Солнце и ветер стали «предпочтительными источниками энергии»

В. Сидорович.

Профессиональная интеграция солнечной и ветровой энергетики повышает надежность энергосистемы.

Возобновляемые источники энергии, а именно, солнце и ветер стали не просто основным направлением энергетического развития, но и предпочтительными источниками энергоснабжения для все большего числа потребителей. Такой вывод делает аудиторская и консалтинговая компания «большой четверки» Deloitte в своём отчёте «Глобальные тенденции в области возобновляемых источников энергии» (Global renewable energy trends).

«Спрос на возобновляемые источники энергии в последние годы значительно вырос», -говорит руководитель международной группы по предоставлению услуг в области возобновляемой энергетики компании Deloitte Марлен Мотыка. «Среди правительств, сообществ и корпораций растет понимание устойчивости и доступности ВИЭ».

В-принципе, в отчете мы вряд ли найдём много нового. Авторы повторяют известные факты о снижении стоимости технологий в солнечной и ветровой энергетике, о росте рынка двусторонних корпоративных договоров купли-продажи ВИЭ-электроэнергии и т.д. Скорее, можно говорить о подтверждении уже известных фактов именитыми аудиторами.

Впрочем, один момент привлекает особое внимание. Речь идёт о надежности энергоснабжения в системах, в которые интегрированы вариабельные ВИЭ.

Традиционно считается, что солнце и ветер привносят в систему нестабильность, повышают риски. Однако ситуация меняется: ветер и солнце из проблемы превращаются в решение для балансировки сети.Интегрировать ветровую и солнечную энергетику в сеть оказалось не так сложно и дорого, как ожидалось, пишет Deloitte.

Более того, они продемонстрировали способность усилить устойчивость и надежность сетевого хозяйства и обеспечить необходимые системные (вспомогательные) услуги.

Напомню, что вопросам интеграции ВИЭ в энергосистему посвящен наш большой обзор документов МЭА.

Практика показывает, что в регионах с более высокой долей вариабельных ВИЭ отмечается также и более высокая надежность энергоснабжения. Например, в штате Техас (США) за прошедшее десятилетие производство ветровой электроэнергии увеличилось на 645%, при этом показатели надежности системы значительно улучшились. Сети Дании и Германии, в которых высока доля вариабельных ВИЭ, являются самыми надёжными в мире.

Благодаря использованию интеллектуальных инверторов и систем расширенного контроля ветровая и солнечная энергия обеспечивают надежность энергоснабжения с точки зрения частотной загрузки, напряжения и вырабатываемой мощности на том же уровне и даже лучше, чем другие технологии генерации. При этом фотоэлектрическая солнечная энергетика отличается самой высокой точностью срабатывания среди всех источников, отмечает Deloitte.

Данные факты подтверждаются не только иностранной практикой. Тестовые испытания солнечных электростанций в российских условиях доказывают их высокую маневренность.

Например, ООО «Солар Системс» по программе, согласованной с АО «Системный оператор Единой энергетической системы» в соответствии с техническими требованиями к генерирующему оборудованию участников оптового рынка, провело на Самарской солнечной электростанции (СЭС) натурные испытания с целью определения возможности фактического участия СЭС в общем первичном регулировании частоты (ОПРЧ). ООО «Солар Системс» совместно со специалистами ООО «Прософт-Системы» были разработаны алгоритмы и программное обеспечение по реализации данной функции.

Участие Самарской СЭС в ОПРЧ осуществляется путем автоматического снижения выдаваемой в электрическую сеть активной мощности при увеличении частоты при помощи системы регулирования в составе Автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) станции.

Верхняя граница «мертвой полосы» первичного регулирования составляет 50,1 Гц и является уставкой системы регулирования СЭС. Фактором запуска процесса первичного регулирования на СЭС является выход частоты за верхнюю границу «мертвой полосы».

Имитация изменения частоты сети производится на контроллерах ARIS, контролирующих частоту и мощность.

Величина требуемой первичной мощности определяется исходя из величины отклонения частоты свыше 50,1 Гц и величины фактической мощности включенного в работу инверторного оборудования СЭС на момент отклонения частоты за пределы «мертвой полосы» первичного регулирования.

При нахождении частоты за пределами «мертвой полосы» первичного регулирования система регулирования изменяет первичную мощность пропорционально текущему отклонению частоты. Действие системы регулирования на снижение активной мощности СЭС выполнено в соответствии с заданной статической характеристикой регулирования.

При восстановлении частоты и снижении ее значения ниже 50,1 Гц ограничение максимальной нагрузки электростанции автоматически снимается, и фактическая мощность СЭС будет соответствовать текущему уровню инсоляции.

Если после автоматического снятия ограничения максимальной нагрузки СЭС и увеличения выдаваемой активной мощности произойдет повторное повышение частоты более 50,1 Гц, то система регулирования производит повторную разгрузку СЭС пропорционально увеличению частоты и т.д.

В результате испытаний была проведена проверка готовности генерирующего оборудования 1 очереди Самарской СЭС к участию в ОПРЧ и правильности работы логики системы автоматического управления мощностью в составе АСУ ТП, обеспечивающей снижение мощности при повышении частоты в энергосистеме в соответствии с заданной характеристикой регулирования.

После успешно проведенных испытаний был составлен отчет, результаты рассмотрения которого были признаны АО «Системный оператор Единой энергетической системы», как соответствующие техническим требованиям к генерирующему оборудованию участников оптового рынка.

Таким образом, реализация функции по автоматическому снижению активной мощности инверторного оборудования Самарской СЭС при повышении частоты способствует ее восстановлению и повышает надежность работы энергосистемы в целом.

По материалам: http://renen.ru