Пять технологий увеличения эффективности систем передачи и распределения электроэнергии

Пять технологий увеличения эффективности систем передачи и распределения электроэнергии

Если рассмотреть меры, имеющие наибольший потенциал в повышении эффективности, то на первое место закономерно выходит передача электроэнергии. Есть большое количество технологий, которые уже сейчас используются для повышения эффективности передачи электроэнергии, и еще больше технологий в этой области пока еще не дошли до того уровня реализации, чтобы быть их имело смысл использовать коммерчески.

Ниже будут рассмотрены некоторые из таких технологий

1. HVDC — HVAC

линия HVDC

Большая часть линий передачи электроэнергии является высоковольтными линиями переменного тока (HVAC).

Однако линии постоянного тока имеют, по сравнению с линиями переменного тока, некоторые преимущества:

— снижение потерь на 25%;

— повышенная в 2-5 раз пропускная способность при сохранении напряжения;

— предоставление возможности точного управления потоком энергии;

Ранее достаточно высокие затраты на строительство терминальных станций линий HVDC отводили этой технологии место для применения только в магистральных приложениях. В частности, построенные еще при Советском Союзе линии постоянного тока 800 кВ.

С появлением инновационной технологии HVDC, созданной фирмой ABB и получившей название HVDC Light, положительные стороны передачи постоянного тока высокого напряжения стало можно применять и на меньших расстояниях.

2. Устройства FACTS (Гибкие системы передачи переменного тока)

Устройства FACTS

Гибкие системы фирмы ABB для передачи переменного тока (FACTS), установленные в Канаде

Семейство устройств силовой электроники, известные, как гибкие системы передачи переменного тока, или FACTS, предоставляют ряд преимуществ, увеличивая эффективность передачи энергии. Возможно, самым очевидным таким преимуществом является их возможность повышать нагрузку линий переменного тока на 20-40%. Устройства FACTS делают напряжение стабильнее, тем самым, преодолевая некоторые ограничения безопасности, мешающие операторам увеличивать нагрузку линии.

Вдобавок к совей эффективности эти устройства также значительно увеличивают надежность.

3. Подстанции на базе КРУЭ

Большая часть подстанций занимают крупные площади ради соответствия конкретным проектным требованиям. Но всегда, когда поток энергии проходит через подстанцию для понижения напряжения, теряется много энергии, так как энергия проходит через трансформаторы, распределительную и прочую технику. Эффективность выходящих из подстанции линий низкого напряжения тоже гораздо меньше, чем у высоковольтных линий.

Если электроэнергию можно было бы передавать с более высоким напряжением на подстанции, приближенные к местам ее потребления, то эффективность бы серьезно повысилась.

Подстанции с оборудованием на элегазе, по сути, помещают в герметичный металлический кожух все оборудование, которое можно наблюдать внутри обыкновенной подстанции, находящейся вне помещения. Воздух внутри этого кожуха заменяется особыминертным газом, позволяющим размещать компоненты оборудования на более близком расстоянии друг от друга, не рискуя вызвать искрение.

В результате сейчас стало возможным размещать подстанцию в подвале строения или в другом замкнутом пространстве, что позволяет полностью воспользоваться эффективностью передачи электроэнергии высокого напряжения.

4. Сверхпроводники / кабели HTS

Сверхпроводящие материалы при температуре, приближенной к температуре жидкого азота, могут проводить электричество с сопротивлением, близким к нулю.

На сегодняшний день разрабатываются так называемые высокотемпературные сверхпроводящие кабели (HTS), которые, хотя и нуждаются в определенном охлаждении, могут передавать в 3-5 раз больше мощности, чем стандартные кабели.

Потери энергии в кабелях HTS намного меньше, чем в обычных линиях электропередачи, даже с учетом затрат на охлаждение. Основные поставщики сверхпроводников утверждают, что потери в кабелях HTS занимают всего полпроцента от передаваемой электроэнергии, в то время как у обычных кабелей этот показатель равен 5-8%.

Сверхпроводящие материалы могут также служить альтернативой меди в трансформаторных обмотках, что поможет снизить на 70% потери по сравнению с существующими устройствами.

5. Системы регионального мониторинга

Большая часть систем передачи электроэнергии вполне могла бы функционировать с более высокой нагрузкой, если бы это не было сопряжено с определенными рисками. Но если оператором предоставить возможность точнее наблюдать состояние сети, и делать это в реальном времени, то этих рисков можно было бы избежать.

Один из примеров этого относится к довольно простому факту. При нагреве линии электропередачи составляющий ее металл мягчеет, в результате чего линия провисает. Это может вызвать короткое замыкание, если провода линии войдут в контакт с деревьями или другими заземленными объектами.

Системы регионального мониторинга (WAMS) обладают широкими возможностями, такими, как, например, мониторинг температуры проводников линии. С использованием этой функциональности, операторам сетей передачи электроэнергии будет легче правильно изменять нагрузку линий электропередачи, благодаря четкому пониманию того, как близко данная линия подходит к своим температурным лимитам.

Рубрики2

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


*