СОСТОЯНИЕ ЗАРУБЕЖНЫХ РАЗРАБОТОК С ПРИМЕНЕНИЕМ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИХ ВНЕДРЕНИЕ

Общие требования

Современные зарубежные разработки электротехнического оборудования для энергетики так или иначе связаны в основном с идеями создания «Интеллектуальной электроэнергетики». Причем в каждой стране существует своя программа создания интеллектуальной электроэнергетики и электрических сетей, называемых как «Smart Grid».

В задачу авторов настоящей книги не входит описание национальных программ различных стран. На эту тему в последнее время опубликовано довольно много материалов как за рубежом, так и в России [1.1]. В этой главе остановимся на отдельных примерах новых технологий, оборудовании и средствах измерения и управления, которые развиваются за рубежом и составляют технологическую платформу любой интеллектуальной энергосистемы и электрической сети.

Электрооборудование электростанций

Перспективным развитием производства электроэнергии на ТЭС является создание тепловых электростанций с высоким КПД (тепловая плюс электрическая энергия) с использованием парогазового цикла и с возможностями широкого регулирования режима. В области атомной энергетики основное внимание уделяется обеспечению высочайшего уровня надежности атомных электростанций (АЭС), созданию установок малой мощности для энергоснабжения удаленных регионов.

Ожидается широкое использование возобновляемых источников энергии (приливные, геотермальные, ветровые и волновые установки), использование солнечной энергии (экономичные фотоприем- пики, гелиоустановки). Возникающая проблема с неравномерной выдачей электроэнергии, решается применением мощных накопителей энергии. Дальнейшее освоение гидропотепциала, ввод гидроэлектростанций (ГЭС) и гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС), при их высокой маневренности, также расширит возможпоста регулирования графика нагрузок в энергосистеме. Предполагается широкое применение источников распределенной энергетики, в том числе статических и электромашинных источников бесперебойного питания.

Предполагается использование самых современных технологий в турбогенераторостроении. Должны быть созданы турбогенераторы для ТЭС мощностью до 600 МВт, для АЭС — до 1500 МВт, для распределенной энергетики — от 5 до 50 МВт. Для ГЭС и ГАЭС потребуется все больше гидрогенераторов и двигатель-генераторов с регулируемой частотой вращения, т.е. на базе асинхронизированных машин. Необходимо создание надежных и экономичных гидрогенераторов на малые перепады (большой мощности — для приливных электростанций и меньшей мощности — для распределенной энергетики и местных ГЭС).

Требование о повышении КПД выполняется с применением более эффективных систем охлаждения, а также по мере разработки и внедрения ВТСП-машин. Обеспечение высокой надежности достигается за счет следующих мероприятий:

совершенствование проектирования (автоматизированное), моделирования;

совершенствование конструкции отдельных узлов с использованием базы данных об их поведении в эксплуатации;

снижение сложности систем охлаждения — использование генераторов с воздушным и косвенным водородным охлаждением (для предельных мощностей — водоводородным);

модульная конструкция генераторов с разной длиной статора и одинаковым диаметром ротора;

повышение общей отдачи генератора — повышение класса нагре- востойкости (класс Г) и теплопроводности изоляции, повышение использования активных материалов (более точные методы расчета запасов конструкции, учет риска повреждения);

удлинение срока службы — оснащение средствами непрерывного выявления дефектов, экспертные системы диагностики с обширными базами знаний, методика оценки допустимого риска повреждения при развитии дефектов в работающей машине. Многофункциональные типы релейной защиты с высокой чувствительностью к появлению дефектов;

расширение возможности работы машин в анормальных режима; оптимизация конструкции наиболее подверженных их воздействию узлов (торцевые зоны, обмотка ротора, валопровод и др.);

управляемость и регулирование режима в электрической сети — совершенствование систем возбуждения (микропроцессорные системы), широкое применение асинхропизированпых турбо- и гидрогенераторов (особенно — для работы с широким диапазоном регулирования реактивной мощности);

экологическая безопасность оборудования, что достигается применением новых, легко перерабатываемых материалов, экологически безопасных жидкостей для смазки и уплотнений.

Необходимо отметить, что в области создания асинхроиизироваи- ных турбогенераторов Россия является мировым лидером, при этом в России, в отличие от Японии и Германии не производят асинхроии- зированные гидрогенераторы.

Оптимизация перетоков мощности с помощью гибкого управления режимами линий с применением устройств технологии FACTS, непрерывный контроль состояния линий.

В достаточно близкой перспективе ожидается применение газо- изолированных линий, а также сверхпроводниковых кабелей напряжением 20—110 кВ.

В последние годы получили широкое распространение воздушные, кабельные, воздушно-кабельные линии постоянного тока. Ниже приведены некоторые примеры таких электропередач:

Кабельная линия постоянного тока Финляндия—Эстония мощностью 350 МВт ± 200 кВт. Подписано соглашение о строительстве второй очереди мощностью 650 МВт. Необходимо отметить, что преобразованная техника создана на базе СТАТКОМ.

По той же схеме фирма «Сименс» разработала воздушно-кабельную линию постоянного тока ±300 кВ 1600 МВт для связи прибрежных ветроэнергетических установок с сетью в Германии.

Фирма «Арева» в провинции Гибр-Квебен (Канада) использует преобразованную технику для регулирования реактивной мощности и плавки гололеда.

Фирма «Сименс» возглавила концерн по прокладке подводного кабеля постоянного тока мощностью 660 МВт напряжением ±500 кВ для связи Ирландии и Исландии.

Фирма «Сименс» совместно с предприятиями КНР ввели в работу воздушную линию постоянного тока 5000 МВт напряжением ±800 кВ между провинциями Юньань и Гуандун.

В Бразилии для электропередачи протяженностью 2500 км от р. Мадейра намечено проложить две линии постоянного тока ±600 кВ по 3000 МВт каждая.

Проектируется подводная кабельная линия постоянного тока между Великобританией и Нидерландами мощностью 1000 МВт.

В России намечена прокладка воздушно-кабельной линии протяженностью 150 км мощностью 1000 МВт напряжением ±300 кВ для выдачи мощности второй очереди Ленинградской АЭС.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >