WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Научные основы повышения энергоэффективности электротехнических комплексов государственных учреждений



На правах рукописи


Соснина Елена Николаевна


НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

ГОСУДАРСТВЕННЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ

05.09.03 Электротехнические комплексы и системы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук







Самара 2013

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева»

Научный консультант: - доктор технических наук, профессор

ЛОСКУТОВ Алексей Борисович

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Автоматизированные электроэнергетические системы» ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет» (г. Самара)

ГОЛЬДШТЕЙН Валерий Геннадьевич

- доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Теоретическая электротехника и электрификация нефтяной и газовой промышленности» ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина» (г. Москва)

ЕГОРОВ Андрей Валентинович

- доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Электроснабжение» ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный технический университет»

(г. Ульяновск)

КУЗНЕЦОВ Анатолий Викторович

Ведущая организация – Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук»

Защита состоится 24 декабря 2013 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.217.04 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" (СамГТУ) по адресу: г. Самара, ул. Первомайская, д. 18, корпус №1, ауд. 4.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет».

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, СамГТУ, Главный корпус, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.217.04; тел.: (846) 278-44-96, факс (846) 278-44-00; е-mail: aleksbazarov@yandex.ru

Автореферат разослан “____” ________________ 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

д.т.н., доцент А.А. Базаров


Общая характеристика работы

Актуальность. Повышение энергоэффективности и снижение энергоемкости экономики России «до уровня стран с аналогичными природно-климатическими условиями (Канада, страны Скандинавии)» в Концепции «Энергетической стратегии России на период до 2030 года» отнесены к основным требованиям, выполнение которых необходимо для «обеспечения гарантированного удовлетворения внутреннего спроса на энергоресурсы». Согласно Концепции «Стратегии-2030», повышение энергоэффективности заключается в «максимально рациональном использовании энергетических ресурсов», в том числе электрической энергии (ЭЭ).

Важным объектом повышения энергоэффективности являются государственные учреждения (ГУ) – организации, финансируемые из федерального, регионального, муниципального или местного бюджета (образовательные, здравоохранения и др.). Ежегодно ГУ России потребляют более 100 млрд.кВт·ч в год ЭЭ – десятую долю от всей ЭЭ, вырабатываемой в стране. Значительные расходы ЭЭ обусловлены высокими ее потерями в электрических сетях и изношенностью эксплуатируемого электрооборудования. Действующие электротехнические комплексы ГУ спроектированы без учета современных тенденций управления электропотреблением. По оценкам специалистов, технический потенциал энергосбережения в бюджетной сфере составляет 38% от существующего уровня энергопотребления.

Решение проблемы требует разработки прорывных инновационных технологий, позволяющих кратно повысить энергоэффективность. Таковыми являются технологии интеллектуальных электрических сетей (ИЭС) и малой распределенной энергетики (МРЭ).

Научным основам развития энергетики с учетом требований рационального использования топливно-энергетических ресурсов государственными учреждениями посвящено значительное количество исследований отечественных и зарубежных ученых. Следует отметить работы И.А. Башмакова, Г.Я. Вагина, В.М. Зайченко, А.В. Клименко, Б.И. Кудрина, А.Б. Лоскутова, А.В. Бобрякова, С.Ф. Степанова, Белея В.Ф., П.П. Безруких, Л.Б. Директора и др. Однако, большинство работ посвящены энергетическому менеджменту или энергосбережению в системах теплоснабжения. Мероприятия по рациональному электропотреблению ГУ сводятся в основном к разработке автоматизированных систем учета и мониторинга ЭЭ или разработке электрооборудования с улучшенными характеристиками.

В то же время вопросы повышения энергоэффективности электротехнических комплексов путем интеллектуализации электрической сети и подключения источников МРЭ (в том числе развивающейся возобновляемой энергетики) еще недостаточно проработаны. Нет научно-обоснованных технических решений применения в системах электроснабжения ГУ технологий интеллектуальных сетей Smart Greed, обеспечивающих информационный обмен и автоматическое управление режимами электропотребления и качеством ЭЭ. Решения комплексного использования источников МРЭ, позволяющего снизить потери ЭЭ и разгрузить централизованные электрические сети, как правило, касаются автономного энергообеспечения. Несмотря на большое количество исследований, до сих пор не решена проблема определения научно-технических норм расхода ЭЭ ГУ, учитывающих современные изменения в структуре и характере энергопотребления.

Анализ зарубежных работ показывает, что в развитых странах мира многие проблемы эффективного использования ЭЭ бюджетными учреждениями уже решены. Однако применяемые за рубежом методы и технологии не учитывают особенностей электроэнергетики и электрического хозяйства России (протяженность электрических сетей, значительный износ электротехнических комплексов и систем генерации, передачи и распределения ЭЭ, наследство плановой экономики и др.).

Необходимость скорейшего выведения российской электроэнергетики на качественно новый уровень делает актуальным разработку научных основ повышения энергоэффективности электротехнических комплексов на основе рационального электропотребления путем интеллектуализации распределительной электрической сети, интеграции энергоустановок МРЭ в централизованную сеть, нормирования электропотребления на примере ГУ. ГУ должны стать полигоном для внедрения энергоэффективных технологий и ориентиром для применения этих технологий в промышленности и бизнесе.

Связь диссертации с научными программами. Работа выполнялась в рамках ряда государственных контрактов с Министерством образования и науки РФ по федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» (в том числе ГК от 11.10.2011г. № 16.526.12.6016 «Разработка и создание типового ряда трансформаторно-тиристорных регуляторов напряжения и мощности с расщепленной первичной обмоткой трансформатора и ключами однонаправленного тока»; ГК от 15.03.2013г. № 14.516.11.0006 «Разработка технических решений для создания энергоэффективной системы электроснабжения автономного потребителя на основе комбинированного использования возобновляемых источников энергии и устройств оптимального управления»).

Объект исследования – электротехнические комплексы для электроснабжения государственных (муниципальных) учреждений.

Предмет исследования – методы повышения эффективности систем электроснабжения ГУ.

Цель диссертации повышение энергоэффективности электротехнических комплексов ГУ на основе элементов интеллектуализации электрической сети, интеграции энергоустановок МРЭ в централизованную электрическую сеть, нормирования электропотребления, обеспечивающих рациональное использование электрической энергии и высокое качество электроснабжения.

Достижение поставленной цели предусматривает решение ряда научных и практических взаимосвязанных задач:

  1. Исследование особенностей электропотребления ГУ с целью оценки их электроэффективности и дальнейшей разработки методов рационального использования ЭЭ с учетом специфики электротехнических комплексов и систем.
  2. Разработка научных основ проектирования активно-адаптивных (интеллектуальных) распределительных электрических сетей с автоматизированными узлами нагрузки 20(10) кВ.
  3. Разработка научно-технических решений цифровой трансформаторной подстанции напряжением 10/0,4 кВ с активно-адаптивной системой управления и ее внедрения в систему электроснабжения (СЭС) ГУ.
  4. Разработка научно-обоснованных технологических решений интеграции энергоустановок МРЭ в централизованную электрическую сеть и их комплексного применения в СЭС ГУ.
  5. Разработка методологии выбора оптимального сочетания энергоустановок МРЭ на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ) при проектировании энергоэффективной СЭС ГУ.
  6. Нормирование годового расхода ЭЭ ГУ с использованием режимов работы электропотребителей и математических моделей удельного расхода ЭЭ.

При решении этих задач в диссертационной работе впервые получены, составляют предмет научной новизны и выносятся на защиту следующие наиболее важные результаты.

  1. Концепция построения распределительной электрической сети 20 кВ как совокупности равномерно-распределенных автоматизированных узлов нагрузки, позволяющих совмещать услугу по электроснабжению от генерирующей компании с информационными потоками в среде единого проводника основной услуги.
  2. Научно-технические решения по созданию и внедрению в системы электроснабжения ГУ цифровой электрической трансформаторной подстанции с трансформатором, имеющим автоматический регулятор напряжения и мощности под нагрузкой и трехуровневую систему управления.
  3. Технология эффективного использования ВИЭ в системе электроснабжения ГУ, заключающаяся в применении нового способа интеграции разнородных источников МРЭ в промышленную электросеть, использовании современных подходов аппаратно-программного управления процессом преобразования и передачи ЭЭ и учете эксплуатационного риска в электроснабжении потребителей.
  4. Концепция функционирования мини-ТЭЦ в системе электроснабжения ГУ в условиях ограниченной мощности.
  5. Методики нормирования удельных расходов ЭЭ ГУ, позволяющие определить годовые нормы расхода ЭЭ как для действующих, так и проектируемых объектов.

Методы исследований. Для решения поставленных в диссертационной работе научных задач применялись методы структурного анализа, математического, имитационного и физического моделирования, теория портфельного анализа Марковица, аппарат теории вероятностей и математической статистики, методы статистической обработки эмпирических данных, регрессионного анализа.

Достоверность научных положений и выводов подтверждается корректным использованием основных законов электротехники, апробированных методов компьютерного моделирования электротехнических комплексов и результатами лабораторных и эксплуатационных испытаний. Новизна технических решений подтверждена авторскими свидетельствами и патентами.

Практическая значимость и внедрение результатов работы.

Новый способ построения распределительной электрической сети 20 кВ как совокупности равномерно-распределенных автоматизированных узлов нагрузки, защищенный патентами, позволяет повысить качество электроснабжения потребителей и оперативность информационного обеспечения о протекании технологических процессов и состоянии оборудования в узлах распределения ЭЭ, при непрерывном ведении учета поставок ЭЭ от снабжающей организации.

Научно-технические решения по созданию цифровой электрической подстанции использованы ЗАО «Энергомаш (Екатеринбург) – Уралэлектротяжмаш» и ООО «Теком» при изготовлении опытного образца регулируемого под нагрузкой трансформатора 10/0,4 кВ нового поколения мощностью 400 кВА и его трехуровневой системы управления. Опытный образец регулируемого трансформатора внедрен в систему электроснабжения Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. С учетом результатов испытаний опытного образца разработана конструкторско-технологическая документация для обеспечения промышленного выпуска типовых регулируемых трансформаторов нового поколения мощностью 250-400-630-1000 кВА.

Технология эффективного использования ВИЭ в СЭС ГУ внедрена на предприятии ЗАО «ЭлектроИнтел» и легла в основу разработки и создания экспериментального образца Устройства интеграции с емкостным накопителем, предназначенного для сопряжения разнородных источников ЭЭ, преобразования и передачи ЭЭ потребителю.

Рекомендации по проектированию энергоэффективных СЭС ГУ на основе ВИЭ, а также автоматизированная база данных по энергоустановкам на ВИЭ, защищенная свидетельством и позволяющая проводить сравнительный анализ технических и экономических параметров энергоустановок, могут быть использованы при проектировании и модернизации СЭС потребителей малой и средней мощности.

Разработанные методики расчета годовых норм расхода ЭЭ доведены до практического применения, и могут быть использованы как в образовательных учреждениях, так и ГУ РФ других типов.

Интерактивный обучающий программно-методический комплекс «Энергосбережение» активно используется в учебном процессе при проведении практических и лабораторных работ по дисциплинам «Общая энергетика» и «Экономия энергии» для студентов по специальности «Электроснабжение» факультета автоматики и электромеханики и Дзержинского политехнического института Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева.

Научные и практические результаты исследования использованы в учебном процессе при чтении лекций по дисциплинам «Системы электроснабжения», «Специальные вопросы электроснабжения», «Общая энергетика», «Экономия энергоресурсов»; в учебно-методической литературе по проблеме рационального энергоиспользования при подготовке бакалавров, специалистов и магистров по направлению «Электротехника и электроэнергетика» и специализациям «Системы электроснабжения», «Электрические системы и сети», «Релейная защита», а также на курсах по переподготовке инженерно-технического персонала по программе «Энергосбережение» в Нижегородском государственном техническом университете им. Р.Е. Алексеева.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлены на международных, всероссийских, межрегиональных и региональных конференциях и семинарах:

Российско-Германском семинаре «Возобновляемые источники энергии и переработка отходов» (Н.Новгород, 2004 г.); IV, VIII, X всеросс. НТК «Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения» (Н.Новгород, 2001, 2005, 2007 г.); всеросс. научно-практической конференции «Итоги реализации проектов в рамках приоритетного направления «Энергетика и энергосбережение» ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» за 2008 год» (г. Москва, 2008 г.); семинаре МарГТУ «Об инвентаризации электропотребления зданиями и сооружениями, входящими в состав образовательных учреждений» (г. Йошкар-Ола, 2005г.); региональном семинаре (Приволжский Федеральный округ) «Лимитирование энергоресурсов для образовательных учреждений на 2005 г.»; всерос. научных конференциях НТИ-2006, НТИ-2007 «Наука. Технологии. Инновации.» (г. Новосибирск, 2006, 2007 гг.); XI - XVIII Нижегородских региональных конференциях «Сессия молодых ученых. Технические науки» (2006 – 2013 гг.); VIII-XIII Международных молодежных НТК «Будущее технической науки» (Н.Новгород, 2008 - 2013 гг.); 22, 25 - 31 НТК «Актуальные проблемы электроэнергетики» (г. Н.Новгород, НГТУ, 2003, 2006-2012 гг.); VI Международной конференции студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» ПРФН-2009 (г. Томск, 2009); международной НТК «Энергоэффективность — 2009» (г. Краков, 21-23 сентября 2009г); всерос. научно-практической конференции «Повышение эффективности электрического хозяйства потребителей в условиях ресурсных ограничений» (г. Москва, МЭИ, 18.11.2009г.); XL, XLI, XLII Всерос. научно-практических конференциях (c международным участием) «Федоровские чтения» (г.Москва, МЭИ, 2010, 2011, 2012 гг.); 7, 8 всерос. научных молодежных школах с международным участием «Возобновляемые источники энергии» (г. Москва, МГУ, 2010г, 2012г.); международной НТК «Электроэнергетика глазами молодежи» (г. Самара, СамГТУ, 2011г.); всеросс. НТК «Реализация НИОКР в области энергетики и энергосбережения» (Москва, МЭИ, 2011г.); всеросс. НТК «Энергосбережение и энергоэффективность технологий передачи, распределения и потребления электрической энергии (Москва, МЭИ, 2012г.); форумах «Великие реки» (г. Н.Новгород, 2012г., 2013г.); международной научно-практической конференции «Электрические аппараты и электротехнические комплексы и системы» (г. Ульяновск, УлГТУ, 2012г.); научном семинаре факультета автоматики и электромеханики НГТУ (г. Н.Новгород, 2009г.); XI Всерос. науч. конференции «Нейрокомпьютеры и их применение» (Москва, МГППУ, 2013г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 71 работах, 20 из которых опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Личный вклад. Методологический подход к решению проблемы и предложенные методы повышения эффективности использования ЭЭ ГУ разработаны лично автором. Части исследований, которые проводились в сотрудничестве, отмечены в тексте диссертационной работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников и семи приложений. Общий объем 350 стр., из них 296 стр. основного текста, включая 80 рисунков, 26 таблиц. Список использованных источников содержит 341 наименование.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность решаемой в диссертации проблемы, сформулированы цель и связанные с ее реализацией научные и технические задачи. Определены новизна полученных научных результатов и основные положения, выносимые на защиту. Приведены сведения о практической реализации результатов.

В первой главе рассмотрены состояние и методическая база повышения энергоэффективности электротехнических комплексов (ЭТК) и СЭС ГУ. Приведена классификация ГУ. Дана характеристика ГУ как потребителей ЭЭ. Проведенные исследования показали, что число уровней СЭС ГУ в зависимости от суммарной установленной мощности электроприемников варьируется от двух до четырех (рис.1).

Рис. 1. Уровни СЭС ГУ Основу СЭС ГУ составляют: трансформаторные подстанции 10(6)/0,4кВ; вводные распределительные устройства и распределительные щиты (ЩР) 0,4кВ; электрические сети напряжением 0,38, 6 и 10 кВ. Определены критерии и показатели электроэффективности СЭС ГУ, основными из которых являются: удельный расход ЭЭ, приходящийся на единицу площади; потери напряжения, мощности и ЭЭ в элементах СЭС; качество поставляемой ЭЭ; коэффициент полезного использования ЭЭ; коэффициент реактивной мощности. Проведены исследования особенностей электропотребления и оценка эффективности использования ЭЭ ГУ трех групп: образовательных учреждений (высшего, среднего, начального профессионального образования, общеобразовательных и дошкольных); учреждений здравоохранения;  административных

учреждений. Исследования показали, что для всех групп ГУ характерны большие разбросы удельных расходов ЭЭ. Наиболее энергоемкими являются ГУ высшего профессионального образования.

Проведен аналитический обзор текущего состояния исследований и нормативно-правовой базы проблемы повышения энергоэффективности ЭТК и СЭС ГУ в направлениях развития технологий интеллектуальных электрических сетей, малой распределенной энергетики, применения возобновляемых источников энергии, нормирования электропотребления. Поставлены задачи исследования и дано их обоснование.

Вторая глава посвящена вопросам повышения энергоэффективности ЭТК ГУ путем разработки элементов интеллектуальной электрической сети 4 уровня СЭС.

Переход к интеллектуальным, управляемым электрическим сетям, обеспечивающим эффективность и надежность функционирования генерации и потребителей, является приоритетным инновационным подходом к решению проблемы энергоэффективности. В России интеллектуализация электрических сетей развивается, в основном, в направлении модернизации энергетического оборудования с установкой многочисленных датчиков. Однако создание автоматически управляемых электрических сетей требует изменения и самой их структуры, определяемой в настоящее время распределительными электросетями (РЭС) 6-10 кВ. Проведенные исследования показывают, что существующая конфигурация РЭС 6-10 кВ не может удовлетворять растущие требования к надежности, предъявляемые к городским сетям. На рис. 2 приведена типовая схема присоединения потребителей к РЭС 6-10 кВ (одна рабочая секционированная выключателем система шин).

Рис. 2. Типовая схема узла нагрузки - распределительного пункта РП 6(10) кВ

Наряду с известными достоинствами, у данной схемы имеется ряд недостатков. Так, при ремонте одной секции РП ответственные потребители, питающиеся от двух секций, остаются без резерва, а потребители, нерезервированные по сети, отключаются на все время ремонта; при отказе секционного выключателя в момент короткого замыкания на одной из секций отключаются оба источника питания (ИП).

Вместе с тем, эксплуатируемые РЭС 6-10 кВ характеризуются значительным моральным и физическим износом электрооборудования (до 55%), потерями ЭЭ (до 15-20%) и фактически исчерпали свой ресурс по пропускной способности. По этим причинам является актуальным переход к РЭС напряжением 20 кВ, применение которого вместо 6-10  кВ позволит в разы увеличить пропускную способность сети и снизить потери ЭЭ в линиях. Однако существующая радиально-магистральная схема РЭС не позволит в полной мере реализовать автоматическое управление распределением и потреблением ЭЭ. Альтернативный подход к схемной реализации РЭС должен быть основан на унификации, адаптивности, надежности и построении сети по единым законам и правилам.

С точки зрения надежности и равномерности распределения нагрузок наиболее рациональной является схема РЭС, представляющая совокупность равномерно-распределенных узлов потребления ЭЭ, соединенных между собой равномерно-загруженными линиями одинакового сечения. Поэтому автором предложена топология гексагональной или «сотовой» РЭС (рис. 3,а). Территория с электропотребителями покрывается равномерно-распределенной РЭС, имеющей структуру связанных шестиугольников, в вершинах которых располагаются узлы нагрузки (УН).

а) б)

Рис.3. Принцип формирования РЭС и узлов нагрузки

Каждый УН сети имеет строго определенную зону обслуживания, а в центре кольца имеется зона совместного обслуживания. УН имеет три луча (рис. 3,б): питающий (питает нагрузку); резервный (находится в горячем резерве); транзитный (осуществляет транзит мощности). Данная сеть инвариантна: питающий луч может стать, при необходимости, транзитным или резервным, транзитный может стать питающим, резервный – транзитным и т. п., т. е возможна переконфигурация УН и изменение потоков мощности в РЭС в зависимости от той или иной ситуации. Конфигурация РЭС зависит от площади территории и необходимости в УН.

Длина линий между УН (шаг РЭС) определяется плотностью нагрузок, что делает возможным связать с площадью рассматриваемой территории города количество и мощность трансформаторов на РП 20кВ:

, (1)

где – шаг сети, км; – расчетная полная мощность потребителей, МВА; – площадь территории, км2; – число РП; – расчетная полная мощность РП, МВА; – число трансформаторов, питающихся от РП; – номинальная мощность трансформатора, МВА.

В целом универсальный УН представляет собой интеграцию элементов электросетей в виде генераторов, средств и сетей их подключения, магистральной сети доставки, РЭС, потребителей вместе с информационной сетью, покрывающей всю энергосеть. Такая сеть должна быть аналогом Интернета и основываться на едином пространстве имен и унифицированной системе протоколов обмена информацией. С ее помощью будет осуществляться управление устройствами энергосети. Ключевым элементом таких сетей является интегрированный модуль управления (ИМУ), позволяющий реализовать функции управления, защиты, хранения и передачи информации, функцию оплаты за ЭЭ.

На рис.4 показан вариант схемы РУ универсального УН (РП-20кВ) с ИМУ.

Рис. 4. Типовая схема универсального УН в РЭС 20 кВ с ИМУ

Схема имеет две системы шин (рабочую и резервную), рабочие и резервные выключатели для инвариантных переключений и выполнения ремонтных работ. К шинам РП 20 кВ возможно подключение автономных генераторов, в том числе и на ВИЭ. Схема имеет ограниченное количество вариантов состояния, поэтому легко алгоритмизируется.

Основная задача ИМУ – управление УН в автоматическом режиме. Смена режима УН выполняется путем изменения состояния выключателей в схеме (включен – отключен). ИМУ должен оценить ситуацию в РЭС и выбрать оптимальный из возможных режимов. При этом на каждый из выключателей подается сигнал на включение или отключение. Работу ИМУ можно алгоритмизировать с помощью логических уравнений для каждого выключателя при заданном режиме работы УН. Пример алгоритмов управления УН для одного из режимов приведен в таблице 1. Логические уравнения составляются с помощью простейшей операции булевой алгебры и задают вид электрической схемы.

Для реализации и проверки работы алгоритмов по переконфигурации интеллектуальной гексагональной РЭС, а также для наглядного отображения топологии сети с численными значениями параметров УН и соединяющих их линий в пакете Matlab разработана компьютерная модель РЭС 20 кВ, наглядно отображающая поведение гексагональной РЭС при различных режимах работы УН: нормальном, предаварийном и аварийном. Предаварийный режим характеризуется отключением резервной линии. При аварийном режиме отключены резервная и транзитная линии. Анализ режимов работы УН показал, что сотовая конфигурация РЭС и принятая схема РУ узла нагрузки 20кВ обеспечивают гарантированное электроснабжение потребителей в случае выхода из строя одной из линий, питающей УН.

Таблица 1 – Алгоритмы управления универсальным узлом нагрузки РЭС

Важным вопросом при выборе электрооборудования гексагональной РЭС является расчет токов короткого замыкания (ТКЗ). Поскольку в гексагональных сетях при коротких замыканиях возникают параллельные и замкнутые цепи, традиционные методы расчета ТКЗ могут давать погрешности, не удовлетворяющие условиям выбора электрооборудования и уставок релейной защиты.

Для расчета ТКЗ в УН РЭС разработана однолинейная Simulink-модель гексагональной РЭС (рис.5) района г.Н. Новгорода со средней плотностью нагрузки 9 МВА/км2. Параметры РЭС рассчитаны для рабочего линейного напряжения 20 кВ. Питающие узлы заданы, исходя из возможной перспективы развития городской сети ВН. Обоснована и предложена упрощенная методика
Рис. 5. Гексагональная сеть 20 кВ, наложенная на площадь районов г.Нижнего Новгорода (69,4км2)

инженерного расчета ТКЗ с применением коэффициента ветвления.

Для построения эквивалентной схемы замещения на графе от каждого i-питающего узла определяется минимальное расстояние до точки КЗ, т.е. длина эквивалентной ветви, состоящей из линий единичной длины (равной шагу РЭС). ТКЗ i-го УН равен току, рассчитанному по эквивалентной схеме (рис.6).

(2)

где E – напряжение питающего УН, В; – число единичных линий i-той эквивалентной ветви; k – эмпирический коэффициент ветвления, учитывающий удаленность точки КЗ от ближайшего питающего узла; Zсист – эквивалентное сопротивление системы, Ом; Z – сопротивление единичной линии, Ом.

Рис. 6. Эквивалентная и поясняющая схемы к расчету ТКЗ в гексагональных РЭС

Проведенные исследования показали устойчивость и равномерность значений ТКЗ (рис.7), на которые практически не влияет удаленность от источника питания

(ИП). Стабильность ТКЗ в УН свидетельствует о стабильности гексагональной РЭС в целом. Однако, параллельная работа ИП приводит к увеличению ТКЗ в УН РЭС.

Установлено, что значения ТКЗ при числе питающих узлов в РЭС более двух превышают коммутационную способность выключателей 20 кВ, вследствие чего возникает необходимость в токоограничивающих реакторах в цепи «Трансформатор 110/20 кВ – Шины питающего узла 20 кВ».
Рис. 7. Токи короткого замыкания в узлах РЭС 20 кВ

Выявлены факторы, влияющие на величину ТКЗ в гексагональных РЭС. Это: конфигурация сети; единичная мощность и число параллельно работающих ИП.

Установлено, что прямая привязка модели РЭС к «форме» города негативно сказывается на топологии самой РЭС: появляются участки со слабыми связями, причем с уменьшением шага сети таких элементов становится больше. Рациональнее поделить единую сеть на зоны, имеющие резервные связи (по кабельным линиям) в горячем резерве. Единая гексагональная РЭС должна быть разделена на отдельные участки, питающиеся от одного или двух источников. Переход от единой сети к РЭС, состоящей из отдельных зон (рис.8) позволяет снизить уровень ТКЗ.

Рис. 8. Переход от единой сети к РЭС, состоящей из отдельных зон

Также в отдельных зонах можно более точно учитывать нагрузку района, а уменьшение шага сети повышает ее гибкость.

Необходимо формировать сети, состоящие из изолированных зон, которые имеют связи друг с другом и находятся в «горячем» резерве. Анализ результатов различных режимов в изолированных зонах показал, что значение ТКЗ в таких сетях допустимо для выбора и функционирования современного электрооборудования. Для нормальной работы рассматриваемой сети необходимо разрабатывать четкие алгоритмы для ее функционирования в нормальных и аварийных режимах.

Реализация разработанной концепции интеллектуализации электрических сетей существенно повысит качество электроснабжения подключаемых к ним как ГУ, так и других потребителей ЭЭ. Интеллектуальные гексагональные РЭС позволят реализовать автоматическое управление режимами электропотребления в УН и качеством ЭЭ, сделать сеть гибкой, вывести электроэнергетику на новый уровень, соответствующий современным мировым стандартам и запросам потребителей.

Третья глава посвящена вопросам разработки цифровой трансформаторной подстанции (ТП) 10-20/0,4 кВ с активно-адаптивной системой управления и автоматическим плавным регулированием напряжения (ТП 3 уровня СЭС ГУ на рис.1).

Новый подход к построению РЭС с автоматизированными узлами нагрузки и возможностью подключения автономных генераторов требует разработки ТП 10-20/0,4кВ нового поколения с активно-адаптивной системой управления, позволяющих под нагрузкой регулировать напряжение, а также величину и направление мощности при работе автономных энергоустановок на шины 0,4 кВ ТП.

Автором разработана концепция цифровой электрической подстанции (ЦЭПС) 10-20/0,4 кВ с регулируемыми под нагрузкой трансформаторами (РТр), на основе которой приняты научно-технологические решения по созданию опытного образца РТр напряжением 10/0,4 кВ мощностью 400 кВА с тиристорным регулятором напряжения и мощности и трехуровневой системой управления (рис. 9).

Рис. 9. Структурная схема регулируемого под нагрузкой трансформатора ЦЭПС

РТр представляет собой силовой трансформатор сухого исполнения с расщепленной обмоткой ВН (рис.10) и устройством автоматического регулирования под нагрузкой (АРПН). Схема соединения обмоток - Y-Y/Yн. АРПН представляет собой блок тиристоров для бесконтактного переключения регулировочных отводов РТр. Коммутация осуществляется на стороне ВН трансформатора. Особенностью силовой части РТр является однонаправленное протекание токов по расщепленным первичным обмоткам. Возникающие при коммутации контурные токи замыкаются через открытые вентили соседних фаз. В отличие от классической схемы регулятора

с тиристорными ключами, данные токи ограничиваются как сопротивлением регулировочной обмотки, так и полными сопротивлениями двух сетевых обмоток. Это позволяет снизить возникающую перегрузку до 2,5 кратного значения номинального тока. Данная схема делает невозможным постоянное протекание ТКЗ в цепи и образование контуров глухого КЗ. Установившийся ТКЗ в кабельной линии будет протекать в течение одного полупериода, соответствующего направлению включения тиристора, обеспечивая снижение
Рис.10. Принципиальная схема РТр

тока более чем в 1,41 раза по отношению к току аварийного режима в классической схеме.

Система управления (СУ) РТр разделена на три уровня (рис.11): технологическая (ТСУ); активно-адаптивная (ААСУ) и распределенная система мониторинга и управления (РСМУ).

Рис.11. Уровни системы управления РТр

Опытный образец РТр изготовлен и внедрен в составе ТП в систему электроснабжения НГТУ им. Р.Е. Алексеева. В режиме неравномерности нагрузок между секциями трансформаторов Т1 и Т2 (рис.12) возможен режим параллельной работы трансформаторов, при этом ТСУ и ААСУ настраивают регулятор на равномерную загрузку трансформаторов. ААСУ позволяет собирать оперативную информацию о текущих процессах на подстанции и передавать ее с помощью PLC модемов (рис.13). ААСУ имеет интерфейсы, позволяющие опрашивать устройства, управлять ими и объединять в интеллектуальную сеть. ААСУ позволяет реализовать любые алгоритмы работы распределительной сети.

Рис.12. Схема подключения ЦЭПС с РТр

Рис.13. Активно-адаптивная система управления РТр

На виртуальной Simulink-модели системы электроснабжения с РТр были проведены исследования энергоэффективных режимов работы РТр: режима параллельной работы РТр (Т1) и стандартного трансформатора (Т2);  режима работы с автономным ИП, подключенным к шинам 0,4 кВ РТр. Результаты исследований были учтены при проектировании ТП 10/0,4кВ с РТр и системы электроснабжения потребителей НГТУ.

Рассмотрены вопросы безопасности и экологичности разработанной ЦЭПС 10/0,4 кВ с Ртр: выполнен расчет шумового воздействия Ртр, определена напряженность электрического поля, создаваемого электрооборудованием. Проведенные исследования показали, что процесс эксплуатации РТр не оказывает вредного воздействия на здоровье обслуживающего персонала и окружающую среду.

РТр найдет применение в системах электроснабжения потребителей 0,4 кВ, позволяя осуществлять дискретное и плавное регулирование переменного выходного напряжения в широком диапазоне без возникновения коммутационных токовых перегрузок. Предполагается, что ЦЭПС в будущем будет являться узловым элементом активно-адаптивной интеллектуальной РЭС.

Четвертая глава посвящена методам повышения энергоэффективности ЭТК 2 уровня СЭС (рис.1) ГУ путем интеграции в централизованную электрическую сеть (ЦЭС) энергоустановок (ЭУ) малой распределенной энергетики (МРЭ) как на возобновляемых энергоресурсах, так и органическом топливе (мини-ТЭЦ). Автономные ЭУ МРЭ, установленные у потребителя и включенные параллельно с ЦЭС, позволяют снизить электропотребление от единой энергетической системы, а вместе с тем потери мощности и ЭЭ в РЭС.

Основу малой энергетики России составляют до 50 тыс. различных электростанций (более 98% из них — дизельные) средней единичной мощностью 340 кВт и суммарной — 17 млн кВт (8% от общей установленной в России мощности). Доля ВИЭ составляет менее 1%, однако развитие ВИЭ относится к главным приоритетам государственной энергетической политики РФ. Проведен анализ современных технологий генерации МРЭ на основе ВИЭ: солнечных (СЭУ) и ветровых (ВЭУ) энергетических установок; мини- и микроГЭС; топливных элементов; ЭУ на биотопливе. Установлено, что технический потенциал ветровой и солнечной энергетики РФ на порядок выше, чем у других ВИЭ. Однако широкое применение энергии ветра и солнца ограничивается невысокой плотностью энергетических потоков и непостоянством во времени, приводящее к неравномерности выработки ЭЭ, высокому эксплуатационному риску в электроснабжении потребителей. При разработке энергоэффективных СЭС ГУ перспективно применение гибридных ИП на основе разнохарактерных ВИЭ, работающих параллельно с централизованной электросетью. При этом возникает необходимость обеспечения сопряжения выходных параметров ВИЭ с параметрами ЕЭС и потребителя ЭЭ.

Разработана концепция интеллектуального адаптивного устройства интеграции разнородных источников ЭЭ (УИИЭ), обеспечивающего сопряжение выходных параметров ВИЭ с параметрами ЕЭС и потребителя ЭЭ. Разработан алгоритм функционирования УИИЭ, реализующий его основные возможности: активно-адаптивное подключение и оптимизация параметров первичных ИП; определение электрических параметров потребителя ЭЭ; стабилизация выходных параметров напряжения (сеть потребителя) обеспечение гарантированного и безаварийного питания потребителей ЭЭ. На основе алгоритма разработаны схемотехнические решения УИИЭ (рис.14).

Рис.14. Структурная функциональная схема экспериментального образца УИИЭ

Проведено компьютерное моделирование режимов работы универсального преобразователя и определены основные параметры его элементов. Изготовлена физическая модель универсального инвертора напряжения мощностью 4 кВА. Результаты испытаний физической модели показали практически полное соответствие данным полученным при компьютерном моделировании (погрешность менее 5%). Изготовлен экспериментальный образец УИИЭ на полную мощность нагрузки 30 кВА. Проведенные испытания экспериментального образца УИИЭ подтвердили работоспособность устройства при определенных стандартами параметрах испытательных напряжений, токов и допустимых перегревах. На рис.15 приведена однолинейная схема энергоэффективной СЭС с УИИЭ.

Рис.15. УИИЭ в составе энергоэффективной СЭС ГУ

Интеллектуальное УИИЭ открывает возможность широкого использования ВИЭ.

Применительно к ЭТК и СЭС ГУ проведен сравнительный анализ ЭУ МРЭ на базе органического топлива: дизельных, газопоршневых, газотурбинных (единичной установленной мощностью до 1МВт). Рассмотрены их достоинства и недостатки. Газопоршневые ЭУ отличаются высокой экономичностью, приемистостью и экологичностью. Повышение энергоэффективности СЭС ГУ может быть достигнуто путем применения газопоршневой мини-ТЭЦ. Ее достоинствами являются: низкая стоимость вырабатываемой ЭЭ и тепла; мобильность; быстрая окупаемость; высокий КПД при частичных нагрузках; возможность эксплуатации в полностью автоматическом режиме и др. По назначению мини-ТЭЦ может служить в качестве основного, дополнительного или резервного источника ЭЭ для СЭС ГУ.

Известно, что электрическая мощность является определяющей при выборе газопоршневых мини-ТЭЦ. Способ расчета электрической установленной мощности мини-ТЭЦ для ГУ зависит от назначения мини-ТЭЦ. Определение установленной мощности мини-ТЭЦ (Ру.тэц) как основного источника ЭЭ производится, исходя из анализа суточных и годовых графиков электрической нагрузки действующих ГУ, или по расчетной мощности проектируемых ГУ, при этом:

Ру.тэц Рм.гу или Ру.тэц Рр.гу, (3)

где Рм.гу – получасовой максимум нагрузки ГУ; Рр.гу.- расчетная мощность ГУ.

Установленная мощность мини-ТЭЦ как дополнительного источника ЭЭ:

Ру.тэц Рм.гу – Рм.эс или Ру.тэц Рр.гу – Рм.эс, (4)

где Рм.эс - мощность, которую энергосистема может передать ГУ в период максимума нагрузки.

Установленная мощность мини-ТЭЦ как резервного источника ЭЭ:

, (5)

где РРi – расчетная мощность ответственных потребителей; n - число ответственных потребителей.

На основании проведенных исследований показано, что мини-ТЭЦ целесообразно размещать на территории ГУ рядом с потребителями ЭЭ. Это позволяет применять напряжение генераторов 0,4 кВ вместо 10 кВ, что значительно снижает стоимость мини-ТЭЦ и системы электроснабжения ГУ.

Эффективность использования мини-ТЭЦ во многом определяется согласованностью ее режимов работы с графиками электрической и тепловой нагрузок ГУ. В каждом случае для конкретных условий эксплуатации рекомендуется выбирать оптимальную схему подключения мини-ТЭЦ и соответствующие технические характеристики энергоблока. Характерной особенностью режимов работы ГУ является совпадение формы графиков его электрической и тепловой нагрузок, что делает применение мини-ТЭЦ особенно перспективным для целей электроснабжения, теплоснабжения и кондиционирования ГУ (тригенерация). Основная задача оптимизации схем энергоснабжения – добиться максимально возможного коэффициента использования установленной мощности мини-ТЭЦ. Рассмотрены экологические аспекты применения мини-ТЭЦ: акустическое воздействие мини-ТЭЦ с газопоршневыми и дизельными двигателями на окружающую среду и влияние вида топлива мини-ТЭЦ на эмиссию парниковых газов.

Применение мини-ТЭЦ при полной автоматизации режимов ее работы может значительно повысить энергоэффективность ГУ, одновременно снижая затраты на энергоносители и увеличивая надежность и бесперебойность снабжения ГУ электрической и тепловой энергией. Для этого необходима разработка оптимального, гибкого комплекса алгоритмов управления и создание на их основе автоматизированных систем управления режимами работы мини-ТЭЦ.

Пятая глава посвящена вопросам выбора оптимального сочетания энергоустановок на ВИЭ при проектировании энергоэффективной СЭС ГУ. Разработаны рекомендации по применению ВИЭ в СЭС ГУ, включающие выбор ЭУ, использование информации о метеоданных региона, оценку эксплуатационного риска электроснабжения при комплексном использовании разнохарактерных ВИЭ, учет экологического воздействия ЭУ на ВИЭ на окружающую среду.

С целью оптимизации выбора ВИЭ для проектируемой или реконструируемой СЭС автором разработана автоматизированная база данных (БД) по современным ЭУ на ВИЭ. БД включает четыре раздела: 1) солнечные фотоэлектрические ЭУ; 2) ветровые ЭУ; 3) мини- и микрогидроэлектростанции; 4) ЭУ на топливных элементах. Возможности БД: сортировка информации по фирмам-производителям, типам ЭУ и их характеристикам; оперативный поиск необходимой информации; редактирование информации (ввод новых и удаление устаревших данных с автоматизированной их адаптацией на общем фоне БД); построение гистограмм; сравнительный анализ технических (энергетических и конструкционных) и экономических характеристик ЭУ. Достоинством БД является широкая номенклатура современных ЭУ.

Как правило, при выборе ВИЭ основными критериями являются: стоимость вырабатываемой ЭЭ, доля замещения углеводородного топлива, габариты и стоимость применяемых энергоустановок, расстояние от потребителя до сетей централизованного электроснабжения. Данные критерии определяют экономические и технические показатели эффективности проекта. В работе автором решалась задача исследования рисков нарушения электроснабжения, зависящих от случайного характера поступления возобновляемой энергии.

В задачах электроснабжения широко используются вероятностные методы. Как правило, случайной величиной считается потребляемая объектом мощность, а экспериментальные данные часто позволяют считать закон ее распределения близким к нормальному. Если предположить, что мощность нагрузки задана, тогда случайной величиной можно считать мощность ИП. Изменение величины генерируемой мощности может быть связано с ресурсными и природными ограничениями (изменение скорости ветра и т.д.). При использовании одного ВИЭ будем считать функцию его мощности распределенной нормально с математическим ожиданием и стандартным отклонением. Эксплуатационный риск в электроснабжении потребителей R определяется как вероятность события, когда мощность ИП Р становится меньше некоторого заданного предельного значения, например, P = A. Предположим, что мощность ВИЭ является случайной величиной с нормальным распределением (рис. 16). Площадь затемненной области слева соответствует уровню эксплуатационного риска. Для его расчета используем формулу:

(6)

Рис. 16. Нормальное распределение мощности ВИЭ При использовании нескольких источников ЭЭ, работающих одновременно, для оценки эксплуатационного риска можно использовать аппарат портфельного анализа. Математическое ожидание мощности портфеля из N источников ЭЭ: (7) где - математическое ожидание мощности i-го источника.

Стандартное отклонение портфеля:

(8)

где i – номер одного источника, j – номер другого источника, i – стандартное отклонение для источника i, j - стандартное отклонение для источника j, ij – коэффициент корреляции между мощностями источников i и j (-1 ij 1, ii = 1).

Для корректного сравнения различных комбинаций источников ЭЭ целесообразно ввести следующие ограничения: 1) суммарные мощности различных комбинаций источников одинаковы; 2) однотипные источники имеют одинаковые коэффициенты вариации () и полную положительную взаимную корреляцию. В этом случае эксплуатационный риск в электроснабжении потребителей определяется как вероятность того, что суммарная мощность портфеля источников окажется меньше требуемой:

(9)

С ростом N эксплуатационный риск уменьшается, причем, чем меньше коэффициент корреляции между мощностями источников, тем меньше эксплуатационный риск электроснабжения потребителей.

Использование однотипных источников, для которых ij = 1, практически не дает уменьшения риска. Расширение комплекса ВИЭ (ветроэнергетические установки, солнечные фотоэлектрические батареи, мини-ГЭС, топливные элементы и др.), работающих на общего потребителя, позволяет обеспечить его энергонезависимость и снизить электропотребление от ЕЭС. При этом очевидно, что коэффициенты корреляции для различных пар ИП меньше единицы. В ряде случаев корреляция ИП может быть отрицательной. Например, в пасмурные дни снижается эффективность солнечных батарей. Вместе с этим может наблюдаться усиление ветра, что ведет к увеличению выработки ЭЭ ветровыми ЭУ. Это приводит к существенному снижению эксплуатационного риска в электроснабжении потребителя.

Разработана методика выбора оптимального сочетания ЭУ на ВИЭ с учетом эксплуатационного риска в электроснабжении потребителей (ЭРЭП). ЭРЭП при использовании ВИЭ определяется как вероятность того, что суммарная мощность совокупности источников ЭЭ окажется меньше требуемой. Таким образом, с помощью ЭРЭП можно оценить вероятность неполучения потребителями требуемой (расчетной) мощности вследствие присутствия риска непостоянства энергоносителей. Разработанный на основе проведенных исследований алгоритм выбора оптимального сочетания разнородных ВИЭ в СЭС ГУ представлен на рис. 17.

В блоке ввода исходных данных задаются: параметры для расчета нагрузки, экономические параметры проекта, метеоданные региона. Формируются все возможные комбинации портфелей ВИЭ. Первым условием отбора портфелей ВИЭ является оценка экономической привлекательности проектов. Для выбранной группы портфелей ВИЭ проводится анализ риска в электроснабжении потребителей.
Рис. 17. Применение ЭРЭП при проектировании СЭС ГУ с ВИЭ

Разработанная методика выбора оптимального сочетания разнородных источников энергии в СЭС позволяет сопоставить экономические показатели проектов с риском в электроснабжении и определить наилучший вариант соотношения «стоимость – вероятность нарушения электроснабжения».

Выработка ЭЭ на основе возобновляемых источников считается экологически «чистым» вариантом», однако воздействие на окружающую среду ВИЭ в определенных областях может быть отрицательным, что необходимо учитывать при проектировании. Разработаны рекомендации по применению ЭУ на ВИЭ (ветровых, солнечных ЭУ, мини-ГЭС и ЭУ на биотопливе) в СЭС с учетом воздействия на окружающую среду, которые необходимо учитывать при выборе вида и места расположения ЭУ.

Шестая глава посвящена вопросам развития методов рационального электропотребления ГУ, включающих разработку методологии расчета научно-технических норм расхода ЭЭ с учетом специфики ГУ и разработку программно-методического обеспечения для подготовки кадров в области энергосбережения и повышения энергоэффективности.

Исследования удельных расходов заявляемого потребления ЭЭ большой группы ГУ показывают, что они имеют большие разбросы (до 2 5 раз) даже для ГУ одного назначения. Большие разбросы расходов ЭЭ по ГУ объясняются отсутствием в РФ научно-обоснованных методов нормирования расхода ЭЭ ГУ. Отсутствие нормативных документов по расчету норм расхода ЭЭ для ГУ не позволяет объективно оптимизировать запрашиваемые ГУ заявки на потребление ЭЭ и проводить энергосберегающую политику в этом направлении повышения энергоэффективности объектов бюджетной сферы. Методы расчета научно-технических норм расхода ЭЭ для ГУ необходимы для выполнения федерального закона «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности…» от 2009г. Исследования показывают, что система норм и нормативов потребления ЭЭ ГУ должна строиться по иерархическому принципу и охватывать следующие уровни: I – уровень подведомственного ГУ; II – муниципальный уровень (район, город); III – уровень субъекта РФ (область, республика, край); IV – федеральный уровень (агентство, министерство).

К расчету норм расхода ЭЭ для первого уровня электропотребления возможны два подхода: 1) на основе фактического потребления ЭЭ за последние три года; 2) на основе режимов работы электроприемников (ЭП).

При первом подходе годовая норма расхода ЭЭ:

, (10)

где - базовая величина годового расхода ЭЭ (среднее фактического электропотребления за последние три года); WЭ – величина снижения расхода ЭЭ за счет внедрения мероприятий по энергосбережению, определяемая на основе энергоаудита ГУ. Если составляющая WЭ определена некорректно, возможно завышение нормативов потребления ЭЭ.

Второй подход дает большую точность расчета норм расхода ЭЭ, однако данных по ЭП и режимам их работы для ГУ в справочной литературе нет. Необходимые данные могут быть получены на основе аудита помещений и зданий ГУ. Например, для образовательного учреждения (ОУ) годовая норма расхода ЭЭ определяется:

, (11)

где n – количество зданий ОУ; k – количество помещений в здании; () – годовая норма расхода ЭЭ силовой нагрузки (внутреннего освещения) i-го помещения j-го здания; - годовая норма расхода ЭЭ наружного освещения; – годовая норма потерь ЭЭ в питающей сети, - коэффициент спроса.

Проводится функциональный анализ использования помещений по назначению и их электрического хозяйства. При этом учитываются направления использования ЭЭ: лекционные аудитории административные помещения; места общего пользования; помещения с общетехническим электрооборудованием зданий; кафедры; буфеты, столовые; котельные, жилые комнаты (для общежитий) и проч.

Годовая норма расхода ЭЭ силовой нагрузки помещения:

, (12)

где n – количество типов ЭП, шт.; Рустi - установленная мощность ЭП i-го типа (паспортные данные), кВт; Ni - число ЭП i-го типа, шт; Kиi - коэффициент использования установленной мощности ЭП i-го типа (справочные данные), о.е.; TГi – годовое число часов работы ЭП i-го типа, ч.

Анализ показывает, что TГi зависит от режимов работы силовых ЭП. Для ЭП, используемых административно-хозяйственным персоналом и ППС, при фиксированной длительности рабочей недели Тн:, где Nн – годовое число рабочих недель. Для общетехнического электрооборудования зданий при фиксированной длительности рабочего дня Тдн:, где Nдн – годовое число рабочих дней. Для ЭП лекционных аудиторий TГi определяется по плану учебного отдела; для лабораторий, учебных мастерских, спортзалов – по учебным планам соответствующих кафедр.

Годовая норма расхода ЭЭ осветительной нагрузки помещения:

, (13)

где n – количество ламп в помещении, шт.; - установленная мощность одной лампы, кВт; Тг - годовое число часов работы источников света помещения, ч.

В случае планируемой реконструкции системы освещения с заменой светильников рекомендуется использовать метод удельных мощностей:

, (14)

где - удельная установленная мощность искусственного освещения помещения при выполнении норм освещенности, Вт/м2; F - площадь помещения, м2.

Годовое число часов работы источников света зависит от специфики работы ОУ. Нормы времени использования осветительной нагрузки для служб и отделов определяются в зависимости от количества смен работы и наличия естественного освещения. На основе проведенных исследований разработаны нормы времени для помещений общего пользования, лабораторий, учебных мастерских и лекционных аудиторий.

Годовая норма расхода ЭЭ наружного освещения:

, (15)

где Руст – установленная мощность ламп в одном светильнике; Nс - суммарное количество светильников; Кс – коэффициент спроса. Нормы времени использования осветительной нагрузки наружного освещения (Тг, ч) устанавливаются в зависимости от режима работы: для включенного всю ночь – 3500 ч., для выключаемого в час ночи – 2350 ч.

Проведенный анализ показывает, что годовые потери ЭЭ в электрической сети следует учитывать, если на балансе ОУ имеются: ТП 10(6)/0,4 кВ; ЛЭП 10(6) кВ или ЛЭП 0,4 кВ (от городской ТП до ввода в здание ОУ). Для их расчета рекомендуется выражение:

(16)

где – годовые потери ЭЭ в i-ом трансформаторе ТП, кВтч; n – количество трансформаторов ТП, шт; – годовые потери электроэнергии в j-ой ЛЭП, кВтч; m – число ЛЭП, шт.

Предложенный автором метод расчета норм расхода ЭЭ на основе режимов работы ЭП положен в основу создания программного комплекса и рекомендуется для использования при самообследовании ОУ и других ГУ.

При разработке нормативов электропотребления на муниципальном, региональном, федеральном уровнях перспективно применять математические модели, построенные по статистическим данным электропотребления ГУ. Применение статистических моделей для описания закономерностей электропотребления ГУ одного назначения обусловлено тем, что для них характерен устойчивый и однотипный режим работы и состав ЭП. Главной предпосылкой эффективного использования статистических моделей является их адекватность реальному процессу электропотребления.

За объект исследования автором взяты ОУ Приволжского Федерального округа (ПФО), статистические данные фактического расхода ЭЭ по которым были предоставлены НИИ Энергоэффективных технологий НГТУ. Сформированная база данных включает информацию о годовом общем и удельном потреблении ЭЭ, численности обучающихся, общей площади помещений объектов по каждому из 232 ОУ ПФО за период с 2004 по 2007 гг. С целью формализации исследований автором проведена классификация ОУ ПФО. По основным признакам ОУ разделены на десять групп: классические университеты численностью обучающихся до и выше 14 тыс. чел., технические университеты, институты, академии, техникумы, колледжи, ПТУ, ПУ и лицеи.

Для обработки статистических данных и моделирования удельного электропотребления выбран классический аппарат регрессионного анализа на базе современной интеллектуальной системы Statistica. Исследована динамика и оценены пределы изменения wуд по выделенным группам ОУ. На основе анализа временных рядов установлено, что wуд являются величинами случайными. Исследование соответствия эмпирических распределений случайных величин wуд теоретическим показало, что wуд имеет логнормальное распределение для всех групп ОУ. Определены основные характеристики случайных величин (математическое ожидание Мwуд, и дисперсия Dwуд), значения которых могут быть использованы при прогнозировании электропотребления ОУ. Корреляционный анализ выявил тесную взаимосвязь удельного электропотребления ОУ с площадью помещений зданий и численностью обучающихся. В большей степени wуд зависят от площади зданий. Математическое описание энергетических характеристик можно представить в виде:

, (17)

где Y(t) - удельные расходы ЭЭ ОУ; Xi(t) – входные параметры, характеризующие площадь, объем помещений здания, количество учащихся, студентов и т.д.; e(t) – эквивалентный шум, заменяющий действие всех неконтролируемых параметров.

Построены линейные регрессионные модели, отражающие зависимость удельного электропотребления от двух переменных - численности обучающихся и площади зданий. В общем случае уравнение можно представить в виде:

, (18)

где bi– неизвестные коэффициенты регрессии; X1 – численность обучающихся ОУ; X2 – общая площадь полов зданий ОУ.

Значимость уравнений оценивалась критерием дисперсионного анализа (F – критерий), коэффициентом детерминации (R2) и значением стандартной ошибки уравнения. Адекватность полученных моделей оценивалась графическим анализом регрессионных остатков. Анализ полученных моделей показал, что линейная регрессия не достаточно точно описывает взаимосвязь wудi = f(Fi, Ni). Нелинейный регрессионный анализ позволил получить более точные модели удельного энергопотребления. В основе нелинейных регрессионных уравнений лежит полином второй степени:

(19)

В таблице 2 приведены результаты моделирования wуд для вузов ПФО.

Таблица 2– Результаты нелинейного регрессионного анализа wуд для вузов ПФО

Группа ОУ Регрессионная модель
Классические университеты (> 14 тыс. чел)
Классические университеты ( 14 тыс. чел)
Технические университеты
Институты

В итоге проведенных исследований получены модели удельных расходов ЭЭ по характерным классам ОУ ПФО, которые можно использовать для нормирования удельных расходов энергопотребления ОУ, разработана методология моделирования удельного энергопотребления на основе статистических данных.

Предлагается следующая методология расчета норм потребления ЭЭ на II, III и IV уровнях иерархии. 1) ГУ заполняют по установленным формам сводные таблицы потребления ЭЭ по каждому зданию (объекту), с указанием его назначения. Показывают фактическое потребление ЭЭ в натуральном и стоимостном выражении. Определяют плановую потребность на планируемый год в натуральном и стоимостном выражении с учетом полученной экономии и снижения затрат за счет проведения в предыдущем году мероприятий по энергосбережению. Обязательным условием является снижение электропотребления за счет проведения мероприятий по энергосбережению на планируемый год. 2) Администрации городов и районов и отраслевые министерства и ведомства определяют перечень (реестры) бюджетных учреждений потребителей ЭЭ. Заполняют сводные формы потребности в ЭЭ района, которые направляются в департаменты (министерства) ТЭК области (края, республики). 3) Департамент (министерство) ТЭК области (края, республики) осуществляет анализ и обобщение предоставленных сведений и формирует сводные таблицы потребности в ЭЭ ГУ области (края, республики), которые затем направляет в Минэнерго РФ и отраслевые министерства.

Информационное и методическое обеспечение энергосбережения позволяет формировать мировоззрение в решении проблемы повышения энергоэффективности ГУ. На основе проведенных исследований автором разработан интерактивный обучающий программно-методический комплекс (ОПМК) «Энергосбережение» (рис.18).

Цель ОПМК - научить будущих специалистов бюджетной и прочих сфер деятельности культуре энергосбережения, основам грамотного и эффективного использования энергии, находящейся в их распоряжении, в доступной форме объяснить необходимость энергосбережения как с экономической, так и с экологической точек зрения.
Рис. 18 - Состав ОПМК «Энергосбережение»

ОПМК «Энергосбережение» позволяет реализовать интерактивное обучение слушателей, как в аудитории, так и дистанционно, и успешно применяется при чтении курсов «Общая энергетика» и «Экономия энергии» студентам специальности «Электроснабжение» факультета автоматики и электромеханики и Дзержинского политехнического института Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева.

Основные результаты и выводы работы

В диссертационной работе изложены научно-обоснованные технологические решения проблемы повышения энергоэффективности электротехнических комплексов и систем электроснабжения на примере государственных учреждений. Разработаны научные основы рационального использования энергоресурсов путем интеллектуализации электрических сетей, технологий малой генерации, нормирования электропотребления, обеспечивающие энергоэффективное функционирование электротехнических комплексов ГУ.

При этом получены следующие научные и практические результаты:

  1. Установлены показатели для оценки энергоэффективности электротехнических комплексов и систем электроснабжения ГУ трех групп (образовательных, здравоохранения и административных) учреждений, специфика электропотребления и направления разработки методов повышения эффективности использования ЭЭ.
  2. Разработаны концепция и научно-технологические решения по созданию интеллектуальной электрической распределительной сети 10-20кВ как совокупности равномерно-распределенных автоматизированных узлов нагрузки, позволяющих совмещать услугу по электроснабжению от генерирующей компании с информационными и финансовыми потоками в среде единого проводника основной услуги.
  3. Разработаны научно-технические решения по созданию элементов интеллектуальных электрических распределительных сетей и их практического применения (на примере цифровой электрической подстанции с регулируемыми трансформаторами 10/0,4кВ и ее внедрения в систему электроснабжения образовательного учреждения).
  4. Разработаны научно-технологические решения, обеспечивающие повышение показателей энергоэффективности и надежности электроснабжения государственных учреждений при комбинированном использовании разнохарактерных возобновляемых источников энергии с промышленной электросетью.
  5. Созданы алгоритмы и на их основе схемотехнические решения интеллектуального адаптивного устройства интеграции с автоматизированной системой управления энергией, позволяющего подключать внешние источники электрической энергии с различными выходными параметрами.
  6. Разработана автоматизированная база данных по современным энергоустановкам на ВИЭ, позволяющая путем сравнительного анализа по заданным климатическим и технико-экономическим характеристикам осуществлять выбор энергоустановок при проектировании систем электроснабжения объектов малой и средней мощности.
  7. Разработана методика выбора оптимального сочетания разнородных источников питания в системе электроснабжения, позволяющая сопоставить экономические показатели проектов с риском электроснабжения потребителей и определить наилучший вариант соотношения «стоимость – вероятность нарушения электроснабжения».
  8. Разработана концепция функционирования мини-ТЭЦ в системе электроснабжения ГУ с учетом специфики их энергопотребления, суточных и годовых графиков электрической и тепловой нагрузки.
  9. Разработаны методы расчета научно-технических норм годового расхода ЭЭ для ГУ с использованием режимов работы электропотребителей и математических моделей удельного расхода ЭЭ.
  10. Разработан интерактивный обучающий программно-методический комплекс «Энергосбережение» для обучения специалистов бюджетной и прочих сфер деятельности основам эффективного использования энергии, находящейся в их распоряжении.

Основное содержание диссертации отражено в публикациях:

Статьи в ведущих рецензируемых научных изданиях из перечня ВАК

  1. Лоскутов, А.Б. Новый подход к построению электрических распределительных сетей России / А.Б. Лоскутов, Е.Н. Соснина, А.А. Лоскутов // Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова. 2011. № 3. -С. 148-152.
  2. Соснина, Е.Н. Топология городских распределительных интеллектуальных электрических сетей 20 кВ / Е.Н. Соснина, А.Б. Лоскутов, А.А. Лоскутов // Промышленная энергетика. 2012. -№ 5. -С. 11-17.
  3. Лоскутов, А.Б. Разработка протокола маршрутизации в распределенных электрических сетях напряжением 10 кВ / А.Б. Лоскутов, Е.Н. Соснина, С.А. Анисимов // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2012. – №12. - С.53-58.
  4. Соснина, Е.Н. О трансформаторно-тиристорном регуляторе напряжения и мощности / Е.Н. Соснина, Р.Ш. Бедретдинов // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2013. - №4. –С.24-26.
  5. Соснина, Е.Н. Моделирование системы электроснабжения с питанием группы потребителей от трансформатора с тиристорным регулятором напряжения и мощности / Е.Н. Соснина, Р.Ш. Бедретдинов // Вестник ННГУ. -2013. -№5.
  6. Соснина, Е.Н. Оценка шумового воздействия силовых трансформаторов на окружающую среду / Е.Н. Соснина, О.В. Маслеева, Г.В. Пачурин // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6.
  7. Соснина, Е.Н. Экологическая оценка шумового воздействия трансформаторной подстанции на окружающую среду / Е.Н. Соснина, О.В. Маслеева, Р.Ш. Бедретдинов, И.А. Липужин // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2013. -№4. –С.168-172.
  8. Соснина, Е.Н. Вопросы эффективного использования возобновляемых источников энергии в локальной системе электроснабжения / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Электрические станции. 2012. № 9. С. 13-16.
  9. Соснина, Е.Н. Вопросы сопряжения параметров источников малой распределенной энергетики / Е.Н. Соснина, А.И. Чивенков // Вестник БГТУ им.В.Г.Шухова. 2012. № 2. С.158-163.
  10. Соснина, Е.Н. К анализу норм качества электроэнергии для локальных систем электроснабжения / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт.2013. - №3. –С.50-54.
  11. Соснина, Е.Н. Акустическое воздействие ветроэнергетических установок на окружающую среду / Е.Н. Соснина, О.В. Маслеева, Г.В. Пачурин // Экология и промышленность России. 2013. -№9. –С.8-11.
  12. Соснина, Е.Н. Вопросы эффективного использования возобновляемых источников энергии в локальной системе электроснабжения потребителей / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Вестник Самарского государственного тех­нического универси­тета. Серия: Техниче­ские науки. 2012. № 3. -С. 214-218.
  13. Вагин, Г.Я. Концепция применения и основные технические решения типового ряда мини-ТЭЦ / Г.Я. Вагин, А.Б. Лоскутов, Е.Б. Солнцев, А.Г. Воеводин, Е.Н. Соснина, А.М. Мамонов, А.А. Петров // Промышленная энергетика. 2010. -№ 7. -С. 2-6.
  14. Соснина, Е.Н. Влияние вида топлива мини-ТЭЦ на эмиссию парниковых газов / Е.Н. Соснина, О.В. Маслеева, Г.В. Пачурин, Д.А.Филатов // Фундаментальные исследования. 2013. -№6 (ч.1). –С.72-75.
  15. Соснина, Е.Н. Экологическое воздействие мини-ТЭЦ с газопоршневыми и дизельными двигателями на окружающую среду / Е.Н. Соснина, О.В. Маслеева, Г.В. Пачурин, Д.А.Филатов // Фундаментальные исследования. 2013. -№6 (ч.1). –С.76-80.
  16. Вагин, Г.Я. Исследование законов случайных изменений энергопотребления образовательных учреждений / Г.Я. Вагин, Е.Б. Солнцев, Е.Н. Соснина, С.А. Бугров, О.Ю. Малафеев // Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова. -2010. -№ 2. -С. 158-163.
  17. Вагин, Г.Я. Нормирование рас­ходов электроэнер­гии бюджетных учреждений / Г.Я. Вагин, Е.Б. Солнцев, Е.Н. Соснина, А.Н. Фитасов, С.А. Бугров// Вестник Самарского государственного технического универси­тета. Серия: Техниче­ские науки. 2009. -№ 2. -С.128-135.
  18. Куркин, А.А. Применение регрессионного анализа для нормирования энергопотребления образовательных учреждений / А.А. Куркин, Е.Н. Соснина, // Вестник БГТУ им.В.Г.Шухова. 2009. -№ 2. -С.117-123.
  19. Соснина, Е.Н. Моделирование энергопотребления образовательных учреждений / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2011. № 7. С. 66-70.
  20. Соснина, Е.Н. Анализ и моделирование удельного энергопотребления образовательных учреждений / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Известия вузов. Электромеханика. 2011. № 3. С. 79-81.

Патенты:

  1. Пат. на изобретение RU 2484571 C1, МПК H02J 4/00 (2006/01). Система передачи электрической энергии / Лоскутов А.Б., Соснина Е.Н., Лоскутов А.А. № 2011154308/07; заявл. 28.12.2011; опубл. 10.06.13.
  2. Пат. на изобретение RU 2475918 C1, МПК Н02J 4/00 (2006/01). Способ передачи электрической энергии / Лоскутов А.Б., Соснина Е.Н., Лоскутов А.А. № 2011154427/07; заявл. 29.12.2011; опубл. 20.02.2013. Бюл.№5.
  3. Пат. на полезную модель 125407, МПК H02J. Устройство заряда накопительных конденсаторов / Чивенков А.Б., Гребенщиков В.И., Соснина Е.Н., Михайличенко Е.А. заявл. 13.08.2012; опубл. 27.02.2013.
  4. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ №2013617735. Автоматизированная система поиска энергоустановок на возобновляемых источниках энергии / Соснина Е.Н., Филатов Д.А., Сушенок Д.А. -№2013615368; заявл.27.06.2013.

Монографии и учебные пособия

  1. Вагин, Г.Я. Методика проведения энергетических обследований (энергоаудита) бюджетных учреждений. РД.34.01 – 03. Изд. 2-е, доп. / Г.Я. Вагин, Л.В. Дудникова, Е.А. Зенютич, А.Б. Лоскутов, Е.Б. Солнцев, А.А. Севостьянов, Е.Н. Соснина; под ред. С.К. Сергеева. – Н.Новгород: НГТУ, НИЦЭ, 2003. – 228с.
  2. Пачурин, Г.В. Экологические аспекты биоэнергетики / Г.В. Пачурин, О.В. Маслеева, Е.Н. Соснина. – Saarbrcken, Deutschland: LAP Lambert Academic Publishing, 2012. – 83 с.
  3. Вагин, Г.Я. Системы электроснабжения: комплекс учеб.-метод. материалов / Г.Я. Вагин, Е.Н. Соснина. – Н.Новгород: НГТУ, 2006. – 91 с.
  4. Соснина, Е.Н. Общая энергетика: комплекс учеб.-ме­тод. материа­лов / Е.Н. Соснина. – Н.Новгород: НГТУ, 2008. – 129 с.
  5. Вагин, Г.Я. Пособие по дипломному проектированию: комплекс учеб.-метод. материалов для студентов заочной и дистанционной форм обуче­ния / Г.Я. Вагин, Е.Н. Соснина, А.М. Мамонов, Е.В. Бородин. – Н.Новгород: НГТУ, 2009. – 167 с.
  6. Вагин, Г.Я. Системы электроснабжения: комплекс учеб.-метод. материалов / Г.Я. Вагин, Е.Н. Соснина. – 2-е изд., перераб. и доп.; Н.Новгород: НГТУ, 2012. – 143с.

Статьи, опубликованные в других изданиях и за рубежом

  1. Лоскутов, А.Б. Концепция развития интеллектуальной энергетической системы России / А.Б. Лоскутов, Е.Н. Соснина // Известия Академии инженерных наук РФ им. А.М. Прохорова. 2011. С. 124-128.
  2. Соснина, Е.Н. Создание интеллектуальных электрических сетей на основе адаптивного управления / Е.Н. Соснина, Р.Ш. Бедретдинов // Электроэнергетика глазами молодежи: сборник статей / СамГТУ. – Самара, 2011. Т. 3. С. 116-119.
  3. Соснина, Е.Н. Основные направления развития интеллектуальных электрических сетей на основе адаптивного управления / Е.Н. Соснина, Р.Ш. Бедретдинов // Федоровские чтения 2011: материалы всерос. научно практической конференции / МЭИ – Москва, 2011. С. 32-35.
  4. Соснина, Е.Н. Моделирование режимов работы узла нагрузки 20 кВ интеллектуальной равномерно-распределенной электрической сети / Е.Н. Соснина [и др.] // Труды Нижегородского государственного техни­ческого университета им. Р.Е. Алексеева. 2012. № 1(94). С. 185-191.
  5. Соснина, Е.Н. Разработка протокола маршрутизации в распределенных энергетических гридах следующего поколения / С.А Анисимов, А.Б. Лоскутов, И.В. Полозов, А.И Смирнов, Е.Н. Соснина // Труды Нижегородского государственного техни­ческого университета им. Р.Е. Алексеева. 2012. № 4. -С. 224-231.
  6. Соснина, Е.Н. Компьютерная модель системы электроснабжения потребителей с ТТРНМ ОТ / Е.Н. Соснина, Р.Ш. Бедретдинов // Электрические аппараты и электротехнические комплексы и системы: материалы междунар. научно практической конференции / УлГТУ – Ульяновск, 2012. С. 371-374.
  7. Sosnina, E. Development and research model of electricity supply system of consumers with TTVRP UC / Е. Sosnina, R. Bedretdinov // Journal "Challenges of modern technology", Warsaw. 2012. № 3. P. 7.
  8. Соснина, Е.Н. Разработка и создание типового ряда трансформаторно-тиристорных регуляторов напряжения и мощности с расщепленной первичной обмоткой трансформатора и ключами однонаправленного тока / Е.Н. Соснина, А.Б. Лоскутов, А.И. Чивенков // Энергосбережение и энергоэффективность технологий передачи, распределения и потребления электрической энергии: тезисы докладов всерос.

    научно технической конференции / МЭИ – Москва, 2012. С. 31-32.

  9. Соснина, Е.Н. Интеллектуальные трансформаторные подстанции на основе ТТРНМ ОТ / Е.Н. Соснина, Р.Ш. Бедретдинов // Федоровские чтения 2012: материалы всерос. научно практической конференции / МЭИ – Москва, 2012. С.116-120.
  10. Соснина, Е.Н. Разработка интеллектуальной трансформаторной подстанции 10/0,4кВ / А.Б. Лоскутов, Е.Н. Соснина, А.И.Чивенков, Р.Ш. Бедретдинов // Актуальные проблемы электроэнергетики: материалы научно-технической конференции / НГТУ – Н.Новгород, 2012. -С.11-16.
  11. Соснина, Е.Н. Разработка архитектуры системы управления трансформаторно-тиристорными регуляторами напряжения и мощности с ключами однонаправленного тока (ТТРНМ ОТ) / С.А Анисимов., А.Б. Лоскутов, И.В. Полозов, А.И Смирнов, Е.Н. Соснина // Труды Нижегородского государственного техни­ческого университета им. Р.Е. Алексеева. 2013.- №1.
  12. Вагин, Г.Я. Исследование погрешностей трансформаторов тока и напряжения и их влияние на учет электроэнергии системами АСКУЭ / Г.Я. Вагин, Е.Н. Соснина, Н.Г. Шверин, Е.В. Бородин // Промелектро. –Киев, 2004. № 5. С. 30-36.
  13. Соснина, Е.Н. Решение задачи гарантированного электроснабжения при комплексном использовании разнородных источников энергии / Е.Н. Соснина, В.В. Пятко // Наука. Технологии. Инновации: материалы всерос. научной конференции / НГТУ. – Новосибирск, 2007. Ч. 3. С. 246-247.
  14. Лоскутов, А.Б. Особенности работы малых генерирующих компаний на розничном и оптовом рынке электроэнергии / А.Б. Лоскутов, Е.Н. Соснина// Известия Академии инженерных наук РФ им. акад. А.М. Прохорова. Малая энергетика. 2008. –Т. 23. –С.3–10.
  15. Митяков, С.Н. Снижение эксплуатационного риска электроснабжения потребителей при одновременном использовании источников энергии разного типа / С.Н. Митяков, Е.Н. Соснина // Прогрессивные технологии в технике, экономике, естествознании и образовании: межвуз. сб. статей / АПИ. – Арзамас, 2008. С. 294-297.
  16. Соснина, Е.Н. Нетрадиционная энергетика Нижегородской области / Е.Н. Соснина // Прогрессивные технологии в технике, экономике, естествознании и образовании: межвуз. сб. статей / АПИ. – Арзамас, 2008. С. 309-311.
  17. Соснина, Е.Н. Технические решения сопряжения потребителей и разно­родных источников электрической энер­гии / Е.Н. Соснина, А.Б. Лоскутов, А.И. Чивенков // Ди­намика нелинейных дис­кретных электротехнических и электронных сис­тем: материалы всерос. научно-техн. конференции / ЧГУ. – Чебоксары, 2009. С. 352-358.
  18. Соснина, Е.Н. Разработка базы дан­ных по альтернатив­ным источникам электроэнергии / Е.Н. Соснина, А.А. Петров, Д.А. Филатов // Труды Нижегородского государственного техни­ческого университета им. Р.Е. Алексеева. 2009. Т. 77. С. 183-188.
  19. Лоскутов, А.Б. Повышение эффективности использования альтернативных источников электроэнергии в системах электроснабжения / А.Б. Лоскутов, Е.Н. Соснина // NAFTA-GAZ, Польша–Краков. 2010. № 7. С. 602-605.
  20. Соснина, Е.Н. Использование альтернативных источников энергии в системах энергоснабжения образовательных учреждений / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Энергетика: состояние, проблемы, перспективы: материалы всерос. научно-практической конференции / ОГУ. – Оренбург, 2010.
  21. Соснина, Е.Н. Анализ законодательной и нормативной базы новых и возобновляемых источников энергии / Е.Н. Соснина, А.П. Антропов, А.В. Шалухо // Федоровские чтения 2010: материалы всерос. научно практической конференции / МЭИ. – Москва, 2010. С. 7-9.
  22. Соснина, Е.Н. Разработка и анализ базы данных по возобновляемым источникам энергии (раздел «Ветроэнергетические установки») / Е.Н. Соснина, Д.А. Филатов // Возобновляемые источники энергии: материалы всерос. научной молодежной школы с международным участием / МГУ. – Москва, 2010. С. 357-360.
  23. Соснина, Е.Н. База данных но новым и возобновляемым источникам энергии / Е.Н. Соснина, Д.А. Филатов // Актуальные проблемы электроэнергетики: материалы научно-технической конференции / НГТУ. – Н.Новгород, 2010. С. 125-128.
  24. Соснина, Е.Н. Технология бесперебойного электроснабжения потребителей на основе комплексного использования новых и возобновляемых источников энергии / Е.Н. Соснина [и др.] // Актуальные проблемы электроэнергетики: материалы научно-технической конференции / НГТУ. – Н.Новгород, 2010. С. 141-144.
  25. Соснина, Е.Н. Создание базы данных по альтернативным источникам энергии для эффективного электроснабжения потребителей / Е.Н. Соснина, Д.А. Филатов // Нижегородская сес­сия молодых уче­ных. Технические науки: материалы докладов / Н.Новгород, 2011. С. 397-401.
  26. Соснина, Е.Н. Исследование риска электроснабжения потребителей при использовании возобновляемых источников энергии / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Современные техника и технологии: материалы междунар. научно практической конференции / Томский политехнический университет – Томск, 2011. С. 132-133.
  27. Соснина, Е.Н. Применение аппарата “портфельного анализа” при разработке энергоэффективной системы электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Федоровские чтения 2011: материалы всерос. научно практической конференции / МЭИ. – Москва, 2011. С. 193-199.
  28. Соснина, Е.Н. Вопросы эффективного использования возобновляемых источников энергии в локальной системе электроснабжения потребителей / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Электроэнергетика глазами молодежи: сборник статей / СамГТУ. – Самара, 2011. Т. 1. С. 276-279.
  29. Соснина, Е.Н. Методика выбора оптимального сочетания возобновляемых источников энергии для локальных энергосистем / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Труды Нижегородского государственного техни­ческого университета им. Р.Е. Алексеева. 2012. № 3. С. 215-219.
  30. Sosnina, E. Technique of a choice the optimal combination of renewable energy sources in the power supply system taking into account the random nature of changes in weather conditions / Е. Sosnina, А. Shalukho // Journal "Challenges of modern technology", Warsaw. 2012. № 3. P. 19-22.
  31. Соснина, Е.Н. Анализ норм качества электрической энергии для локальных систем электроснабжения с учетом случайного характера поступления возобновляемой энергии / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Федоровские чтения 2012: материалы всерос. научно практической конференции / МЭИ – Москва, 2012. С. 12-17.
  32. Соснина, Е.Н. Методика выбора возобновляемых источников энергии для локальной энергосистемы / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Возобновляемые источники энергии: материалы всерос. научной молодежной школы с международным участием / МГУ – Москва, 2012. С. 455-459.
  33. Солнцев, Е.Б. Альтернативные источники энергоснабжения сельских школ / Е.Б. Солнцев, Е.Н. Соснина // Энергоэффективность. 2005. –Вып. 2-3. –С.55-57.
  34. Вагин, Г.Я. Концепция примене­ния и основные техно­логические решения создания мини-ТЭЦ на базе газопоршневых двигателей / Г.Я. Вагин, Е.Н. Соснина [и др.] // Труды Нижегородского государственного техни­ческого университета им. Р.Е. Алексеева. 2010. № 1(80). С. 169-175.
  35. Соснина, Е.Н. Акустическое воздействие мини-ТЭЦ с газопоршневыми и дизельными двигателями на окружающую среду / Е.Н. Соснина, О.В. Маслеева, Г.В. Пачурин, Д.А.Филатов // Успехи современного естествознания. 2013. -№4.
  36. Соснина, Е.Н. Разработка интегрированного обучающего программно-методического комплекса «Энергосбережение» / Е.

     
Похожие работы:

«АНАНЬЕВ Сергей Станиславович АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С УЛУЧШЕННЫМИ ВИБРОШУМОВЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Иваново 2008 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина (ИГЭУ). Научный руководитель: доктор технических...»

«Доценко Анастасия Владимировна ОПТИМИЗАЦИЯ УЩЕРБА И РЕЗЕРВИРОВАНИЯ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УСТАНОВОК СВЧ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАГРЕВА Специальность 05.09.10 – Электротехнология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Саратов 2008 Работа выполнена в ГОУ ВПО Саратовский государственный технический университет Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Архангельский Юрий Сергеевич Официальные...»

«Петрицкий Сергей Александрович НОРМИРОВАНИЕ И ЭКОНОМИЯ РАСХОДОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Нижний Новгород- 2010 Работа выполнена в Нижегородском государственном техническом университете им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) на кафедре Электроэнергетика и электроснабжение. Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, доктор...»

«Раев Владимир Альбертович ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЖАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Нижний Новгород - 2008 Работа выполнена в Нижегородском государственном техническом универ­ситете им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) на кафедре Электрооборудование судов. Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Титов...»

«Бычин Максим Анатольевич ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И АЛГОРИТМОВ ДЕЙСТВИЯ ЗАЩИТ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ ДЛЯ СЕТЕЙ С РЕЗИСТИВНО-ЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2010 Работа выполнена в государственном образовательном учреж ­ дении высшего профессионального образования Санкт-Петер ­ бургском государственном горном институте им....»

«ВОЛОШКИН Михаил Михайлович ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И СНИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНО РАССРЕДОТОЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ПРЕДПРИЯТИЙ ПО ДОБЫЧЕ И ПЕРЕРАБОТКЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2006 Работа выполнена в Санкт-Петербургском госуда р ственном горном институте им. Г.В. Плеханова (техническом униве р...»

«Корнеев Константин Викторович Переходные процессы в специальных асинхронных двигателях Специальность 05.09.01 – Электромеханика и электрические аппараты Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Научный руководитель: кандидат технических наук,...»

«Плотников Игорь Геннадьевич ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, ПАРАМЕТРОВ И АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМ КОМПЛЕКСОМ СИСТЕМ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2012 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальном минерально-сырьевом...»

«ПОЛЯКОВ Виталий Евгеньевич ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ПАРАМЕТРОВ ИСТОЧНИКОВ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ С НЕПРЕРЫВНЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ЦИКЛОМ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2010 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном...»

«ФИЛОНОВ Сергей Александрович ПОИСК РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С МАССИВНЫМ ЗУБЧАТЫМ РОТОРОМ Специальность 05.09.01 – Электромеханика и электрические аппараты АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Воронеж – 2010 Работа выполнена в НОУ ВПО “Международный институт компьютерных технологий” (г. Воронеж) Научный руководитель доктор технических наук, доцент Анненков Андрей Николаевич Официальные оппоненты:...»

«Ваганов Сергей Александрович ТРАНСФОРМАТОРНО-ТИРИСТОРНЫЙ МОДУЛЬ С МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЦЕХОВЫХ СЕТЕЙ Специальность 05.09.12 – Силовая электроника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Нижний Новгород – 2006 Работа выполнена в Нижегородском государственном техническом университете на кафедре Промышленная электроника. Научный руководитель кандидат технических наук, профессор Кириенко...»

«Абельдаев Айвар Русланович Разработка методики ранговой оптимизации развития распределенных источников электроэнергии групп потребителей для повышения надежности электроснабжения Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2009 Работа выполнена на кафедре Электроснабжение промышленных предприятий Московского энергетического института (Технического университета) Научный...»

«Арзамасов Владислав Леонидович разработкА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛей ЧАСТОТЫ для УСТАНОВок ЭЛЕКТРОНАГРЕВА НЕФТЕСКВАЖИН Специальность 05.09.12 - Силовая электроника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Чебоксары - 2013 Работа выполнена в департаменте силовой электроники ОАО Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством (г. Чебоксары) Научный...»

«Макаричев Юрий Александрович МЕТОДЫ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА АКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОДШИПНИКОВ Специальность 05.09.01 – Электромеханика и электрические аппараты Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Самара 2013 Работа выполнена на кафедре Электромеханика и автомобильное электрооборудование ФГБОУ ВПО Самарский государственный технический университет. Научный консультант: доктор технических наук, профессор Абакумов Александр Михайлович...»

«Артыкаева Эльмира Мидхатовна ЭНЕРГОРЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ НЕФТЕДОБЫВАЩИХ УСТАНОВОК С ПЛУНЖЕРНЫМ ПОГРУЖНЫМ НАСОСОМ Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук...»

«ЛАВРЕНТЬЕВ Владимир Александрович ВЛИЯНИЕ СВЧ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭПОКСИДНОГО КОМПАУНДА Специальность 05.09.10. – Электротехнология А в т о р е ф е р а т диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Саратов 2009 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент...»

«Сухенко Николай Александрович АКТИВНЫЕ СИЛОКОМПЕСИРУЮЩИЕ Электромеханическ ИЕ систем Ы СБАЛАНСИРОВАННЫХ МАНИПУЛЯТОРОВ 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новочеркасск 2011 Работа выполнена на кафедре Электропривод и автоматика в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Южно-Российском государственном техническом...»

«Кузнецов Кирилл Юрьевич Полупроводниковый комплекс для импульсного электропитания частотно-регулируемых озонаторов Специальность 05.09.12 - Силовая электроника Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Нижний Новгород - 2008 Работа выполнена на кафедре Электрооборудование судов Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. Научный руководитель: Заслуженный деятель науки РФ, дДоктор технических наук,...»

«Петров Сергей Петрович ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И ЭКОНОМИЧНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ ГАЗОТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2012 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальном минерально-сырьевом университете Горный. Научный...»

«Певчев Владимир Павлович Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей Специальность 05.09.01 – Электромеханика и электрические аппараты Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук Самара 2012 Работа выполнена на кафедре Промышленная электроника Тольяттинского государственного университета. Научный консультант: Ивашин Виктор Васильевич доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель...»








 
2014 www.avtoreferat.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.