Надежность локальных энергосистем на базе автономных установок генерации

Цель. Цель работы состоит в создании и верификации методов прогнозирования надежности автономного энергоснабжения локальных потребителей малой мощности. Методы. В работе применяются инструменты имитационного моделирования: методы вычислительного эксперимента для прогнозирования надежности и безопасного ресурса эксплуатации автономных кластерных распределенных энергетических сетей, которые включают в свой состав разные установки генерации энергии, линии электропередачи и автоматизированную систему саморегулирования для диверсификации рисков отказов. Результаты. На базе методов вероятностного анализа безопасности технических систем прогнозируется надежность энергоснабжения в аспектах возможных отказов при функционировании энергетических сетей и угроз для жизнедеятельности потребителей. Путь решения задачи – моделирование и прогнозирование момента возникновения отказа энергетической сети – критические нарушение проектных условий функционирование, авария и т.д. Этот сценарный путь позволяет для длительного периода эксплуатации моделировать ситуации отказов вследствие деградации и разрушения элементов, агрегатов, линий электропередач, и отказов в условиях многомерной неопределенности прогнозирования надежности и качества энергоснабжения. Основным результатом моделирования является свод рекомендаций по обеспечению энергетической безопасности потребителей. Представлен результат моделирования показателей надежности, анализ влияния на надежность и энергетическую безопасность потребителей структурных решений об облике проекта распределенных энергетических сетей. Заключение. Использование вычислительного эксперимента и результатов моделирования надежности при энергоснабжении потребителей, в аспектах прогнозирования вероятностных индикаторов отказов оборудования и элементов кластерных энергетических сетей, выявления их последствий для энергетической безопасности жизнедеятельности малонаселенных и труднодоступных дислокаций, закладывает основу для управления качеством энергетической сети. При этом открывается перспектива в дальнейшем включать в модель дополнительные причины и исходные события для изучения фактов отказов. Например, такие причины, как неравномерность процессов генерации с использованием возобновляемых источников, конечность запаса топлива для традиционных источников генерации, надежность работы персонала энергетической сети. Предложенный подход позволяет верифицировать перспективные новые проектные решения по будущему облику энергетической сети, например, включить в состав распределенной энергетической сети системы накопления и хранения энергии, являющиеся в различные моменты времени как «генератором», так и «потребителем». Имитационное моделирование процессов поведения локальных энергетических сетей представляет практический интерес и важно для повышения их потребительского качества, противоаварийной устойчивости к опасному воздействию со стороны окружающего мира.

1. Научно-технические проблемы освоения Арктики / ред. Лаверов Н.П., Васильев В.И., Макоско А.А. М.: Наука, 2015. 490 с.

2. Татаркин А.И. Современная парадигма освоения и развития арктической зоны Российской Федерации. Вкн.: Научно-технические проблемы освоения Арктики. М.: Наука, 2015. С307-334

3. Григорьев А.С., Карасевич В.А., Пименов А.О. и др. Научные положения и принципы проектирования, эксплуатации и вывода из эксплуатации источников генерации энергии для автономных потребителей малой мощности // Наука и техника в газовой промышленности. 2019. № 2(78). С. 92-103.

4. Формирование стратегических приоритетов изучения и комплексного освоения арктических территорий Российской Федерации / под ред. А.И. Татаркина. Екатеринбург: Институт экономики УрО РАН, 2013. 374 с.

5. Смоленцев Д.О. Развитие энергетики Арктики: проблемы и возможности малой генерации // Арктика: экология и экономика. 2012. № 3(7). С. 22-30

6. Воропай Н.И., Марченко О.В., Стенников В.А. Проблемы энергоснабжения регионов в энергетической стратегии России до 2030 г. и перспективы развития АЭС малой мощности. // Атомная энергия. 2011. Т. 111. Вып. 5. С. 262-268.

7. Глотов В.И., Тутнов А.И. Система мониторинга факторов экономического, технического, правового и иного вида рисков для энергетической безопасности отдельно взятого региона РФ // Труды Вольного экономического общества России. 2009. Т. 130. С. 78 87.

8. Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Халгаева Н.А. Развитие систем энергоснабжения изолированных и труднодоступных потребителей. В кн.: Восточный вектор энергетической стратегии России: современное состояние, взгляд в будущее. Под ред. Н.И. Воропая, Б.Г. Санеева. Новосибирск: Изд-во Гео, 2011, С. 207-235.

9. Ершов Г.А., Семериков В.Н., Семериков Н.В. О системе стандартов «Надежность в технике» // Стандарты и качество. 2018. № 8. С. 14-19.

10. Tselepis S. 12 years operation of the Gaidouromantra microgrid in Kythnos island , COI-3869 12 years operation of the Gaidouromantra microgrid in Kythnos island stathis Tselepis centre for renewable energy sources and saving. 2014.

11. IEA (2022), Smart Grids, IEA Paris, 2022. URL: https://www.iea.org/reports/smart-grids (дата обращения 15.01.2024 г.)

12. Богатырев Л.Л., Бочегов А.В., Воропай Н.И. Надежность топливо- и энергоснабжения и живучесть систем энергетики регионов России. Екатеринбург, Изд-во Уральского университета, 2003. 392 с.

13. Алымов С.В., Ильинский А.А. Методические вопросы учета нетрадиционных источников углеводородов в перспективном топливно- энергетическом балансе // Газовая промышленность. 2012. № 5. Спец. выпуск «Нетрадиционные ресурсы нефти и газа». С. 14-17.

14. Соболев А.В., Тутнов И.А., Украинцев В.Ф. Оценка показателей надежности персонала при длительной эксплуатации энергоблока атомной станции // Известия вузов. Ядерная энергетика. 2020. № 1. С. 5-14.

15. Григорьев С.А., Григорьев А.С., Кулешов Н.В., Фатеев, В.Н. «Энергоустановка с когенерацией электричества и тепла на основе возобновляемых источников энергии и электрохимических водородных систем» // Теплоэнергетика. 2015. № 2. С. 3-9.

16. Карасевич В.А. Перспективы использования накопителей энергии в системах энергоснабжения предприятий добычи и транспортировки углеводородов // Наука и техника в газовой промышленности. 2018. № 4. С. 91-98.