Энергоэффективность и энергосбережение во все времена и особенно на современном этапе развития промышленности и экономики играли чрезвычайно важную роль. Независимо от того, какие страны и по каким критериям строят планы развития энергетики, энергоэффективность и энергосбережение всегда находятся в приоритете. В полной мере это относится и к минерально-сырьевому комплексу, в котором потребление энергии в целом составляет большую долю от общего потребления. Добываемые в минерально-сырьевом комплексе ресурсы сами являются источником энергии. Энергетика развивается разнопланово. Множество научных работ, результаты которых отражены в публикациях, подтверждают актуальность исследований в области энергоэффективности. Но подход к отдельным решениям в минерально-сырьевой отрасли носит специфический характер и достоин отдельного рассмотрения. В последнее время большое внимание уделяется «зеленой энергетике» и возобновляемым источникам энергии. Однако энергоэффективность в области традиционной генерации и потребления остается проблемой актуальной и решение ее находится в постоянном развитии. Одним из основных направлений повышения энерго-эффективности является разработка автономных систем электро- и теплоэнергетики. Все эти проблемы отражены в специальном томе Записок Горного института, статьи разделены на четыре раздела: энергоэффективность электропривода в МСК; энергоэффективность промышленных установок и предприятий в МСК; качество электроэнергии и возобновляемые источники в МСК; автономные системы электроснабжения в МСК. Представленные статьи содержат ценный материал с точки зрения науки и практики и могут лечь в основу дальнейших исследований в области энергоэффективности.
Система электроснабжения подвергается влиянию внешних возмущений, поэтому она должна быть устойчива и работать в нормальном режиме в условиях соблюдения норм по качеству электроэнергии. Система электроснабжения переходит в ненормальные режимы работы, когда после какого-либо кратковременного нарушения или возмущения она не восстанавливает нормальный режим. Электротехнический комплекс, в состав которого входит ветроэнергетическая установка, а также подключены параллельно аккумуляторная батарея и дизель-генераторная установка, способен обеспечить надежное электроснабжение потребителей в соответствии с показателями качества электроэнергии. В статье разработан алгоритм, который реализует система автоматического управления, для выбора режима работы в зависимости от климатических факторов (ветра) и прогноза энергопотребления на сутки вперед. Прогнозные данные выбираются исходя из того, в каком из методов ошибка прогнозирования будет наименьшей. Сделан вывод о том, что если в систему автоматического управления добавлять данные прогноза энергопотребления, тогда можно будет повысить эффективность работы комплекса электроснабжения. В разработанном алгоритме проверка нормальных и ненормальных режимов работы рассмотрена на основе теории устойчивости. Выделены критерии оценки нормального режима работы, а также рассмотрены показатели графиков нагрузки объекта для оценки загрузки источников электроснабжения и нормы качества электроснабжения потребителей для ранжирования нагрузки по приоритетности при критических условиях эксплуатации и восстановлении нормального режима работы.
Куба традиционно считается страной со слабо развитой промышленностью. Удельный вес горной и металлургической промышленности в валовом объеме промышленного производства республики невелик – порядка 3 % ВВП. Разработка месторождений и добыча никелевых руд являются значимой отраслью экономики Республики Куба, так как наибольшие запасы никеля и кобальта на Североамериканском континенте находятся на территории страны. Фактором роста данного сектора экономики может послужить развитие энергосистемы страны. Ввиду климатических особенностей и невозможности интегрирования в энергосистему новых мощностей путем строительства гидроэлектростанций перспективным направлением является солнечная энергетика. Определение возможности применения систем слежения за солнцем для повышения выработки электроэнергии солнечными электростанциями является одной из основных задач, с которой сталкиваются инженеры и специалисты по возобновляемым источникам энергии. В настоящее время на Кубе не существует систем слежения за солнцем, способных предоставить информацию для оценки эффективности этой технологии на территории страны. Отсутствие необходимых технологий, а также высокая стоимость разработки солнечных электростанций с системами слежения ограничивают повсеместное внедрение подобных комплексов. Отсюда вытекает задача создания недорогой экспериментальной модели, позволяющей проводить оценку эффективности применения систем трекинга в конкретных погодных условиях Республики Куба. Данная модель позволит в будущем повысить эффективность электротехнических комплексов с солнечными электростанциями, обеспечивающих электроснабжение объектов минерально-сырьевого комплекса и других регионов.
В статье представлена философия построения систем управления магистральными линиями электропередачи постоянного тока, входящими в состав сетей переменного тока. Такие линии электропередачи по сравнению с магистральными линиями электропередачи переменного тока обладают лучшей пропускной способностью и обеспечивают меньшие потери напряжения на больших расстояниях электропередачи. Это особенно актуально в условиях разработки полезных ископаемых российского севера и арктического шельфа. В этих регионах России энергосистема не развита, поэтому для присоединения технологических комплексов к ЕЭС требуются линии электропередачи большой протяженности. Для управления магистральной линией электропередачи постоянного тока предлагается многоуровневая система управления, разделенная на локальный, первичный и вторичный уровни управления, подчиненные друг другу по иерархическому принципу. Предлагаемая стратегия управления была опробована на масштабированной модели магистральной линии электропередачи постоянного тока с тремя присоединениями к сети переменного тока. Одно из указанных присоединений реализовано на основе модульного многоуровневого преобразователя (ММП), включающего пять подмодулей на плечо. Рассматривается метод построения оптимальных контуров регулирования переменного и циркулирующего токов ММП на основе недавно предложенной математической модели преобразователя. Два остальных присоединения реализованы на основе трехуровневых сетевых инверторов, работающих в режиме источника напряжения (ИИН). Для управления ими используется новый вариант настройки ПИ-регуляторов, позволяющий адаптировать значения пропорционального и интегрального коэффициентов регулятора по отношению к измеряемым переменным. Для управления системой на первичном уровне выбрана методика статического регулирования. Для регулирования на вторичном уровне предлагается новый метод формирования потока мощности. В рамках проверки надежности предлагаемой стратегии управления вся система испытывалась как в нормальном режиме, так и при наличии возмущений.
В статье рассматриваются вопросы выявления местоположения нелинейной нагрузки в электрических сетях, вносящей основной вклад в искажения несинусоидальности напряжения и тока в распределительной сети промышленного предприятия, включая предприятия горнодобывающей отрасли. Рассмотрены существующие методы определения местоположения источника высших гармонических составляющих в напряжении и токе, выявлены их преимущества и недостатки. К основным недостаткам применяемых методов следует отнести невысокую точность и некорректность их использования на действующих предприятиях. При разработке нового метода перед авторами стояла задача простоты его использования в условиях промышленной эксплуатации электрооборудования и безусловной корректности полученных результатов. Предложенный метод выявления источника высших гармоник основан на варьировании параметров энергосистемы, в частности, изменении сопротивления силовых трансформаторов с учетом коэффициента их трансформации. Показано, что при варьировании коэффициента трансформации при регулировании под нагрузкой изменяется суммарный коэффициент гармонических составляющих напряжения. На основании построенных зависимостей проанализировано изменение производной данной функции при различных вариациях параметров источников высших гармоник и разработан метод, позволяющий определить долевой вклад потребителей в суммарный коэффициент гармонических составляющих напряжения.
В последние годы в публикациях ученых и специалистов в области электроэнергетики часто говорится о необходимости уменьшения потерь при передаче электроэнергии. Среди различных способов достижения этой цели простотой, доступностью и эффективностью выделяется способ выравнивания графика нагрузки предприятия. В статье предложен новый коэффициент для оценки дополнительных потерь мощности в распределительной сети. Известно, что дисперсия графика нагрузки коррелирует с величиной потерь мощности, поэтому величина предлагаемого коэффициента поставлена в зависимость от формы графика нагрузки предприятия. Показано, что с помощью предлагаемого коэффициента можно легко определить необходимость проведения технических мероприятий по выравниванию графика нагрузки предприятия и оценить их эффективность.
Рассматриваются вопросы эквивалентирования сложных электрических сетей промышленных предприятий. Сравниваются различные методы усреднения совокупности эквивалентируемых элементов системы электроснабжения: моментов, эквивалентного сечения, среднего значения параметра. Основным критерием при определении погрешности эквивалентирования электрической схемы является значение тока конденсаторной батареи в составе электротехнического комплекса предприятия. Рассматриваются вопросы эквивалентирования с помощью указанных методов при наличии высших гармоник в электрической сети предприятия. Сравнение методов эквивалентирования электрической сети при наличии высших гармоник показывает, что погрешность при расчете тока конденсаторной батареи меняется от 3,8 до 14,7 %, при этом наиболее точный метод эквивалентирования при определении перегрузки конденсаторной батареи – метод моментов
Статья посвящена вопросам рационального формирования графика нагрузки электротехнического комплекса. Применение метода, изложенного в статье, позволяет получить экономию при оплате электроэнергии и повысить возможности энергосистемы по передаче электроэнергии. Эффект достигается за счет равномерного распределения потребления электроэнергии в течение суток.
В статье предложен новый подход к моделированию процессов, возникающих при наличии частотных электроприводов, предлагающий учитывать углы сдвига фаз на различных гармониках. Исследование энергетических характеристик частотного привода проводилось на основе проведенного эксперимента.
Оптимизация компенсации реактивной мощности при наличии высших гармоник в сложной электрической сети представляет собой сложную вычислительную задачу. Предложен метод расчета‚ позволяющий существенно сократить процедуру вычислений и при этом получить желаемый результат в виде выбора параметров устройств компенсации реактивной мощности и фильтров высших гармоник.
В работе проведен краткий анализ методов уменьшения влияния высших гармоник на работу электрооборудования. Предлагается производить выбор способа снижения перегрузок конденсаторных батарей токами высших гармоник в зависимости от факторов их возникновения. Разработана методика выбора наиболее эффективного способа уменьшения влияния высших гармоник на работу конденсаторных установок.
Рассматривается один из способов подавления высших гармоник в электрических сетях промышленных предприятий. С учетом содержания в сети как индуктивных, так и емкостных элементов, предлагаемый способ основан на изменении амплитудно-частотной характеристики узла сети. Такое изменение возможно при подключении дополнительных реакторов, параметры которых определяются путем решения вариативной задачи. Предлагаемый способ является более экономичным по сравнению с применением фильтрокомпенсирующих устройств.
Повышение эффективности работы калийных рудников связано с совершенствованием всех звеньев технологического процесса по добыче калийной руды и, в первую очередь, с обеспечением бесперебойной и надежной работой добычных и транспортных машин, устойчивая и высокопроизводительная работа которых зависит от качества электрической энергии в подъемной распределительной сети ...
Распределительные сети калийных рудников отличаются большой протяженностью отходящих кабельных линий б кВ и большой мощностью потребителей, что вызывает отклонения напряжения на зажимах электроприемников свыше 10% ...
Имея в виду целесообразность применения продольно-поперечной компенсации в подземных сетях калийных рудников, произведем анализ режимов работы рудничной распределительной сети, характерный для производственного объединения «Белорускалий» ...
