Выявление проблем интеграции ветроэлектростанций..

А. Е. Гольберт,  главный энергетик  ПЭО  «Ветроэнергопром», г. Донецк, Украина

Выявление проблем интеграции ветроэлектростанций  в электроэнергетическую систему  Украины

Доклад для «круглого стола «Новые вызовы, которые связаны с активным развитием альтернативной энергетики. Ее место и роль в ОЭС Украины» - ежегодного форума «Топливно-энергетический комплекс Украины: настоящее и будущее», проведенного 20 сентября 2011 г*

"Vyiavlenie problem intehratsii vetroelektrostantsii v elektroenerheticheskuiu sistemu Ukrainy", Golbert A. E. Doklad dlia kruhloho stola. "Novye vyzovy, kotorye sviazany s aktivnym razvitiem alternativnoi enerhetiki. Ee mesto i rol v OES Ukrainy" Ezhehodnyi forum "Toplivno-enerheticheskii kompleks Ukrainy: nastoiashchee i budushchee"
      

       Замечу  сразу,  что ни в коей мере не претендую на полноту и общность высказанных рекомендаций,  скорее наоборот –  хотел бы услышать самые  разные точки зрения.
       Приведу  только одну цитату:   «Широкомасштабному использованию ветроэлектростанций  в  электроэнергетических  системах препятствуют  проблемы обеспечения  приемлемого качества  генерируемой  электроэнергии,  несовпадение режима выработки энергии  ветроэлектростанций  с  графиком электропотребления  и  необходимость резервирования мощности  ветроэлектростанций  в  энергосистеме».  Точку зрения автора, к.т.н. С. В. Жаркова  из Иркутского института систем энергетики им.  Л. А. Мелентьева  СО  РАН, я  полностью разделяю.  Она сжато формулирует почти все  основные проблемы.
       Теперь обращусь  к собственным  наблюдениям.  Впервые я познакомился  с  Новоазовской   (Донецкая обл.)  строящейся  и одновременно действующей  ветроэлектростанцией  (ВЭС)  в  2000-м году.  Уже тогда я был озадачен  «сыростью»  решений  ряда  технических вопросов.  Дело  в  том,  что  устанавливаемые на восемнадцатиметровые  мачты  ветроагрегаты   типа      USW  56 - 100,  созданные  по лицензии  на  базе  асинхронных  генераторов  с  КЗ  ротором  мощностью  107,5 кВт,   были  к тому  времени  морально устаревшими   и,  я  бы даже сказал,  примитивными…      Простое  увеличение  высоты  башни  вдвое,  предложенное в  качестве эксперимента  строительно-монтажной организацией,  занимавшейся их строительством,  дало рост выработки электроэнергии  приблизительно на  30%.  Коэффициент  использования установленной мощности таких машин не дотягивал  до  4%.  Их надежность была и остается весьма низкой.  На электростанции  перманентно ведутся  восстановительные  и  ремонтные  работы.   Можно предположить,  что  строительство  ВЭС  имело не столько коммерческое,  сколько политическое значение:   дескать,   теперь  и   в  Украине,  так же как и во всем цивилизованном  мире,  есть альтернативная   энергетика. 
       Ветроэлектроустановки   (ВЭУ)  типа FL 2500-100  фирмы  «Фурлендер»,  которые сегодня  устанавливаются  на  ветрополях   Новоазовской  ВЭС,   это  ветряки  нового  поколения.   В  них применена  электрическая  машина переменного тока  двойного  питания,  силовой трансформатор  расположен в  гондоле  на  стометровой   высоте.  Установленная  мощность  такого  ветряка,  стартующего при скорости ветра  3,5 м/с,  составляет  2,5  мВт,   а  коэффициент использования установленной мощности  –   около  35%  или  даже  выше.  Действительно,  строительство    ВЭС  на базе новых ветряков  фирмы  «Фурлендер»  в  условиях, определенных ныне  существующими  льготами  для инвесторов,    имеет  коммерческое  значение.   Такие  ВЭС  при сколько-нибудь значительной скорости и плотности ветра способны регулировать  собственный коэффициент мощности  и таким образом влиять на сеть.   При использовании   морально  устаревших  ВЭУ,  где  в  качестве  генератора применена   асинхронная машина  с   короткозамкнутым  ротором,   может возникнуть   необходимость  в  приобретении  дорогостоящих управляемых шунтирующих реакторов.   Другими словами,  очень  важно понимать преимущество современных  установок,  с  тем   чтобы,   не  прельстившись  дешевизной  устаревших  ветроагрегатов,   дополнительно не платить  за  их  эксплуатацию  и  за дорогостоящее оборудование,  необходимое  для поддержания  в пределах  ГОСТов  основных  параметров связанных  с  ними   электрических  сетей. 
          В  местах,  пригодных для установки ветряков,  там,  где «стабильный»  ветер,  не всегда присутствует потребитель  и  электроэнергетическая инфраструктура.  Чаще  всего  она  там  имеется,  но находится  в  неудовлетворительном состоянии.   Потери при  передаче  электроэнергии в этом  случае весьма  высокие.  Приведу   для сравнения  значения  усредненных  потерь  в  электрических сетях   Германии  и  Украины.  Так,  в  Германии  они  составляют около 6% от величины передаваемой энергии,  в  Украине принято считать,  что это  значение составляет  12 - 14%,  но  реально оно значительно выше.
          Ветряки,  как  известно,  нередко  приходится ставить на сельскохозяйственных  угодьях,  имеющих коммерческое значение.  Размещение их относительно друг друга на  небольшом  расстоянии,  а  также   в  районах  урочищ  и  т.п.   делает  целесообразным применение кабелей,   что  в  свою очередь  приводит  (при использовании напряжения при передаче  электроэнергии  35кВ)  к проблемам,  связанным  с  компенсацией  емкостных токов.   А  эта  задача  решена в нашей стране  неудовлетворительно.   Кабели,  бывает,   горят  от  возникающих высокочастотных   токов.   Вначале  -   это  замыкание одной фазы на землю,  а затем  –   полномасштабная  авария от  межфазного  КЗ.   Некоторые специалисты предлагают  в  качестве решения этой задачи  замену  изолированной  и  компенсированной  нейтрали  трансформаторов  на  эффективно  заземленную.   Предлагаются  также  интересные  варианты  применения  комбинированной  (RL)  нейтрали.   Однако все эти идеи не согласуются  с законодательными нормами  действующих   ПУЭ  и ПТЭ.
        Качественные показатели электроэнергии,  вырабатываемой  ВЭС,  как  было указано выше,  не отвечают требованиям   (допустимым значениям  отклонений показателей качества электроэнергии)  действующего  ГОСТа.    Причем разница между требуемыми и реальными значениями   весьма  существенная  –   в  2 – 4 раза.   В   России  в  марте 2003  года  впервые  введен   Государственный стандарт   для  ветроустановок.    Однако  его требования  к  ВЭУ   и  вырабатываемой  ими  электроэнергии  не  могут быть реализованы  даже  современными  агрегатами.   Ведь  принятие  ГОСТа  было вызвано стремлением  приблизить  «синусоиду»  и  др.  качественные  показатели   генератора  ВЭУ   к  «синусоиде»   и  др. параметрам,  скажем,  генератора  турбины  тепловой  электростанции…   
    Ученые  Донецкого Национального технического университета   определили максимально допустимое процентное соотношение  между  количеством  электроэнергии, выработанной ветроэлектростанциями  и традиционными электростанциями в  единой  электроэнергетической  системе,  с  тем,  чтобы  качество электроэнергии  интегрированной   сети  не приводило  к  негативным последствиям   у  потребителей.   При этом был получен  ответ:   количество  «ветроэлектроэнергии»  в   системе  не  должно превышать  25%.  Эта  цифра, конечно,  может вызывать оптимизм,  но только при  первом  знакомстве  с  нею.    Оказывается,  распределение  электроэнергии  ВЭС  в  системе  чаще  всего неравномерное,  и  эта пропорция  весьма непостоянная (изменяется во времени).  Более того, негативные последствия  такой  неравномерности  и  нестабильности усугубляются  на  практике  неудовлетворительным  техническим  состоянием   ЛЭП  и  подстанций…
      Проблема   присоединения    ВЭС  к  существующей  электроэнергетической  системе страны требует специального научного рассмотрения.  В рамках такого исследования должны быть выработаны конкретные рекомендации   директивным,  контролирующим  и  проектным  организациям.  Целью таких рекомендаций  должна  быть минимизация  ущерба,  вызванного  низким  качеством  электроэнергии,   вырабатываемой  ВЭС.
       Сегодня,  по  моему  мнению,  вкладывая гривну в строительство ВЭС,  инвестору  необходимо  вкладывать  50 коп.   в  электроэнергетическую  инфраструктуру,     дополнительное   электрооборудование   и  отраслевую  науку  с  тем,  чтобы  успешно интегрировать  строящиеся   ВЭС  в  существующую электроэнергетическую систему  страны.   Конечно,   это  срез на сегодня,  а завтра,  если следовать верным  рекомендациям,  ситуация,  возможно, будет меняться к лучшему…
          Есть некоторые  риски, которые необходимо учесть или исключить при использовании новых импортных ветряков, как, впрочем,  и  других достижений в области техники и технологии.  Эти риски  весьма специфические. Речь  идет  о  вероятности стать  жертвой  кибератаки.     Компьютерная программа  (вирус),  разработанная   враждебным государством,  крупной компанией,  может быть   предназначена  для кибератаки.    Существуют сложнейшие программы – вирусы, способные  встраивать свои коды  в операционные системы компьютеров, управляющих промышленными объектами, невидимо  внедряться  в  дыры применяемых там систем защиты. Они  представляют реальную угрозу для современных промышленных  предприятий,  управляемых  (частично управляемых)   SCADA -  системами,  в том числе и  для электростанций,  в том числе и для атомных, в том числе и для ветровых…  Эти сложнейшие вирусы имеют очень "умный"  механизм постепенного многоэтапного  внедрения и распространения.  Они способны нанести удар неожиданно и точно (по заданному заранее «адресу»).  Таким образом   могут быть мгновенно выведены из строя государственные инфраструктуры, отрезаны от электроснабжения целые города и т.д.,  и  т.п. (страшно озвучить)...
               К сожалению,  у меня нет заранее подготовленного рецепта, пригодного для устранения такого рода опасностей.

19.09.2011.

 *«Изобретатели – машиностроению» ISSN 2074-6954 // Информационно-технический журнал
Издается с 1997 г.  Выпуск 2 (89) – 2012 г.  ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА;  Гольберт А.Е., главный энергетик ПЭО  «Ветроэнергопром»  (Украина);  "Выявление  проблем  интеграции    ветроэлектростанций  в  электроэнергетическую  систему  Украины" -  Доклад для круглого стола «Новые вызовы, которые связаны с активным развитием альтернативной энергетики. Её место и роль в ОЭС Украины» - ежегодного форума «Топливно-энергетический комплекс Украины: настоящее и будущее» (с. 2-3); 
см. также статью автора в белорусском научно-производственном журнале "Энергетика и ТЭК" № 9/10 за 2011г. - А. Гольберт, "Интеграция ВЭС в электроэнергетическую систему Украины"

Гольберт А.Е.
К проблеме интеграции ветроэлектростанций в электроэнергетическую систему Украины Доклад для круглого стола «Новые вызовы, которые связаны с активным развитием альтернативной энергетики. Ее место и роль в ОЭС Украины» – ежегодного форума «Топливно-энергетический комплекс Украины: настоящее и будущее» 20 сентября 2011 г. // Механизация строительства. — 2014. — № 6. — c. 49-50

_________________________
 
Информация из Интернета (из соответствующей дате сводки новостей - "Новости энергетики")

Новоазовский ветропарк попал под обстрел
29.09.2014 14:40

В следствии обстрелов из артиллерии в с. Безымянное Новоазовского района Донецкой области разрушено генераторную подстанцию Новоазовской ветроэлектростанции, которую эксплуатирует «УК «Ветропарки Украины»».
Об этом сообщает пресс-центр РНБО.
«Вследствие артобстрелов разрушено генераторную подстанцию Новоазовской ветроэлектростанции в с. Безымянное Новоазовского района», — говорится в сообщении.
Напомним, мощность первой очереди Новоазовской ВЭС составляет 25 МВт (10 ветроустановок), второй — 32,5 МВт (13 ветроустановок). ООО «Ветропарк «Новоазовский» использует ветрогенераторы типа FL-2500-100 мощностью 2,5 МВт, изготовленные немецкой фирмой Fuhrlaender.
Новоазовская ВЭС была запущена в марте 2012 года в Донецкой области.

Fuhrlaender, Ветропарки Украины, Новоазовская ВЭС,
Новости

 


Рецензии
Много уважаемый коллега!
У нас в Беларуси ветра не так много как на берегу Азовского моря

Но думаю этот вопрос разрешим через "зелёные аккумуляторы"
См. Электричество из ревеня
Сегодня мы располагаем посадочным материалом на 100 га

Киконцу лета этот показатель удвоим.

Из электричества можно делать деньги (в самом прямом смысле) выращивая хлопок, на хлопковой бумаге печатают доллары, думаю она и для белорусских рублей сгодится, ещё можно запитывать от ветряков майнинг фермы с электротранпортом, хоть я и не сторонник неоМММ, но вся эта "криптобратия", которая обоснуется на земле рано или поздно начнёт копать огороды....
С уважением
Андрей Бухаров
Изобретатель, лауреат ВДНХ СССР.

Андрей Бухаров   17.02.2019 15:02     Заявить о нарушении
На это произведение написаны 2 рецензии, здесь отображается последняя, остальные - в полном списке.