильно изменяющийся поток от морских ветряных электростанций на севере передается в основные центры нагрузки на юге, что приводит к колебаниям напряжения и необходимости усиленного контроля реактивной мощности. Уменьшение инерции во всей энергосистеме сделало потребность в повышении устойчивости к короткому замыканию и стабильности частоты более критичной, что было решено путем установки большого синхронного конденсатора GE в Берграйнфельде в Баварии.После отключения электроэнергии по всему штату Южная Австралия устанавливает четыре синхронных конденсатора Siemens, чтобы компенсировать значительную долю ветрового воздействия на энергосистему и снизить уязвимость к дальнейшим проблемам, связанным с этим.

В Великобритании Statkraft планирует установить два вращающихся стабилизатора GE для обеспечения устойчивости сети передачи в Шотландии. Они будут потреблять около 1 МВтэ из сети и обеспечивать синхронную инерцию, во много раз превышающую импульсную возобновляемую энергию, заменяя роль инерции в ископаемом топливе или атомных станциях.Этот проект входит в число пяти инновационных контрактов на стабильность сети, заключенных оператором электроэнергетической системы Национальной сети в январе 2020 года.

Некоторые определения вспомогательных услуг включают повторную отправку и сокращение, наряду с отслеживанием нагрузки, среди других услуг для обеспечения надежной работы сети. Это новое явление, возникающее из-за чрезмерной мощности солнечной и ветровой энергии, которая обычно имеет приоритет. (Гидроэнергетика как возобновляемый источник может быть отключена без потери потенциальной энергии, которая остается доступной по запросу в качестве диспетчерского источника.)

Системные затраты

По мере возрастания роли возобновляемых источников все больше внимания уделяется системным эффектам, связанным с взаимодействием переменных возобновляемых источников энергии с диспетчерскими технологиями. Системные эффекты относятся к затратам, превышающим затраты на уровне завода, на поставку электроэнергии при заданной нагрузке и уровне надежности снабжения. В отчете Агентства по атомной энергии ОЭСР 2012 года основное внимание уделялось «системным затратам на уровне сети», подмножеству системных затрат, опосредованных электросетью, которые включают: а) затраты на расширение и усиление транспортных и распределительных сетей, а также на подключение новых мощностей, и б) затраты на усиление краткосрочного балансирования и поддержание долгосрочной адекватности и безопасности электроснабжения.

Отчет показал, что, хотя все технологии приводят к системным затратам, затраты на управляемые генераторы, по крайней мере, на порядок ниже, чем у переменных возобновляемых источников энергии. Если системные затраты на переменные возобновляемые источники энергии были включены на уровне электросети, общие затраты на электроснабжение увеличились до одной трети, в зависимости от страны, технологии и уровней проникновения. В то время как затраты на систему на уровне энергосистемы для диспетчерских технологий ниже 3 долларов США / МВтч, они могут достигать 40 долларов США / МВтч для берегового ветра, до 45 долларов США / МВтч для морского ветра и до 80 долларов США / МВтч для солнечной энергии.Кроме того, чем больше распространяются прерывистые возобновляемые источники энергии, тем выше стоимость системы. Внедрение возобновляемых источников энергии до 10% от общего объема поставок электроэнергии увеличит затраты на МВтч на 5-50% (в зависимости от страны) и, как правило, на 13-14%, но с 30% возобновляемых источников энергии затраты на МВтч обычно увеличиваются на одну треть.

В настоящее время такие затраты на сетевом уровне просто покрываются потребителями электроэнергии за счет более высоких сетевых сборов, а производителями диспетчерской электроэнергии в виде сниженной маржи и более низких коэффициентов нагрузки.Неспособность учитывать системные затраты означает добавление неявных субсидий к уже значительным явным субсидиям для переменных возобновляемых источников энергии. Пока эта ситуация сохраняется, диспетчерские технологии не будут все больше заменяться по мере того, как они достигают конца своего срока эксплуатации, тем самым серьезно снижая надежность снабжения. Между тем их экономическая жизнеспособность серьезно подрывается, что особенно сильно сказывается на технологиях с самыми высокими переменными затратами. Поддержание высокого уровня безопасности электроснабжения в декарбонизирующих электроэнергетических системах со значительной долей переменных возобновляемых источников энергии потребует стимулов для интернализации системных затрат, а также рыночных структур, которые адекватно покрывают стоимость всего диспетчерского производства электроэнергии, включая низкоуглеродную ядерную энергию.

В отчете NEA делается вывод о том, что в краткосрочной перспективе ядерная энергетика будет относительно лучше, чем уголь или газ из-за ее низких переменных затрат. Однако в долгосрочной перспективе, когда необходимо принять новые инвестиционные решения, пониженные коэффициенты нагрузки непропорционально сильно повлияют на технологии с высокими фиксированными затратами, такие как ядерная энергия, из-за снижения использования мощностей. Таким образом, в системах, которые в настоящее время используют ядерную энергию, внедрение переменных возобновляемых источников энергии, вероятно, приведет к увеличению общих выбросов углерода из-за использования технологий с более высоким уровнем выбросов углерода, таких как газ, в качестве резервного (несмотря на краткосрочное воздействие на его жизнеспособность).

Наличие высоких системных затрат означает, что потребуются значительные изменения для обеспечения экономически жизнеспособного сосуществования ядерной энергии и возобновляемых источников энергии во все более декарбонизированных электроэнергетических системах. Такие изменения могут включать более широкое использование ценообразования на выбросы углерода, долгосрочных контрактов на поставку электроэнергии и механизмов оплаты мощности, чтобы обеспечить адекватные стимулы для новых инвестиций.

Отчет NEA содержит четыре рекомендации:

• Повышение прозрачности затрат на генерацию на системном уровне для обеспечения рациональной политики.
• Подготовить нормативно-правовую базу, которая минимизирует системные затраты и интернализирует их для каждой технологии, чтобы обеспечить жизнеспособные, адекватные и устойчивые поставки с балансом системы.
• Признать ценность управляемых низкоуглеродных технологий и реформировать энергетические рынки для их поддержки.
• Повысьте гибкость системы с помощью отслеживания нагрузки, хранения, управления спросом и межсетевого взаимодействия.

Уязвимость

Жизненно важная роль передающей инфраструктуры вызывает опасения по поводу ее уязвимости для враждебных государств или террористических атак, особенно от высокогорного электромагнитного импульса (ЭМИ).Согласно исследованию Федеральной комиссии по регулированию энергетики (FERC), США могут быть заблокированы на срок до 18 месяцев из-за террористических атак на девять жизненно важных трансформаторных подстанций. FERC отвечает за регулирование безопасности межгосударственных электрических сетей, включая планы восстановления после аварийного запуска, которые необходимы для всех частей энергосистемы США. FERC и North American Electric Reliability Corporation представили подробную оценку планов «черного старта» в 2016 году на основе опроса девяти неназванных сетевых операторов, включая генерирующую компанию, операторов передачи и координаторов контроля.

Конгресс назначил Комиссию EMP для оценки ситуации и рекомендации превентивных мер. Она провела тесты на повреждение оборудования электросети импульсами ЭМИ и сообщила в 2008 году, что многие системы управления были уязвимы. Законопроект США, Закон о защите критически важной инфраструктуры, ожидает принятия в Палате представителей. Новый анализ угрозы EMP, проведенный Исследовательским институтом электроэнергетики (EPRI), запрошенный Министерством энергетики (DOE) и запланированный на 2018 год, и обновленный анализ угроз Комиссией EMP прояснят варианты.Другие страны и ЕС также рассматривают эти уязвимости, при этом Южная Корея, как сообщается, лидирует в отношении защиты от ЭМИ. Угрозы варьируются от высотного ЭМИ, которое может вызвать глубокие и обширные повреждения, до огнестрельного оружия по трансформаторной подстанции и кибератак.

Некоторые коммунальные предприятия США начали защищать свои системы от ЭМИ. Dominion Energy в Вирджинии планирует потратить до 500 миллионов долларов к 2020 году на защиту своей системы от атак, включая строительство операционного центра стоимостью 80 миллионов долларов, защищенного от волн ЭМИ.Duke Energy имеет проект по защите трех своих генерирующих станций в Каролине. В случае атаки EMP гидроэлектростанция Герцога на озере Уайли на государственной границе будет доступна для подачи энергии из блэкстарта.

Отдельные страны

Китай разрабатывает очень сложную энергосистему, так как его основные месторождения угля находятся на севере, его основной ветровой потенциал — на крайнем западе, а его атомные электростанции — на побережье — недалеко от центров нагрузки. Сетевая система, управляемая Государственной сетевой корпорацией Китая (SGCC) и China Southern Power Grid Co (CSG), быстро растет, используя сверхвысокое напряжение (1000 кВ переменного тока с 2009 года и 800 кВ постоянного тока с 2010 года).К 2015 году SGCC инвестировала 500 миллиардов юаней (75,5 миллиардов долларов) в расширение сети сверхвысокого напряжения до 40 000 км. К 2020 году мощность сверхвысоковольтной сети, как ожидается, составит около 300-400 ГВт, которая будет функционировать как основа всей системы, соединяя шесть региональных кластеров. К 2020 году должно быть подключено 400 ГВт чистых источников энергии, из которых гидроэнергетика будет составлять 78 ГВт, а энергия ветра с севера — еще значительную часть. Планируется, что ветровая мощность к 2020 году превысит 100 ГВт. Однако, по данным Национального управления энергетики, в 2015 году около 34 ТВт · ч ветровой выработки — около 20% — было потеряно из-за неадекватного подключения к сети.

В конце 2009 года Китай запланировал потратить 600 миллиардов долларов на модернизацию своей сети. Ожидается, что в период с 2014 по 2020 год высоковольтные линии электропередачи увеличатся с 1,15 млн. Км до 1,6 млн. Км. 2010. SGCC также реализует экспортные проекты — см. Бразилию ниже.

Линия сверхвысокого напряжения постоянного тока из Юньнани в Шэньчжэнь в провинции Гуандун составляет почти 2000 км и стоит 22 миллиарда юаней (3 миллиарда долларов) для CSG и будет передавать 20 ТВт-ч в год с 2017 года.Это один из 11 крупных проектов ЛЭП.

Северная часть Индия в июле 2012 года испытала два серьезных отказа электросети, в результате чего первые 390 миллионов человек остались без электричества, а днем ​​позже — около 680 миллионов человек в 22 штатах, что подчеркивает инфраструктурные проблемы страны. Первой пострадала северная сеть, затем эта плюс часть восточной и северо-восточной сетей, после того, как низкое напряжение в одном месте отключило линию, и это привело к каскадному отключению. Большинство реле понижения частоты (UFR) в северном регионе не работали, и диспетчерские центры не реагировали на проблему.Электропитание некоторых основных служб возобновлялось каждый раз через несколько часов, но другие не работали более суток. Все пять сетей контролируются Power Grid Corporation, которая эксплуатирует 95 000 км линий электропередачи. В стране 33 государственных центра диспетчеризации грузов (SLDC), пять региональных центров диспетчеризации грузов (RLDC) и национальный центр диспетчеризации грузов.

USA представляет собой лоскутное одеяло из сетей, которые часто почти не связаны между собой. Western Interconnection включает около 11 штатов, а также Британскую Колумбию и Альберту.ERCOT включает большую часть Техаса, а Eastern Interconnection — остальную часть США и Канады. В центре страны очень малая мощность сети. Exelon несколько раз на протяжении более года временно сокращала внепиковую выработку на одной или нескольких своих атомных электростанциях в Иллинойсе из-за ограничений сети в зоне межсетевого взаимодействия PJM. Компания ранее заявляла, что в регионе вокруг этих станций возникают периодические перегрузки в сети из-за отключений линий электропередачи для планового технического обслуживания, большого притока ветровой энергии в сеть в непиковые часы или комбинации этих факторов.

В 2012 году в отчете Американского общества инженеров-строителей говорилось, что устаревшее оборудование и нехватка мощностей приводили к периодическим сбоям, и говорилось, что к 2020 году потребуются дополнительные инвестиции в размере 107 миллиардов долларов. Это может быть консервативным. В сентябре 2011 года простая ошибка привела к каскадному и неконтролируемому отказу, который затронул южную Калифорнию и стал самым масштабным в истории штата. Он соперничал с провалом 2003 года, в результате которого большая часть северо-востока и 50 миллионов человек остались без электричества.Среди четырех основных причин отключения электроэнергии на северо-востоке, которые следователи перечислили шесть месяцев спустя: основное предприятие энергоснабжения «не осознавало и не осознавало ухудшающееся состояние своей системы». Согласно исследованию Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, за период с 1965 по 2009 год в США и Канаде произошло 57 крупных сбоев электросети, 41 из них в США и два из них — общие.

В отчете MIT за 2011 год говорится, что энергосистема США столкнется с «рядом серьезных проблем в течение следующих двух десятилетий, в то время как новые технологии также предоставляют ценные возможности для решения этих проблем.«Включение большего количества возобновляемых источников энергии — это одна проблема, рост проникновения электромобилей — другая. Но« разнообразие структур собственности и регулирования в энергосистеме США усложняет разработку политики, и остается ряд институциональных, нормативных и технических препятствий, требующих принятия мер. . «Он вынес соответствующие рекомендации.

Отчетная карта по инфраструктуре Американского общества инженеров-строителей за 2017 год показала, что большинство линий электропередачи и распределения в США были построены в период с 1950 по 1969 год с ожидаемым сроком службы 50 лет.Опрос, проведенный в мае 2017 года Smart Electric Power Alliance (SEPA) и Black & Veatch, показал, что инвестиции в передачу и распределение быстро растут, отчасти из-за необходимости интеграции возобновляемых источников энергии. В августе 2017 года Министерство энергетики (DOE) опубликовало отчет о рынках электроэнергии и надежности, в котором рекомендовалось, чтобы Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC) играла ведущую роль в обеспечении эффективных сетевых подключений для более широкого и надежного удовлетворения спроса на базовую нагрузку, поскольку а также обеспечение устойчивости энергосистемы.

В августе 2014 года новая линия HVDC мощностью 530 км, мощностью 1000 МВт (эл. части рек Гудзон, Гарлем и Ист-Ривер до Нью-Йорка. Стоимость проекта оценивается в 2,2 миллиарда долларов и будет завершена к началу 2018 года. Он рассматривается как усиленная инфраструктура, обеспечивающая 1 ГВт электроэнергии, неуязвимую для стихийных бедствий.В декабре 2016 года была одобрена линия New England Clean Power Link — линия HVDC мощностью 1000 МВт протяженностью 246 км от Канады до Вермонта, две трети которой находятся под озером Шамплейн. Hydro-Québec предлагает рынкам США избыточную мощность 3000 МВт (эл.).

Другой проект HVDC, коннектор CleanPower на озере Эри на 1000 МВт (эл.

Eversource предлагает проект электропередачи через Северный перевал стоимостью 1,6 миллиарда долларов, чтобы вывести 1090 МВт гидроэлектроэнергии Квебека в Нью-Гэмпшир и Массачусетс.Это 380 км, 320 кВ постоянного тока, но в 2018 году не удалось получить разрешение от Нью-Гэмпшира, где около одной трети его длины будет проходить под землей.

В ноябре 2013 года правительством США был одобрен проект шлюза мощностью 1500 МВт (эл.

В 2015 году было выдвинуто предложение по экологически чистой энергии на сумму 2 миллиарда долларов для линии передачи постоянного тока постоянного тока мощностью 3500 МВт (1129 км) от ветряных электростанций в Оклахоме и Техасе до Мемфиса, Теннесси, с соединением с сетью TVA.Строительство этой линии Plains & Eastern Clean Line должно было начаться в 2017 году для ввода в эксплуатацию в 2020 году, при этом GE будет поставлять преобразовательные подстанции HVDC. Арканзас первоначально выступил против проекта, а затем в августе 2017 года Миссури отклонил его, ожидая согласия пострадавших округов. Это будет первый из нескольких проектов, связывающих ветроэнергетику в центре континента с рынками востока и запада. Предлагаемая линия Grain Belt Express Clean Line будет иметь 1250 км HVDC от западного Канзаса через северный Миссури и Иллинойс, соединяясь с рынком межсетевых соединений PJM.Другие предложения связаны с ветряными электростанциями в северном Техасе и западном Канзасе.

В 2014 году вступили в строй конкурентные зоны возобновляемой энергии (CREZ) ERCOT, которые связали 11,6 ГВт ветрогенерации в северном Техасе и западном Техасе с центрами нагрузки на юге, с 5700 км линий электропередачи 345 кВ. Он рассчитан на 18,5 ГВт. Ветровая генерация поддерживается большим парком парогазовых установок.

В середине 2016 года независимый системный оператор Калифорнии (CAISO) заявил в 700-страничном отчете, что расширение его деятельности за счет включения большего числа западных штатов приведет к более эффективной электросети, уменьшит выбросы парниковых газов на западе, а также или превысить поставленную государством цель получать половину своей энергии из возобновляемых источников.Исследование показало, что региональный рынок в 11 штатах сократит расходы, позволив производителям более легко продавать избыточную электроэнергию через границы штата, а также позволит Калифорнии импортировать большие объемы возобновляемой энергии из соседних штатов. CAISO сообщила, что Калифорния должна произвести к 2025 году излишек возобновляемой энергии в размере 13 ГВт, который необходимо будет отключить, когда пиковая выработка превысит спрос. Расширение территории ISO позволит использовать его совместно или вывозить на свалку между штатами без остановки турбин.

В Германии существующие линии с севера на юг перегружены и неспособны передавать достаточное количество ветровой энергии с севера для замены закрытых мощностей на юге. В мае 2011 года немецкое федеральное сетевое агентство Bundesnetzagentur (BNetzA) сообщило о последствиях планов по прекращению производства ядерной энергии и значительному увеличению доли ветряных и солнечных источников. Он строго предупредил о возможной уязвимости к серьезным сбоям, а также о ненадежности, особенно на юге.Стабильность сети была главной проблемой, наряду с производительностью и пропускной способностью.

В декабре 2012 года отчет Немецкого энергетического агентства (Deutsche Energie-Agentur GmbH, DENA) показал, что к 2030 году потребуются инвестиции в размере от 27,5 до 42,5 миллиардов евро для расширения и модернизации распределения электроэнергии, чтобы справиться с увеличением доли возобновляемых источников энергии в поставках. Исследование распределения DENA показало, что необходимо расширение сети и распределения с 135 000 км до 193 000 км. Он призвал к реформированию нормативно-правовой базы, чтобы помочь операторам сетей получить прибыль, необходимую в качестве стимулов для необходимых инвестиций.DENA на 50% принадлежит министерствам федерального правительства и на 50% — финансовым учреждениям Германии. Исследование распределения было поддержано немецкими генерирующими и сетевыми компаниями, включая EnBW, EOn и Vattenfall.

В октябре 2015 года правительство утвердило планы строительства четырех основных высоковольтных линий постоянного тока общей протяженностью около 1000 км с севера и вблизи населенных пунктов под землей, первоначально из-за противодействия Баварии воздушным линиям. По оценке министерства энергетики, вариант с подземным переходом будет стоить от 3 до 8 миллиардов евро больше, чем воздушные линии, которые будут добавлены к счетам потребителей, но ожидалось, что это ускорит согласование.В мае 2016 года BNetzA оценила стоимость необходимых 7000 км новых линий электропередачи в 35 миллиардов евро, при этом приоритет будет отдан трем линиям север-юг к 2022 году, когда должна быть закрыта последняя атомная станция. Планы по этим четырем коридорам HVDC с севера на юг отстают от графика.

Наряду с 2800 км новых линий, совместно называемых SuedLink, обновляется около 1500 км существующей сети. Правительства штатов согласились позволить BNetzA координировать планы, а не отстаивать региональные интересы.Один из строящихся проектов — это так называемый мост Тюрингии на 380 кВ, соединяющий Саксонию-Ангальт на востоке Германии с Баварией, который должен быть завершен в начале 2016 года. Планируется дальнейшее увеличение пропускной способности с севера на юг путем преобразования 400 км к северу Линия Рейн-Вестфалия — Баден-Вюртемберг до 2 ГВт HVDC. Он должен был быть введен в эксплуатацию в 2019 году, когда атомная электростанция EnBW в Филлипсбурге 2 мощностью 1392 МВт (эл.) Должна была закрываться, но отставание от нее составляло примерно год.

Планы по линии HVDC на 1400 МВт с Норвегией обещают помочь Германии в достижении целей возобновляемой энергии, как соединительный трубопровод между Данией и Норвегией уже несколько лет помогает ветроэнергетике Дании.(Ветряные турбины Дании в значительной степени зависят от их эффективного использования на 29 ГВт гидроэнергетических мощностей в Норвегии, более 1 ГВт из которых могут быть отправлены незамедлительно, когда энергия ветра недоступна в Западной Дании. В 2014 году эта цифра увеличится на 700 МВт. естественная взаимозависимость между ветром Западной Дании и норвежской гидроэнергетикой. При хороших ветрах энергия может быть экспортирована обратно в Норвегию и там сохранить гидроэнергетический потенциал.)

Чешская Республика — одна из соседних стран, затронутых проблемами энергосистемы Германии.С середины 2012 года электростанция Темелин мощностью 2 ГВт эксплуатировалась на 100 МВт ниже мощности в соответствии с инструкциями сетевого оператора CEPS из-за проблем с безопасностью сети, вызванных скачками напряжения из-за производства возобновляемой энергии в Германии. Чешская Республика и Польша установили фазосдвигающие трансформаторы на границе с Германией, чтобы заблокировать сброс электроэнергии в Германии; Они уже были во Франции, Нидерландах и Бельгии.

Австрия — еще одна страна, испытывающая трудности из-за субсидируемых ветровых и солнечных фотоэлектрических систем.Австрийской энергосистеме (APG) становится все труднее уравновесить непредсказуемое предложение и спрос. Это вызвало необходимость в адекватных источниках балансирующей мощности, что потребовало наличия надежных источников, таких как газовые генераторные установки. В Австрии большинство из них в настоящее время не работает, не в состоянии конкурировать экономически, и, следовательно, страна сильно зависит от неопределенных немецких поставок. ПНГ предлагает оплату мощности, чтобы поддерживать запасы ископаемого топлива в режиме ожидания, особенно в связи с тем, что дополнительные ветровые мощности вводятся в эксплуатацию с ограниченным доступом к сети.

Французский сетевой оператор RTE планирует инвестировать 15 миллиардов евро (19 миллиардов долларов) в национальную сеть к 2020 году и еще 20 миллиардов евро к 2030 году с учетом существующей структуры энергопотребления. Однако в нем говорится, что к 2030 году потребуется 50 миллиардов евро, чтобы справиться с сокращением доли ядерной энергетики с 75% до 50% поставок и заменой ее возобновляемыми источниками энергии. Основные инвестиции в энергосистему необходимы для повышения надежности энергоснабжения и обеспечения растущей мощности возобновляемых источников энергии. RTE имеет 105 000 км линий электропередачи, и расходы на транспортировку по сети составляют около 10% счетов потребителей.

Франция уже экспортирует много электроэнергии в Италию. В 2015 году компания RTE начала работы по строительству нового соединения HVDC Savoie-Piemont мощностью 1200 МВт (эл. Это будет самая длинная подземная высоковольтная линия электропередачи (320 кВ), когда она будет введена в эксплуатацию в 2019 году. В 2014 году Италия импортировала 19 ТВт-ч через существующие линии 2700 МВт-ч, а новое соединение добавит мощности еще на 10,5 ТВт-ч.

Итальянский Terna — оператор связи с 64 000 км линий электропередачи. Он разделит стоимость подключения HVDC Savoie-Piemont.

Новое правительство Украины , сформированное в 2014 году, нацелено на интеграцию с европейской энергосистемой и газовой сетью, чтобы сделать страну частью европейского энергетического рынка к 2017 году. В марте 2015 года соглашение было подписано между украинской распределительной компанией Укрэнерго и польской компанией Polenergia. партнером, для экспорта электроэнергии в рамках «энергетического моста» Украина-ЕС и в связи с Планом объединения энергетических рынков Балтии.Это позволит более эффективно использовать ядерные мощности Украины и позволит собрать средства для оплаты увеличения этих мощностей в Хмельницком. Предусмотрено подключение линии электропередачи 750 кВ от Хмельнисток к Жешову в Польше, включая также угольную электростанцию ​​на Бурштынском острове на Украине, при этом блок 2 Хмельнистки будет отключен от украинской энергосистемы. В июне 2015 года правительство одобрило проект.

Российская Федеральная сетевая компания на 80% принадлежит государству и контролирует 125 000 км линий электропередачи более 13.6 млн кв. Км. Его клиентами являются региональные распределительные компании («дискотеки»), поставщики электроэнергии и крупные промышленные предприятия.

Сетка Японии очень необычна тем, что на главном острове, Хонсю, северо-восточная половина, включая Токио, составляет 50 Гц, обслуживается Тепко (и Тохоку), юго-западная половина, включая Нагоя, Киото и Осака, — 60 Гц, обслуживается Чубу. (с Kansai & Hokuriku), и их соединяет только 1 ГВт преобразователей частоты. Это связано с оригинальным оборудованием из Германии и США соответственно.Межсетевое соединение увеличивается до 2,1 ГВт за счет средств коммунальных предприятий. В начале 2013 года было объявлено, что METI создаст новый орган для уравновешивания спроса и предложения на электроэнергию на обширных территориях по всей Японии уже в 2015 году. Новый орган будет управлять сетью и объектами передачи, которые в настоящее время принадлежат и управляются коммунальными компаниями.

Между Финляндия и Швеция , линия Fenno-Skan 2 HVDC была завершена в декабре 2011 года, увеличив количество подключений на 40%. Это улучшает функционирование скандинавского рынка и позволяет Финляндии импортировать недостающую электроэнергию из Швеции, а не из России.Это 300 км, две трети подводных лодок через Ботнический залив и 800 МВт при 500 кВ постоянного тока. Это стоило 315 миллионов евро. Fingrid планирует установить дальнейшее сообщение со Швецией к 2024 году.

В Бразилия Государственная электросетевая корпорация Китая (SGCC) строит линию связи длиной 2084 км от гидроэлектростанции Белу-Монте мощностью 11 233 МВт на реке Шингу в северном штате Пара до южных экономических центров в штате Минас-Жерайс. Это первый подобный экспортный проект сверхвысокого напряжения для компании — 800 кВ постоянного тока.Кроме того, State Grid Brazil строит 250-километровую линию сверхвысокого напряжения от электростанции Bel Monte до Рио-де-Жанейро. Ожидается, что стоимость двух проектов составит 4,7 миллиарда долларов. SGCC уже является четвертым по величине TSO в Бразилии.

Крупные региональные сетевые проекты

План объединения энергетического рынка Балтии (карта энергосистемы Балтии, pdf)

Планируемая АЭС в Висагинасе рассматривается как краеугольный камень Плана объединения энергетических рынков Балтии (BEMIP), связывающего Польшу, Финляндию и Швецию.Высоковольтное (400 кВ) юго-западное объединение постоянного тока мощностью 1000 МВт — PowerBridge или LitPol Link — стоимостью 250-300 миллионов евро для увеличения пропускной способности между Литвой и Польшей должно быть построено с 500 МВт к 2015 году и еще 500 МВт, запланированным к 2015 году. 2020. Большая часть финансирования поступает из Европейского союза (ЕС), и работа идет с опережением графика. Для синхронизации трех стран Балтии с Польшей и ЕС к 2025 году потребуются дополнительные линии передачи данных между Эстонией и Латвией.

Это следует за открытием соединительной линии между Эстонией и Финляндией на севере — Estlink-1, высоковольтного кабеля постоянного тока мощностью 150 кВ, 350 МВт, стоимостью 110 миллионов евро и также финансируемого ЕС.170 км 450 кВ HVDC Estlink-2 дальше на восток и в настоящее время строится, обеспечит еще 650 МВт в начале 2014 года. Бюджет проекта составляет около 320 миллионов евро, которые будут разделены между TSO Finngrid и Elering (Эстония), с 100 миллионов евро будут предоставлены ЕС в рамках обширного пакета ЕС по восстановлению экономики. Оба будут эксплуатироваться двумя TSO.

Еще одна важная линия электропередачи на запад по дну Балтийского моря, проект NordBalt 300 или 400 кВ HVDC мощностью 700 МВт, планируется между Клайпедой в Литве и Нибро в Швеции (400 км) Svenska Kraftnat и LitGrid.Ожидается, что проект стоимостью 550 миллионов евро будет завершен к 2016 году. (Страны Балтии и Беларусь имеют хорошее объединение сетей с советских времен, но это не распространяется на Польшу, не говоря уже о Германии. Калининград получает всю электроэнергию из России , через литовскую сеть.)

Пересмотренная в 2012 году энергетическая политика Литвы включает в себя перестройку энергосистемы, чтобы она была независимой от российской системы и для работы с синхронной системой Европейской сети операторов системы передачи (ENTSO), а также укрепление взаимосвязи между тремя странами Балтии.

Эта интеграция с ЕС стала важным фактором, приведшим к приостановке Россией работ на своей новой Балтийской атомной электростанции в своем эксклаве Калининград. Он был разработан для энергосистемы ЕС и построен примерно на 20%. Несмотря на попытки привлечь западноевропейский капитал и обеспечить продажу электроэнергии в ЕС через предлагаемые линии электропередачи, электростанция мощностью 1200 МВт изолирована, и в ближайшем будущем она не сможет выполнить свое предназначение. Калининград имеет ограниченный транспортный канал с Литвой, но не с Польшей, другим его соседом.Обе эти страны отказались покупать продукцию нового балтийского завода. Литва не желает модернизировать свою сеть Калининградской области, чтобы позволить передавать электроэнергию Балтийской АЭС через ее территорию и Беларусь в Россию. Помимо модернизации линии связи с Литвой, российский сетевой оператор ИнтерРАО планировал построить линию связи мощностью 600-1000 МВт через границу Калининграда с Польшей и подводную линию связи HVDC мощностью 1000 МВт с Германией, но без клиентов эти планы не реализованы. В марте 2013 года Росатом заявил, что Россия подала заявку на присоединение Калининграда к энергосистеме ЕС (ENTSO-E), но, очевидно, без ответа.

Электростанции в Европе и Скандинавии

В европейском регионе существует несколько энергетических бирж: NordPool, охватывающий Скандинавию, страны Балтии и Польшу; Европейский (EEX), охватывающий Францию, Германию, Австрию и Великобританию; GME, охватывающая Италию, Швейцарию и некоторые страны к востоку от Италии; и OMEL для Испании и Португалии. Они торгуются на спотовом и фьючерсном рынках.

Сеть Северного моря

Стремясь к достижению цели ЕС по достижению 20% доли энергии из возобновляемых источников к 2020 году, девять европейских стран согласились построить энергосистему из высоковольтных кабелей под Северным морем.Это будет первая многонациональная сеть, предназначенная для решения проблемы неустойчивого характера «зеленой» выработки электроэнергии. Инициатива по сетям Северного моря включает Германию, Данию, Норвегию, Швецию, Бельгию, Францию, Нидерланды, Люксембург и Соединенное Королевство.

Проект направлен на подключение около 100 ГВт морской ветровой энергии, что в настоящее время планируется европейскими энергетическими компаниями. Великобритания запустила программу стоимостью 100 миллиардов фунтов стерлингов для развития своих оффшорных ветряных электростанций; уже самая большая в мире — около 1 ГВт, до 40 ГВт к 2020 году.Ориентировочная стоимость проекта составит около 40 миллиардов долларов, и ожидается, что он будет запущен к 2023 году, обеспечивая баланс между поставками и нагрузками между регионами и от крупных ветряных и солнечных электростанций.

В феврале 2016 года в Европе был построен или только что завершен ряд подводных кабельных проектов:

Skagerrak 4, 700 МВт, соединяющих Норвегию и Данию, введен в эксплуатацию в марте 2015 года.
NordBalt, 700 МВт, соединяющий Швецию и Литву, срок сдачи — 2016 г.
Западная линия HVDC, 2200 МВт, соединяющая Шотландию и Уэльс, срок сдачи — 2017 г.
MON.ITA, 1000 МВт, соединяет Италию и Черногорию, срок сдачи — 2019 г.
NEMO, 1000 МВт соединяет Великобританию и Бельгию, срок погашения — 2018 г.
Nord.link, 1400 МВт, соединяет Германию и Норвегию, срок погашения — конец 2020 г.
Великобритания-Норвегия NSN, 1400 МВт, соединяющая Великобританию и Норвегию, срок погашения — 2021 г.
IFA 2, 1000 МВт, соединяющая Великобританию и Францию ​​(предлагается), к 2020 г.
FABlink, 1000-1400 МВт, соединит Великобританию и Францию ​​(предлагается), к 2022 году.

Строительство линии связи по Северному морю мощностью 1,4 ГВт между Норвегией и Нортумберлендом в Великобритании преодолело половину пути и готовилось к завершению к 2021 году, сообщила британская передающая компания National Grid в июне 2020 года.Еще одно соединение на 1,4 ГВт с Шотландией, Northconnect, планируется после ввода в эксплуатацию North Sea Link и Nordlink (в Германию).

Средиземноморские ссылки

Линия 1,4 ГВт между Испанией и Марокко работает с 1998 года.

Новый канал постоянного тока Elmed мощностью 600 МВт планируется соединить итальянскую сеть в Партанна на Сицилии с Эль-Хаварией в Тунисе с 2025 года. Длина подводного кабеля составляет около 192 км, из них 32 км подземного кабеля на Сицилии и 5 км в Тунисе.Смета расходов составляет 600 миллионов евро, половина из которых финансируется ЕС.

Восточноазиатская сетка

Korea Electric Power Corporation (Kepco) продвигает план соединения Пусана в Южной Корее с Фукуокой на юге Японии через остров Цусима. Это будет включать в себя 50-километровый участок до острова и еще 150 км до Японии, что позволит ожидаемому переизбытку электроэнергии в Южной Корее уменьшить нехватку электроэнергии в Японии. Это будет соединение с частотой 60 Гц с этой частью Японии.

Это следует за предложением японского Softbank в 2012 году о создании Азиатской суперсети, соединяющей Корею, Китай, Японию, Россию (Владивосток и Хабаровск) и Монголию.Сообщается, что Softbank объединился с Newcom в Монголии для разработки ветряной электростанции мощностью 300 МВт в пустыне Гоби, которая в конечном итоге будет снабжать Японию. В дальнейших планах — до 7 ГВт. Newcom уже поставляет 5% электроэнергии Монголии за счет ветра.

Южноафриканский энергетический пул (SAPP)

SAPP координирует энергосистемы 12 стран Сообщества развития юга Африки (САДК) (Ангола, Ботсвана, Демократическая Республика Конго, Лесото, Малави, Мозамбик, Намибия, Южная Африка, Свазиленд, Танзания, Замбия и Зимбабве).Девять из стран являются так называемыми «действующими участниками», что означает, что они связаны с объединенной сетью, которая передает около 97% энергии, производимой в SAPP. Общая установленная мощность в 2014 году составила 57 ГВт, из которых было доступно менее 52 ГВт. Большая часть электроэнергии вырабатывается в Южной Африке, где ее мощность составляет 77%. Спрос превышает предложение. Всемирный банк предложил 20 миллионов долларов для финансирования региональных энергетических проектов в рамках SAPP.

В августе 2015 года САДК объявило, что в стадии строительства находятся мощности мощностью 24 ГВт (эл.), Которые должны быть введены в эксплуатацию к 2019 году, около 70% из них — из возобновляемых источников, а остальная часть — от крупных угольных электростанций Медупе и Кусиле в Южной Африке.Самым крупным проектом была первая очередь гидроэлектростанции Гранд-Инга на реке Конго в Демократической Республике Конго, которая могла бы в конечном итоге произвести 44 ГВт (эл.).

Восточноафриканский энергетический пул (EAPP)

Всемирный банк финансирует новый проект Восточной электрической магистрали, который соединит Эфиопию с Кенией и, в конечном итоге, с Южноафриканским энергетическим пулом. Это первая фаза программы интеграции энергетики Восточной Африки стоимостью 1,3 миллиарда долларов, при этом Банк предоставил 243 миллиона долларов для Эфиопии и 441 миллион долларов для Кении, в котором говорится, что «проект изменит основы электроэнергетического сектора в Восточной Африке».Линия 400 кВ переменного тока, 2000 МВт (эл.) Между Кенией и Танзанией была профинансирована Африканским банком развития в начале 2015 года.

Эфиопия планирует увеличить мощность гидроэнергетики с 2,4 до 10 ГВт и стать региональным экспортером электроэнергии. Государственная энергетическая компания Ethiopian Electric Power подписала контракт на 120 миллионов долларов США с China Electric Power Equipment and Technology на строительство высоковольтной линии электропередачи протяженностью 433 км от Волайты на юге страны до границы с Кенией.Эта линия высоковольтного постоянного тока 500 кВ, 2000 МВт с Кенией должна быть завершена в 2018 году при финансовой поддержке Всемирного банка.

Энергетический пул Западной Африки (WAPP)

Экономическое сообщество западноафриканских государств (ЭКОВАС) ранее приняло решение о создании Энергетического пула Западной Африки (WAPP). В июле 2015 года было подписано соглашение между несколькими странами о сотрудничестве в разработке комплексной региональной ядерно-энергетической программы Западной Африки, связанной с этим.

Центральная и Южная Америка

Самая длинная в мире линия высоковольтного постоянного тока (2400 км) была введена в эксплуатацию в Бразилии в 2014 году, чтобы вывести 3150 МВт электроэнергии с двух гидроэлектростанций на северо-западе в Сан-Паулу.Бразилия, Аргентина, Уругвай и Парагвай с общими крупными гидроэнергетическими проектами уже имеют обширные сетевые подключения.

Чили, Колумбия, Эквадор и Перу стремятся интегрировать свои энергосистемы в рамках проекта Андской системы электрических соединений (SINEA). В 2015 году Боливия вместе с Аргентиной, Бразилией и Парагваем согласились инвестировать более 620 миллионов долларов США в программу объединения электроэнергии, в результате чего будет построено 1400 км сетевой инфраструктуры. Затем Боливия договорилась с Перу о присоединении.

В Центральной Америке, благодаря проектам в области возобновляемых источников энергии, в 2014 году было завершено строительство последнего звена Центральноамериканской системы электрических соединений (SIEPAC), которое соединило шесть стран от Гватемалы до Панамы через линию длиной 1800 км.

Австралия

Национальный рынок электроэнергии Восточной Австралии (NEM) управляет крупнейшей в мире объединенной энергосистемой, протяженностью более 5000 километров от Северного Квинсленда до Тасмании и центральной части Южной Австралии и поставляет электроэнергию на сумму около 10 миллиардов долларов в год для удовлетворения потребностей более 10 миллионов человек. пользователей.

Умные сети

«Интеллектуальная сеть» относится к классу технологий доставки электроэнергии, в которых используются компьютерные средства управления для мониторинга и согласования предложения с потребностями конечных пользователей в реальном времени, соответственно меняя цены. Он включает двустороннюю связь между дистрибьютором и счетчиками и коммутаторами клиентов с управлением этой информацией для оптимизации эффективности. Ключевой особенностью полной интеллектуальной сети является технология автоматизации, которая позволяет коммунальному предприятию настраивать и контролировать каждое отдельное устройство или миллионы устройств из центра.Интеллектуальные сети позволяют оптимально интегрировать бытовые возобновляемые источники энергии в сеть, а также интегрировать в систему электромобили.

Интеллектуальные сети имеют большое значение на уровне распределения, но мало на уровне TSO. Около 80% инвестиций в интеллектуальные сети приходится на уровень DSO и очень мало на уровне TSO. Несмотря на разговоры об электрических магистралях, HVDC и т. Д., Большинство возобновляемых источников, не связанных с гидроэнергетикой, подключены к низковольтным распределительным сетям, а не к высоковольтным сетям.

Препятствия на пути к улучшению

Высокая стоимость проектов передачи электроэнергии является одним из факторов, сдерживающих инвестиции в новые мощности.

Приобретение полосы отвода для передающих активов и управление ею — сложный и обременительный процесс во многих странах, где на карту поставлены надежность и мнение потребителей. Электроэнергетические компании и TSO должны управлять многочисленными и часто конкурирующими интересами при переговорах об сервитутах для проектов передачи. Они будут определяться целями надежности и мощности, но у землевладельцев и государственных чиновников другие приоритеты и интересы.

Во Франции противники проекта Котантен-Мэн протяженностью 163 км, соединяющего новый реактор Фламанвиль с основной энергосистемой, утверждали, что неуверенность в безопасности проживания вблизи высоковольтных линий электропередач, включая риск возникновения лейкемии у детей, означает, что проект не должен продолжаться.Противники — экологические группы и местные общественные объединения. Высший административный суд страны отклонил апелляцию, заявив, что это проект, представляющий общественный интерес, и что было проведено достаточное количество оценок безопасности.

---

Примечания и ссылки

Общие источники

Международное агентство по атомной энергии, Серия статей по ядерной энергии № NG-T-3.8, Надежность электрических сетей и взаимодействие с атомными электростанциями (2012)
Международное агентство по атомной энергии, Серия технических отчетов No.224, Взаимодействие характеристик сети с проектированием и производительностью атомных электростанций (1983),
Международное агентство по атомной энергии, Эксплуатация атомных электростанций без базовой нагрузки: режимы гибкой работы с отслеживанием нагрузки и частотным регулированием, Серия изданий МАГАТЭ по ядерной энергии, № NP-T-3.23 (апрель 2018 г.)
Агентство по ядерной энергии ОЭСР, Ядерная энергия и возобновляемые источники энергии: системные эффекты в низкоуглеродных электроэнергетических системах , ISBN 9789264188518 (ноябрь 2012 г.)
ОЭСР / АЯЭ, 2013, Документы с техническими заключениями CSNI No.16: Глубокая защита электрических систем. NEA # 7070
Гримстон, М., 2013 г., Полная стоимость производства электроэнергии, Proc IMechE Часть A: J Power and Energy 0 (0) 1-11
EnergyMarketPrice 15/5/14 в связи с подключением к сети Европы
Australian Energy Market Operator Ltd и Electranet, Интеграция возобновляемых источников энергии в Южной Австралии (октябрь 2014 г.)
Мировой отчет по передаче, контролю и распределению электроэнергии , Data Group (март 2015 г.)
Ален Буртин и Вера Сильва, EDF R&D, Технико-экономический анализ европейской электроэнергетической системы с 60% ВИЭ (17 июня 2015 г.), доступен на веб-сайте Energy Post
Оператор австралийского энергетического рынка, Руководство по дополнительным услугам на национальном рынке электроэнергии (апрель 2015 г.)

Чертежи для электроники — Распределение питания

---

---

ВВЕДЕНИЕ

Существует множество определений систем электроснабжения и распределения, но в целом электричество — это форма энергии, а распределение система включает в себя все машины, оборудование и кабели, используемые в генерации, передача и распределение этой энергии, которая должна быть доступна в любом месте, когда это необходимо.Требуются три вещи: производство, передача и использование.

При производстве электроэнергии используются многие методы. Вначале самым большим источником была гидроэнергия. Вода хранится на большой высоте и выпущенный. Энергия, которая приводит к этому движению воды, способна делаю работу. Работа в этом случае — это перемещение турбин, которые, в свою очередь, вращать генераторы, производя тем самым электричество, Чтобы быть полезным для потребителя, эту электроэнергию необходимо преобразовать до годного к употреблению и доставлен на дом или в офис.Передача и распространение Электричество обычно осуществляется двумя способами: надземным или подземным.

ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Помимо падающей воды, пар и ядерная энергия являются источниками энергия, полезная для производства электроэнергии, хотя энергия ветра и солнца использовались для выработки электроэнергии, но до сих пор небольшой процент всей электроэнергии, производимой сегодня. Блок-схема выработки электроэнергии показано на фиг.1.

Пар можно производить в котле, используя уголь, нефть или природный газ. Любой источник энергии, который можно использовать для вращения, может использоваться для включения генератора. Типичный генератор показан на фиг. 2.

Генератор вырабатывает электричество низкого напряжения, которое необходимо поднять. за счет использования трансформатора, чтобы можно было экономично передавать на большие расстояния. Распределение электроэнергии можно описать как древовидная структура.Корни — это генерирующая станция. Багажник это главная линия электропередачи. Большие ответвления от главной подстанции являются вспомогательными линиями передачи. Наконец, меньшие ветви являются основными. линии раздачи, или фидеры, причем самые маленькие ответвления являются вторичные распределительные линии, идущие к листьям или индивидуальным потребителям.

Эта система передачи и распределения требует использования трансформаторов. для повышения и понижения напряжения, измерители и другие инструменты для измерения количество и регулирующие устройства, защитные реле и схемы выключатели для контроля и обеспечения стабильности этой электрической мощности.ИНЖИР. 3 представляет собой блок-схему, представляющую типичную электрическую систему.

РИС. 1 Структурная схема электрогенерации.

Чертежи электрического поля могут быть выполнены как для генераторная установка или индивидуальному коммерческому потребителю. Эти рисунки могут быть самыми сложными, поскольку включают в себя все виды рисунков: схемы, механика, управление и логика, а также некоторые чертежи уникальные для энергетики, например однолинейные чертежи.

РИС. 2 Разрез типичного генератора.

РИС. 3 Принципиальная электрическая схема.

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

Базовая система, хотя обычно это трехфазная система, часто представляет собой однолинейный рисунок, на котором показаны основные оборудование, межсоединения, рейтинги. нагрузки и, возможно, приборы. Стандартный масштаб для электрических чертежей обычно составляет 1/8 дюйма.знак равно 1,0 фута или 1/4 дюйма = 1,0 фута. Количество необходимых чертежей определяется по тому, насколько велика представлена ​​система и насколько велика охватываемая площадь является. Если проект очень большой, для его покрытия требуется несколько чертежей. отдельные детали. Для привязки этих рисунков используется схема нумерации. вместе. и соответствующие схемы перечислены на каждом чертеже, как показано на Рис. 4 и 5. Детальные чертежи, необходимые для электрической подстанции, включают: следующее:

1.План участка

2. Однострочная

3. Подстанция

4. Отводы подземные

5. Надземные водоводы

6. Схема оборудования

7. КИПиА

8. Освещение участка

Список чертежей не может ограничиваться этими элементами и не всеми из этих предметов необходимы для каждого проекта.

Первая распределительная система постоянного тока и низкого напряжения и был установлен под землей.Эта система была впервые предложена Томасом Эдисоном. Широкого распространения электрических систем не произошло до принятия переменного тока и применения трансформаторов. Кроме того, накладные расходы строительство и передача могут быть гораздо более экономичным методом распределение электроэнергии. Первая электростанция Жемчужина Уличная электрическая станция в Нью-Йорке, вступила в строй в 1882 году. Так родилась электроэнергетика. Планирование распределения электроэнергии должен начинаться на уровне клиента, учитывая спрос, тип, коэффициент загрузки, и другие характеристики нагрузки.Все это определит тип система распределения необходима.

Есть две основные категории линий электропередачи: линии передачи и распределения. Линии передачи — это линии высокого напряжения (от 115 до 800 кВ), которые соединяют главные подстанции к генерирующим станциям. Линии сбыта включают линии среднего напряжения (от 2,4 до 69 кВ), используемые в основном для связи узлов нагрузки к основным подстанциям и линиям низкого напряжения (<600 В), ведущим непосредственно потребителям.Хотя эти категории указывают на диапазон напряжений, для большинства применений предпочтительны напряжения, рекомендованные ANSI или некоторые другие советы по стандартам. Стандартизация также помогает снизить стоимость распределительного оборудования. Отрасли не должны производить оборудование, способное питать или работать при разном напряжении и частотные уровни. Некоторые типичные напряжения показаны в ТАБЛИЦЕ 1. На всем протяжении процесс передачи и распределения, напряжение должно быть повышено или понижен, чтобы удовлетворить особые требования.Показан трансформатор на фиг. 6. Этот трансформатор будет повышать или понижать напряжение от один уровень на другой, что является одним из основных назначений подстанции. Подстанции также содержат автоматические выключатели, предохранители и молниеотводы. Эти защитные устройства не позволяют току высокого уровня покидать подстанции и подвергая опасности потребителя, но они также служат защитой для самого оборудования. Типовые автоматические выключатели и молниеотводы показаны на рис.7 и 8.

Проводникам нужна поддержка, чтобы добраться из одного места в другое. Эти опоры могут быть башни, столбы или другие конструкции. Обычно стальные башни используется для линий электропередачи, а деревянные и бетонные опоры используются для схемы распределения. Как правило, стальные башни используются в исключительных случаях. требуются прочность и надежность. При правильном уходе стальная башня длится бесконечно.

Типы ЛЭП

РИС.4 Система нумерации для перекрестных ссылок на несколько связанных чертежей к тому же проекту. (Любезно предоставлено компанией Georgia Power Company)

РИС. 5 Система нумерации для перекрестных ссылок на несколько связанных чертежей к тому же проекту. (Любезно предоставлено компанией Georgia Power Company)

ТАБЛИЦА 1 Типичные напряжения для распределения питания

При выборе опор учитываются два фактора: длина и требуемая прочность. Длина зависит от необходимого дорожного просвета и количества траверсы или другое оборудование, которое будет прикреплено к столбам.

Высота опор обычно составляет от 25 до 90 футов. Требуемая сила полюса определяется массой траверс, изоляторов, проводов, трансформаторов, и другое оборудование, а также при ледовой и ветровой нагрузке.

Линейные жилы изолированы друг от друга, а также от полюса, изоляторами. Самые практичные из них — из стекла или фарфора. Штыревой изолятор устанавливается на штифт, который устанавливается на траверсе.

Эти изоляторы могут весить от 90 фунтов.

Чаще всего используются изоляторы штыревого или штыревого типа и подвесного, или подвесного, типа. Третий тип — изолятор деформации, который представляет собой вариацию типа подвески и рассчитан на необычайно тянет.

РИС. 6 Типовой трансформатор. (С любезного разрешения ABB Power T&D Company, Inc.)

Эти изоляторы показаны на РИС. 9. Основное преимущество булавки. типа в том что дешевле.Чем выше напряжение, тем больше изоляция. это необходимо. В таком случае тип штифта становится настолько большим, что это становится непрактичным, и подвесные изоляторы.

Размер линейных проводов может отличаться в зависимости от номинального напряжения. Медь, Алюминий и сталь являются наиболее часто используемыми проводниками. Из этих трех медь — лучший проводник. Алюминий используется из-за его веса, а сталь используется из-за ее прочности. ACSR (алюминиевый провод, армированная сталью) применяется для больших пролетов трансмиссии.Медная сварка или алюмосварка, комбинация плакированной стали, используется для распределения в сельской местности и для растяжек.

Однолинейная схема

Чаще всего используется в силовой области, однолинейная схема представляет все основные компоненты электрической установки или системы в одну строку. Как правило, система представляет собой трехфазную систему, но только одна строка (или фаза) необходима для полного описания системы. Что касается все остальные чертежи или наборы чертежей необходимо соблюдать определенные правила.

1. Рисунки обычно вертикальные.

2. Максимальное напряжение должно быть указано в верхней части чертежа.

3. Для справки необходимо соблюдать адекватное расстояние между компонентами. обозначения и другие примечания.

4. Стандартные условные обозначения и сокращения должны использоваться.

В зависимости от использования диаграммы, листинг дополнительной информации фактические номера деталей и описания могут быть включены на схему, а не в отдельной ведомости материалов.

Контрольный список для составителя проекта в сфере власти должен включать следующее:

1. Характеристики всех устройств, кабелей и проводов

2. Соотношения измерительных трансформаторов и векторных диаграмм

3. Номиналы предохранителей и автоматических выключателей

4. Название чертежа и правильные наименования подстанций, автобусов. генераторы, и тому подобное.

5. Аккуратность рисунка, написания и правильные сокращения

6.Минимальное количество пересечений линий и пространство, чтобы избежать скопления людей

7. Однородность букв

8. Заключительные и понятные заметки

Для рисования этих символов настоятельно рекомендуется использовать шаблон. Однако, если шаблон недоступен, каждый символ можно заполнить. с помощью треугольников, линейки и циркуля. ИНЖИР. 10 показывает некоторые типичные строительные характеристики, которые необходимо соблюдать.

РИС.7 Типовой автоматический выключатель. (Предоставлено Деннисом Черри / Columbus Southern Энергетическая компания)

РИС. 8 Типовой грозозащитный разрядник. (Предоставлено Деннисом Черри / Колумбусом Южная Энергетическая Компания)

Подготовка однолинейных чертежей

Поле распределения мощности представляет собой совершенно новый словарь, в том числе распределительное устройство, подстанция, регулятор напряжения, электролизер, воздушный выключатель, автоматический выключатель и грозовой разрядник.Все эти устройства представлены графически в принципиальных схемах. В дополнение к однолинейному рисунку, много других схем можно найти в отрасли распределения электроэнергии: трехполюсный диаграммы; логические схемы; схемы общего вида, показывающие физические расстановка оборудования; схемы подключения. показывает физическое соединение элементов управления, счетчиков и т. д. схем распределения электроэнергии с указанием фактических распределение, а иногда и маршрутизация для маршрутов обслуживания внутри предприятий; и детализация чертежей.

Часто стандартные подробные чертежи производятся и сшиваются в виде наборов стандартов. для отдельной энергетической компании (фиг. 11 и фиг. 12). Как только эти детали чертежи сделаны, их можно включить, просто добавив копию стандарт для проекта, а не перерисовывать его каждый раз, когда это необходимо.

Цепи управления также используются в области распределения электроэнергии. На генерирующих станциях могут быть схемы управления водяными насосами и др. Приложения.Поскольку они были подробно рассмотрены в Разделе 14, они не включены в этот раздел.

РИС. 9 Изоляторы: (А) штыревые; (B) противостояние; (C) напряжение. (Учтивость Деннис Черри / Columbus Southern Power Company)

РИС. 10 Типовые конструктивные характеристики.

РИС. 11

РИС. 12

В большой компании составитель проекта может получить информацию или однострочный рисунок в виде эскиза от разработчика или инженера-проектировщика.Готовый рисунок создается, взяв всю информацию из этого набросок и размещение в соответствии с политикой компании. Это важно чтобы разработчик мог проверить спецификации всего оборудования и кабелей: характеристики кабеля и номиналы силовых трансформаторов, автоматических выключателей, предохранители, подключенные нагрузки. счетчиков и других различных устройств, таких как в качестве разрядников или других защитных устройств. Эта информация должен быть включен в окончательный чертеж, если чертеж должен представлять систему и полностью описать все ее компоненты.

Условные обозначения для энергетики публикуются стандартами. доски, как и символы, использованные в предыдущих Разделы.

Если компания не диктует иное, это всегда хорошо и приемлемо Практикуйте использование этих утвержденных символов и обозначений. Типичный однострочный диаграмма показана на фиг. 13.

Как со всеми остальными диаграммами. главное соображение заключается в том, что рисунок быть кратким, простым и понятным.Для достижения этих целей рисунок не должен быть загроможден, и должно быть достаточно места быть промежуточным звеном между всеми компонентами для примечаний и ссылочных обозначений. Кроссоверы следует свести к минимуму. Иногда это можно сделать, просто переместив элемент на чертеже, так как физические отношения не имеют решающего значения и показаны на других рисунках.

На многих рисунках, используемых для представления зон распределения электроэнергии, важно, чтобы представленные данные не дублировались и не использовались в других чем одно место.

Когда потребуются будущие изменения. это было бы сложно для человека выполнение проверки, чтобы отследить все ссылки на эти данные и обеспечить что они все изменились.

Даже если правки выполняет один и тот же человек, это может быть невозможно. помнить, что одна и та же информация содержится на нескольких рисунках. Часто примечания могут использоваться для обозначения стандартных для отрасли устройств, заявляя, что все используемые устройства имеют одинаковый размер, рейтинг и т. д., если только иначе отмечено.Важно включить все известные данные, а также проектируемые элементы будущего. Иногда будущие предметы могут иметь значение от размера кабелей или текущего номинала устройств, используемых в первоначальном инсталляции. Эти будущие предметы следует нарисовать пунктирными линиями и определены как запланированные и использованные в расчетах, но как объект будущего. См. Фиг. 14.

РИС. 13 Типичный однолинейный рисунок. (Любезно предоставлено компанией Georgia Power Company)

РИС.14 Предметы будущего обозначены пунктирными линиями.

Для крупных потребителей коммунального предприятия могут быть предусмотрены высоковольтные сети. непосредственно к установке. Затем у этих клиентов есть собственное распределительное устройство, который функционирует точно так же, как подстанция коммунальной компании. Помните, что основная функция подстанции — принимать фидер. линий и понижать и распределять мощность при более низких уровнях напряжения. Тупица может использоваться для заделки кабеля и подключения к Распредустройство.Головка используется для подключения подземного кабеля и контактный провод. Это может быть один или несколько проводников. ИНЖИР. 15 шоу поперечное сечение трехпроводной головки электролизера. В этом болване три отдельные кабели входят и сворачиваются в один кабель. Три проводника пройти отдельные терминалы в фарфоровой оболочке. Эти терминалы выглядят очень похожи на изоляторы и выполняют ту же функцию. Кабель прилагается к головке протертого стыка или зажимного приспособления.Часто болвана заполнен жидким изоляционным компаундом. Это необходимо охладить перед горшок может быть подключен к воздушным проводам.

РИС. 15 Поперечное сечение трехжильного электролизера.

РИС. 16 Счетчик установлен в дверце распределительного устройства. (С любезного разрешения Georgia Power Компания)

РИС. 17

РИС. 18 Схема подъема многоэтажного дома.

Реле и счетчики необходимы для контроля в коммутационных оборудование.Часто они устанавливаются прямо в дверях распределительного устройства. сам по себе, как показано на фиг. 16. Счетчики предоставляют информацию для выставления счетов и может быть типовым счетчиком киловатт-часов. Помимо использования, пиковый спрос может отслеживаться, чтобы определить необходимость дополнительного выставления счетов.

Кабели, идущие от распределительного устройства главного или служебного входа заказчика установка распределяет мощность по различным зонам нагрузки или блочным подстанциям. Часто зоны загрузки питаются двумя линиями подачи.Типичное распределение клиентов показан на фиг. 17. Эта раздача обеспечивает максимальное обслуживание в случае, если сбоев питания.

Блочные подстанции изготавливаются индивидуально для каждой установки.

Хотя это может показаться непомерно высокой стоимостью, на самом деле отдельные элементы стандартные. К ним относятся секции предохранителей, трансформаторы, выключатели, реле, метров. и переключатели. Установки для всех блочных подстанций на площадке заказчика рассматриваются в Национальном электротехническом кодексе.Единичные подстанции могут иметь очень ограниченное измерение, используемое только для контроля работы агрегата. Питатели от этого устройства обеспечивают питание на площадке заказчика. Размер питателя определяется текущей нагрузкой, прогнозируемой будущей нагрузкой, стоимостью, длиной фидер и требования к короткому замыканию. Кормушки обычно идут в щитовой, который используется для фактического разделения кормушки на отдельные схемы, такие как освещение. Хотя схемы подступенков используются чаще всего в водопроводе или отоплении и кондиционировании они могут быть включены в электрическая зона.ИНЖИР. 18 показано электрическое обслуживание в многоэтажном здании. строительство. На схемах райзера обычно показано оборудование, расположенное в здание и как оно связано. Они представляют картину того, как это оборудование подключено и часто рассматривается как схемы соединений.

Однолинейные схемы не ограничиваются распределением энергии. Они могут в любое время использовать упрощенное представление более крупного или более сложного система не требуется.

Как правило, большая часть подробной информации опускается, и схема представлена ​​функция, а не отдельные компоненты.Диаграмма завершается толстыми темными линиями для основных соединительных линий и средние линии для подключения к приборам или источникам напряжения и тока. Обычно представлено только основное оборудование. Рейтинги основных компонентов включаются только в том случае, если они необходимы для понимания операции. Подробные характеристики включены в схему подключения или схему. Могут быть включены данные о главном генераторе. Это намного сложнее для понимания функций простых схем с использованием полного или трехстрочного Рисунок.

Типовые соединения трансформатора могут быть выполнены по схеме «треугольник» или «звезда». связь. Обычно сторона высокого напряжения трансформатора подключается с использованием соединение звездой, но сторона низкого напряжения соединена треугольником. Эти обмотки соединения должны быть указаны на чертеже, как показано на РИС. 19. Трансформатор был представлен в разделе 14.

РИС. 19 Соединения обмоток указаны на чертежах. (Любезно предоставлено Грузией Энергетическая компания)

РИС.20 Физическое соединение показывает фактические обмотки. Дельта-соединение; Соединение звездой

Соединение «звезда» часто включает нейтральный провод или заземляющий провод. к центральной точке. Физическое представление показано на фиг. 20. Также показаны соединения нейтрали или заземления трансформатора.

Инструменты и счетчики также включены в чертеж.

Обычно они обозначаются маленьким кружком и функцией устройства. обозначение.

Основным ориентиром на этом чертеже, как и на всех других, является ясность. В Схема должна четко отображать работу и функции схемы. В символы должны в первую очередь соответствовать стандартам компании; если их нет, руководящие принципы в ANSI или других национальных источниках стандартов должны быть последовал.

Все линии должны быть либо горизонтальными, либо вертикальными с минимальным количеством пересечений. насколько возможно. Между любыми парами или наборами должно быть достаточное расстояние. проводов.Кроме того, межстрочный интервал должен быть адекватным даже после максимального в рисунок внесены сокращения.

Однолинейная диаграмма на фиг. 21 — хороший пример схемных функций содержащиеся в этом типе диаграммы.

РИС. 21 Однолинейная схема, показывающая функции цепи. (Любезно предоставлено Interactive Компьютерные системы, Inc.)

РИС. 22 Использование прямоугольника или уникального символа для автоматического выключателя.

Короткие горизонтальные линии соединяются с основными линиями посредством трансформаторы тока и используются для обеспечения питания таких дополнительных выполняет функции защиты и измерения.Начиная с верхней части диаграммы, основная мощность представлена ​​как 5 кВ, 1200 А, трехфазная, 60 Гц. А устройство отключения — это первое устройство, с которым нужно столкнуться. Этот в цепи его нет, но должен быть отключен высоковольтный выключатель. расположен между источником высокого напряжения и главным трансформатором. Этот обозначается либо квадратом с отмеченным главным выключателем, либо уникальный символ, показанный на фиг. 22. Обычно однолинейные схемы включают трансформатор для снижения высокого напряжения от основного источника питания к стандартному распределительному напряжению.Трансформаторы тока подключены на этом этапе для подачи питания на измерительные цепи. Счетчики подключены к этому трансформатору тока должен быть защищен предохранителем, а сам счетчик должен включать указание типа счетчика и диапазон. В этом примере метр представляет собой амперметр, поэтому используется круг. для обозначения метра, а в кружке стоит буква А, чтобы обозначить амперметр.

Горизонтальная линия от трансформаторов тока обеспечивает вспомогательную функция к основной строке.

Трехлинейные чертежи

Хотя можно подумать о трехстрочном рисунке как о расширении однолинейного рисунка, на самом деле это дополнительный рисунок. В однолинейный рисунок используется для представления функции и работы вся схема; трехстрочный рисунок, с другой стороны, помещает большая часть его внимания уделяется измерительным и релейным схемам. Трехстрочный Чертеж еще называют принципиальной схемой силовой установки.Кроме того, он обычно включает информацию о соединениях и межсоединениях. между устройствами.

РИС. 23 Трансформатор тока, представленный прямоугольником, показывающий все клеммы соединения и номера проводки.

Трехлинейные диаграммы представлены так же, как и однолинейные диаграммы. Первичные проводники или силовые проводники обычно находятся сверху или снизу. вдоль левой стороны чертежа, с первичным или исходным напряжением находясь в верхнем левом углу.«Поток» электричества следует обычному процессу чтения, потому что это интуитивно легче понять.

Рейтинги устройств показаны в соответствии с предписанными методами составления. Размещение рейтингов, обозначений устройств и других примечаний должно быть последовательным на протяжении всего рисунка. Как и в предыдущих разделах, эти обозначения не следует расщеплять; по возможности они должны располагаться справа или ниже компонента. Первичные или силовые линии должны быть толстыми темными линиями, тогда как все те, которые используются для счетчиков или цепей управления должны быть средние, более тонкие линии.

Номера клемм устройства и номера проводов показаны на этой схеме для использование для демонстрации взаимосвязей и физических отношений между устройствами. Очень важно соблюдать последовательность в нумерации. схема, используемая для представления проводов и клемм, так что они очень ясно и лаконично. Например, фиг. 23 показывает трансформатор тока. Маленькие числа от 1 до 8, которые показаны рядом с используемым прямоугольником для представления вторичной обмотки трансформатора, на самом деле, клеммы этого трансформатора.Эти числа расположены очень близко к прямоугольнику. и ниже провод. Цифры, расположенные вверху строк и прочь из прямоугольника — номера проводов.

Трехстрочные чертежи могут не содержать всех деталей и характеристик устройства. нашел на однолинейном чертеже, но там будут счетчики и прочие приборы которые не могут быть представлены на других чертежах. Необходимо следуйте передовой практике в отношении интервалов, компоновки и точности. Когда рисунки подготовлены как чертежи размеров D или E, необходимо помнить, что рисунки могут нуждаться в уменьшении.В процессе восстановления не только устройства уменьшились, но также уменьшились толщина линий, размер текста и даже пространство между строками и устройствами. Следовательно, вы должны учитывать максимальную уменьшение при выкладывании такого рисунка.

Логические схемы

Производство электроэнергии требует использования множества средств управления. схемы. Эти схемы могут быть проанализированы и подготовлены точно в так же, как показано в Разделе 15, с использованием контактов и реле.Логика символы также могут использоваться для представления этих функций схемы. Логика символы, показанные в разделе 15, часто зарезервированы для использования в цифровой логике. схемы. Хотя они и представляют операционную функцию, их использование часто связано с низковольтными логическими приложениями постоянного тока. Отличающийся набор символов, представляющих эти же функции, можно найти в электроэнергетика. Основное требование к использованию любого символа ясность в представлении и последовательность.ИНЖИР. 24 показаны типичные символы используется для представления логических функций.

РИС. 24 символа NEMA, используемые для обозначения логических функций в силовых приложениях.

Имейте в виду, что символы обозначают функцию цепи. Они не настоящие устройства. Они представляют собой контакты и реле, которые возникают в реальном физическом приложении. Используя комбинацию логики диаграмма для быстрого и простого представления функций и подключения или схема соединений, чтобы продемонстрировать фактические используемые устройства, может быть представлена ​​полная картина.При представлении цепей управления помните, что все устройства показаны в обесточенном или деактивированном виде. этапы. Если поплавковый выключатель используется для включения отстойника, он представлен в состоянии покоя. Это может быть нормально открытый или нормально закрытый переключатель, в зависимости от конструкции схемы, поэтому невозможно просто скажите, что все переключатели должны быть показаны как разомкнутые.

В дополнение к логической схеме и схемам соединений представлена ​​принципиальная может использоваться представление схемы.Фактически представляя используемые контакты, переключатели и реле, номинальные характеристики и спецификации для этих к диаграмме могут быть добавлены девайсы. Поскольку логическая схема всего лишь представление функции схемы, а не компонентов схемы, это на логической схеме невозможно отметить номиналы и характеристики устройства.

Общее расположение

Общий вид всего оборудования электростанции. или коммунальная подстанция является неотъемлемой частью полного набора чертежей.Такой рисунок похож на схему соединений тем, что демонстрирует физическая взаимосвязь между различными частями оборудования. Этот рисунок — или, в некоторых случаях, набор рисунков — определяет расположение распределительное устройство, трансформаторы, счетчики, выключатели, молниеотводы, и так далее. Однако на этой схеме не показана фактическая проводка. Часто схема общего вида представляет собой механический чертеж, представляющий «Упаковка», поскольку представлены корпуса для многих устройств.Этот рисунок демонстрирует общий размер, форму и необходимое пространство. Итак, набор чертежей может включать в себя схему высот, детали, разрезы, или ряд других рисунков. ИНЖИР. 25 показан чертеж общего вида.

Электрические схемы

Схемы соединений и взаимосвязей являются важной частью установки диаграммы. Схема подключения используется для представления подключений. в составе оборудования и часто используется для демонстрации проводки счетчиков. или вспомогательные устройства (рис.26 и 27). Он может отображать или не отображать основные или силовых цепей, но чаще всего этого не происходит. Схема подключения, с другой стороны, показана внешняя проводка отдельного оборудования. Этот рисунок используется для демонстрации проводки, необходимой между основными агрегаты, узлы, оборудование и т.п. Типы диаграмм используются диаграммный и табличный типы. Схематические диаграммы включать непрерывную линию (точка-точка или шоссе) и прерывистую линию типы.Эти схемы подробно описаны в разделе 13. Обратитесь к этому Разделите по мере выполнения упражнений. При составлении этих диаграмм, следует соблюдать следующие правила.

Использование квадратов, прямоугольников или кругов допустимо для обозначения отдельные предметы. Вид должен быть завершен, как если бы все устройства и соединения находятся в одной плоскости. Расположение предметов должно обеспечивать предельная ясность и взаимосвязь информации.Помните, эта диаграмма представляет собой физическое отношение между предметами, а не обязательно физическое местонахождение. Относительное расположение всего терминала платы, разъемы и т. д. должны быть чистыми. Часто диаграмма, показывающая физическое местонахождение включено в набор чертежей. Соединительные линии должны быть расположены так, чтобы при максимальном уменьшении пространства не было менее 0,06 дюйма. Более длинные параллельные линии должны быть сгруппированы, а трассировка следует идти по самому прямому и логическому пути.

РИС. 25 Типовой чертеж в разрезе, показывающий общую компоновку оборудования.

РИС. 26 Подробная схема двухточечного соединения. (Любезно предоставлено Грузией Энергетическая компания)

РИС. 27 Детальная схема подключения автомагистрали. (Джорджия Пауэр компания)

Код может использоваться для идентификации каждого участка провода. Этот код может быть чем угодно, от простого числа до любой комбинации букв и числа.ИНЖИР. 28 показывает, как числа могут использоваться во взаимосвязи. Схема от центра управления двигателями до различных устройств.

Это очень важно в схеме подключения, отображающей физический расположение кабелей и проводов в отдельной единице оборудования для на самом деле демонстрируют разводку проводов.

Планы распределения электроэнергии

Планы распределения электроэнергии необходимы для отображения фактического распределения электроэнергии. в здании или на производственном предприятии.План распределения включает в себя все электрическое обслуживание от входной линии до здания, до распределения центр и через все сервисные панели в структуре. Первое Таким образом, рассмотрение — это входящая линия. Если эта линия находится под землей сервис, для этого требуется только обозначение, показывающее сервис, когда он входит распределительный центр. Если эти строки накладные, то должны быть иметь некоторую деталь, показывающую полюса и подключения к коммунальной компании сервис с точки зрения заказчика.Эти служебные фиды должны никогда не проходить через здания, так как они могут помешать строительству обслуживание, безопасность и аварийные функции.

РИС. 28 Коды нумерации проводов на схеме соединений распределительного устройства. (С любезного разрешения консультантов Brown and Caldwell)

РИС. 29 Поэтажный план распределительного центра.

По мере разработки планов распределения необходимо включать определенные элементы: особые требования к нагрузке, такие как машины и компьютеры, размер двигателей, различные требования к уровню напряжения, пиковое потребление и любые другие специальные требования.Другая область, которую следует учитывать, — это то, где будет располагаться услуга. расположен, каковы требования к площади для метров и какое будущее изменения ожидаются либо в сервисе, либо в требованиях к нагрузке. Как правило, в прошлом большинство офисных зданий снабжалось хорошо известными Система 208/120 В. Сегодня, однако, чаще встречаются 480/277-В, трехфазная, четырехпроводная заземленная звезда, используемая для питания производства клиентов, а также офисные парки.Требования к нагрузке будут определять требуемая услуга. При подготовке этих деталей очень важно чтобы отметить, какие области чертежа будут заполнены служебной программой провайдер.

Центры нагрузки

Центр нагрузки или распределения здания может быть расположен либо внутри или снаружи здания. Определяющим фактором является напряжение уровень присутствует. Например, если первичная сторона входящей службы составляет 15 кВ и менее, центр может быть заключен в конструкцию.Это распределение центр часто называют подстанцией из-за функции распределения центр. Напряжение понижается, и мощность распределяется между отдельными точки внутри здания. План помещения распределительного центра (РИС.29) следует нарисовать в надлежащем масштабе. Это один из способов обеспечить что все оборудование впишется в желаемую структуру с соответствующими зазоры.

Необходимо заполнить схематическую диаграмму для плана распределения.Этот продемонстрирует поток от трансформатора через здание. Часто резервная система входит в состав первоначального проекта. С использованием два трансформатора, входящее обслуживание разделено. Если есть потеря мощность в любом кабеле, система спроектирована так, что один трансформатор а корм обеспечит полную требуемую нагрузку. Заземление необходимо в этой подстанции, а все распределительное устройство, ограждения и ворота заземлен. Часто указываются технические характеристики различных компонентов. на отдельных страницах спецификаций, как включение данных на схему вызовет беспорядок и путаницу.

Другой чертеж, используемый при распределении электроэнергии, — это схема стояка. Этот диаграмма, показанная на фиг. 18, представляет электрические линии обслуживания по всему зданию. Концептуально это похоже на соединение диаграмма, показывающая физические отношения, путь проводов и расположение осветительные панели. Диаграмма стояка обычно ограничивается представлением проводка от источника питания до щитовой коробки и не включает вся проводка на освещение, розетки и тд.Эта информация находится в архитектурных чертежах. На схемах стояков акцент делается на на пути распространения. Было предложено назвать диаграмму диаграмма стояка, потому что она показывает рост электроэнергии через здание.

Детальные чертежи

Некоторые установки, соединения или кабельные каналы не подпадают под действие каких-либо другой рисунок. Эти подробные чертежи добавлены в комплект чертежи для распределения электроэнергии.Чертежи могут быть частью набора стандарты. Например, все кабельные каналы или каналы для проводов одинаковы. Этот деталь рисуется один раз и включается в набор стандартов, которые будут использоваться когда необходимо. Для единственной в своем роде установки требуется специальный чертеж. или подключение. Все коммунальные предприятия имеют несколько томов стандартов. Часто они сокращаются и сводятся в перешивку. Это позволяет легкое обновление в случае пересмотра каких-либо стандартов. ИНЖИР.30 показывает типичный «Стандартная» деталь входит в набор стандартов.

РЕЗЮМЕ

Каждая подстанция коммунального предприятия или крупная коммерческая установка требует подготовка большого количества рисунков. Технические характеристики для этих также должны быть выполнены чертежи, чтобы охватить установки, номинальные характеристики, устройства, нагрузки, и так далее. Некоторые из спецификаций могут включать запросы ставок на подрядные работы, установки, оборудование и материалы, юридические требования, и стандарты, которые необходимо поддерживать.Чертежи для энергетики требуют все части электрического проектирования, описанные в предыдущих разделах: символы, условные обозначения, схемы управления, схемы, логические схемы, и электрические схемы, а также механические чертежи для планов размещения или корпуса.

РИС. 30 Детальный чертеж из стандартов компании. (С любезного разрешения Georgia Power Компания)

Многие изменения будут видны на чертежах для энергетики. Больше логики диаграммы, представляющие функции схемы, будут использоваться, а не однострочные или принципиальные схемы для цепей управления.Операционные представительства станут более распространенными, а отдельные детали будут рассмотрены в небольших детальные чертежи. Полная разводка проводов для оборудования заменяется меньшим количеством загроможденных номеров клемм и проводов. Сделано очень мало работы вручную в силовом поле. Это, безусловно, выгодно для доработок и аккуратность. Вес линий контролируется, а примечания и ссылки Все буквы написаны последовательно, четко и аккуратно. Использование компьютера сгенерированные рисунки создают рисунки хорошего качества.Однако, если не хорошо методы черчения известны и используются, компьютер также можно использовать для создания очень плохо размеченных и загроможденных рисунков, которые печатаются очень качественно. Компьютер не заменяет знание хорошей редакционной практики; это просто замена использование линейки, угла и черчения.

Одна тенденция, которая может повлиять на потребность в большом количестве рисунков, однако, использование компьютеров для управления объектами энергетики.В качестве объект становится более компьютеризированным, количество сложных чертежей требуемое могло быть уменьшено.

ОБЗОР ВОПРОСОВ

1 Какие три вещи требуются для системы распределения электроэнергии?

2 Какой основной источник энергии используется при производстве электричество?

3 Какова основная функция трансформатора?

4 Почему учитываются чертежи поля электроэнергии быть сложным?

5 Какие две основные категории линий электропередач?

6 Каково основное назначение подстанции?

7 Какие два фактора необходимо учитывать при выборе опорных стоек?

8 В чем главное преимущество штыревого изолятора?

9 Определите следующие термины: распределительное устройство, головка, автоматический выключатель, и грозозащитный разрядник.

10 В чем преимущество связанных наборов стандартов в компании?

11 Какова основная функция подстанции?

12 Что такое диаграмма стояка?

13 Что является основным акцентом в трехлинейном рисунке?

14 Почему в силовых приложениях часто используется другой набор логических символов?

ПРОБЛЕМЫ

1. На листе формата А сделать сборочный чертеж щитка и Трансформатор показан.

ПРОБЛЕМА 1 Монтаж панели и трансформатора на поверхность. (Учтивость консультантов Brown and Caldwell)

2. На листе размера B заново начертите отметку и план для прожектора. Показанная деталь.

ЗАДАЧА 2 Высота и план прожектора. (Любезно предоставлено Брауном и Caldwell Consultants)

3. Показан фасад для центра управления двигателями. Нарисуйте это возвышение на листе размера С.

ЗАДАЧА 3 Высота центра управления двигателем.(Любезно предоставлено Брауном и Caldwell Consultants)

4. Потренируйтесь рисовать символы трансформаторов, автоматических выключателей, предохранители, разъединители и другие символы, встречающиеся в этом разделе.

5. На листе размера B начертите схему внутреннего монтажа и подключения. показанный на фиг. 11.

6. На листе размера B начертите показанный однолинейный чертеж распределения. на фиг. 13.

7. На листе размера C нарисуйте частичную схему, показанную на фиг.19 представляющих трансформаторы и электрические соединения.

8. Потренируйтесь рисовать логические символы, используемые в силовых приложениях, как показано на фиг. 24.

9. На листе размера C начертите чертеж в разрезе, показанный на РИС. 25.

10. На листе размера B начертите электрическую схему, показанную на РИС. 26.

11. На листе размера B нарисуйте электрическую схему и примечания, показанные на ИНЖИР. 27.

12. На листе размера B начертите показанный подробный чертеж, на котором расположение линии питания двигателя.

ПРОБЛЕМА 12

13. (Более сложная задача) На листе размера C нарисуйте соединение диаграмма, показанная на фиг. 28.

14. (Сложная задача) На листе размера C нарисуйте распределительный пол. план, показанный на фиг. 29.

15. (Сложная задача) На листе формата E нарисуйте однолинейную схему, показаны отметка MCC и расписание MCC.

ПРОБЛЕМА 15 Однолинейная схема, высота центра управления двигателем и график моторно-диспетчерского пункта.(С любезного разрешения консультантов Brown and Caldwell)

ПРОБЛЕМА 16 Элементарная схема трехфазного переменного тока. (Джорджия Пауэр Ко.)

ПРОБЛЕМА 17 Однолинейная схема. (Georgia Power Co.)

18. (Сложная задача) На листе формата E начертите трехлинейную схему. показано.

Не умаляйте важность однолинейной схемы

Создание и поддержка SLD

Когда здание строится впервые, инженеры-электрики и подрядчики вместе создают SLD с помощью стандартного процесса:

• Инженер-конструктор определяет компоненты и устройства, которые необходимо установить.
• Инженер создает допущения, используемые для расчетов тока короткого замыкания, оценки оборудования и выборочной координации.
• Подрядчик затем выполняет установку, размечая SLD по мере внесения изменений. Подрядчик часто добавляет длины проводов и учитывает данные паспортной таблички трансформатора и двигателя / генератора, включая импедансы, поскольку добавление электроэнергии может увеличить ток короткого замыкания в системе.
• Строительные чертежи (исходные проектные чертежи, пересмотренные с учетом изменений, внесенных в полевых условиях) создаются вместе с обновленными расчетами тока повреждения.

После открытия предприятия все изменения отражаются в SLD с проверкой документации каждые пять лет для обеспечения точности и ясности.

Завершение и обслуживание SLD в соответствии с отраслевыми директивами

Различные разделы NFPA (Национальная ассоциация противопожарной защиты) 70B и 70E предлагают или предписывают создание и обновление SLD. В Разделе 6.2.2.1 NFPA 70B рекомендует, чтобы в SLD отображалось все электрическое оборудование в энергосистеме и указывались все соответствующие номинальные значения для напряжения, частоты, импеданса трансформатора, доступного тока короткого замыкания и OCPD, среди прочего.Кроме того, как указано в разделе 130.5 (G) NFPA 70E, «Анализ падающей энергии должен обновляться, когда происходят изменения в системе распределения электроэнергии, которые могут повлиять на результаты анализа. Анализ падающей энергии также должен проверяться на точность с интервалами, не превышающими пяти лет ».

Но, даже с четкими инструкциями NFPA и процессами создания и обслуживания, SLD часто остаются незавершенными после новой сборки. Руководители строительства часто не обучены пониманию важности SLD и расчетов, которые основываются на значениях тока короткого замыкания, которые они содержат.Кроме того, SLD редко пересматриваются и обновляются в течение срока службы объекта. Специалисты по управлению и обслуживанию не используют SLD ежедневно, ежемесячно или даже ежегодно. Таким образом, существует риск, что документация окажется в нише хранилища или в задней части картотеки и забыта.

Поддерживайте актуальность своего SLD и планируйте обновления

Электрики и профессионалы дизайна полагаются на точные SLD для расчета значений короткого замыкания, которые в конечном итоге определяют энергию падающего излучения.Итак, проявите должную осмотрительность, подготовив и поддерживая документацию SLD. Если вы внесли изменения в инфраструктуру своей электрической системы, убедитесь, что ваши чертежи обновлены. И не забывайте проверять свои SLD каждые пять лет в соответствии с NFPA 70E, независимо от того, внесли вы изменения или нет.

Кроме того, я настоятельно рекомендую создать статью бюджета SLD, чтобы учесть ресурсы, необходимые для регистрации изменений и проведения пятилетнего обзора документации. Пример промышленного предприятия, на который я ссылался ранее, подчеркивает эту важность.Если бы компания на протяжении многих лет обновляла свои схемы, я бы просто провел исследования короткого замыкания и координации. Вместо этого я часами составлял схему подключения до того, как смог выполнить первоначальный объем работ, что было незапланированными и дорогостоящими расходами. По моему опыту, трата денег на надлежащую документацию в ближайшем будущем снижает вероятность гораздо больших расходов на обслуживание в будущем.

.

No related posts.