Студенты Губкинского университета, обучающиеся в магистратуре на базовой кафедре возобновляемых источников энергии «ЛУКОЙЛа», в декабре 2019 г. побывали в селе Павловском Владимирской области. Там компания «Владимирэнерго» (филиал МРСК Центра и Приволжья) запустила в эксплуатацию один из первых в нашей стране промышленных накопителей энергии.
Сначала ребята приехали во Владимир, чтобы посетить Центр управления сетями (ЦУС), один из самых современных в МРСК Центра и Приволжья. В светлом просторном диспетчерском зале ЦУСа целая стена покрыта информационными панелями, перед ними - длинный стол с компьютерными мониторами. Диспетчеры внимательно наблюдают за состоянием сетей, при необходимости меняя представление данных на экранах.
Сегодня Владимирский ЦУС готовится к цифровой трансформации. В 2020-2021 годах он будет подключён к новым цифровым каналам связи и оборудован дополнительными информационными системами, что позволит диспетчерам контролировать состояние электросетевых объектов в режиме реального времени, отслеживать параметры качества электроэнергии, а также координировать работу оперативно-выездных и ремонтных бригад.
Затем губкинцы переместились на площадку производственного отделения «Владимирские электрические сети» (ПО «ВЭС»), где начальник участка службы подстанций Эдуард Мельников провёл для ребят интересную экскурсию по электрической подстанции «Химзаводская» 110 кВ.
Там же в учебном центре «Энергетик» студентам рассказали, зачем распределительная сетевая компания занимается накопителями энергии.
«УТЮГ» ДЛЯ ГРАФИКА НАГРУЗКИ
В отличие от живого организма, в котором кровеносные сосуды растут постепенно, так что их пропускная способность плавно увеличивается, электрические сети развиваются скачками. Например, когда резерв мощности линии оказывается исчерпан, энергетикам приходится строить сетевые перемычки или модернизировать линии, меняя опоры, провода и трансформаторы. Подобная модернизация требует громадных расходов и не окупается по многу лет, поскольку обновлённая линия долго остаётся недозагруженной.
Между тем, как рассказал студентам начальник Управления технологического развития и цифровизации «Владимирэнерго» Дмитрий Шмырин, перегрузки обычно проявляются только в часы пикового потребления, причём ненадолго, скажем, на два-три часа в сутки. Если сетевая компания «сгладит» график нагрузки с помощью системы накопления энергии (СНЭ), она сможет отложить дорогостоящий проект по модернизации линий и подстанций, высвободив финансовые и материальные ресурсы для иных целей. Есть и другие положительные эффекты. Если, например, на подстанции заменить трансформатор, установив (в расчёте на будущее) модель с хорошим запасом мощности, то придётся мириться с большими технологическими потерями из-за её работы при низкой загрузке.
Следующий актуальный вариант применения накопителей - подача мощности в периоды ремонта линий, трансформаторов, переключателей и другого оборудования, которое сегодня приходится резервировать, «замораживая» немалые средства.
За рубежом применение накопителей также актуально для сглаживания нестабильной выработки объектов ВИЭ-генерации, построения виртуальных электростанций и оказания системных услуг по стабилизации напряжения и частоты в энергосистеме.
Согласно расчётам специалистов МРСК Центра и Приволжья, установка электрохимических накопителей на подстанциях 35-110 кВ, чтобы устранять кратковременные дефициты трансформаторной мощности, пока экономически не оправдывается. Однако по мере развития технологий накопления энергии этот вариант может оказаться выгодным уже до 2030 года.
«ПИЛОТЫ» НА ВЗЛЁТЕ
Для опробования новых технологий МРСК Центра и Приволжья запустила два пилотных проекта по применению СНЭ на ионно-литиевых аккумуляторах. Первый проект реализован в Белгородской области, где стояла задача улучшить качество электроэнергии в часы пиковых нагрузок без модернизации линии электропередачи. Электроэнергия поступает в коттеджи (69 точек поставки) по длинной (2 км с небольшим) трёхфазной линии напряжением 0,4 кВ. В часы пикового потребления энергии по вечерам напряжение порой просаживалось до 190 В, выходя за допустимые пределы, и потери энергии превышали нормативные значения. Для решения проблемы был установлен накопитель мощностью 10 кВт, который имеет номинальную ёмкость 53 кВт·ч. Ночью, когда действует пониженный энерготариф, он заряжает свои аккумуляторы, а днём и вечером, в часы пиковых нагрузок, - отдаёт запасённую энергию в сеть, поддерживая в ней номинальное напряжение.
Второй пилотный проект - это установка системы накопления энергии в селе Павловском Суздальского района Владимирской области. Там было необходимо повысить надёжность энергоснабжения социально значимого объекта. Это фельдшерско-акушерский пункт Суздальской районной больницы, потребляющий мощность до 8 кВт от сети 0,4 кВ.
Добравшись из Владимира в село Павловское, магистранты с интересом осмотрели новенький накопитель, запущенный в работу в конце ноября 2019 г. Внешне он представляет собой компактный контейнер синего цвета с размерами основания 1,2x1,6 м. Внутри с помощью кондиционера летом и калорифера зимой поддерживается оптимальная для работы ионно-литиевых аккумуляторов температура +21 °C. Диапазон допустимых температур снаружи - от -40 до +50 °C.
В теплоизолированном контейнере помимо аккумуляторной батареи установлены блок управления, десятикиловаттный инвертор, разъединитель, источник бесперебойного питания (для запуска системы в режиме полного блэкаута), счётчики электроэнергии и другие приборы.
Установка мощностью 10 кВт имеет номинальную ёмкость 26,6 кВт·ч. При исчезновении напряжения в сети или выходе его значения за допустимые пределы система перейдёт на питание от аккумуляторов и сможет проработать в этом режиме не менее трёх часов. Интеллектуальный инвертор не допускает разрыва синусоиды, так что электрооборудование потребителя работает без сбоев и он даже не подозревает о проблемах с напряжением у энергоснабжающей организации.
«Владимир славится своими историческими достопримечательностями, а теперь к ним можно добавить современную установку на ионно-литиевом аккумуляторе, которая помогает энергетикам МРСК получить уникальный опыт», - отметил начальник отдела возобновляемых источников энергии ООО «ЛУКОЙЛ-Энергоинжиниринг» Денис Сотников, сопровождавший студентов на экскурсии.
* * *
На момент подготовки статьи пилотный накопитель в Белгородской области уже подтвердил свои проектные характеристики, а статистики по работе СНЭ в селе Павловском ещё не было. Но главное, что магистранты возобновляемой энергетики своими глазами увидели технологии, которые станут катализатором для её развития в будущем.
__________________________________
Еще больше интересных материалов ищите на нашем портале Энерговектор.com или подписывайтесь на наш канал.
Портал Энерговектор - это всегда свежие новости, комментарии финансовых аналитиков, оперативные фото- и видеорепортажи. На портале также размещаются расширенные версии статей, публикуемых в газете Энерговектор, с дополнительными иллюстрациями и видеовставками. Мы придаём большое значение вопросам престижа энергетических профессий, развитию отечественного энергетического машиностроения и энергоинжиниринга, обмену опытом и новым «прорывным» технологиям.