Подать статью
Стать рецензентом
emerging sources
citation index
clarivate analytics
citescore
5.4
scopus

Том 261

Предыдущий
Том 260
Редакция
  • Дата отправки
    2023-07-19
  • Дата принятия
    2023-07-19
  • Дата публикации
    2023-07-19

Энергоэффективность в минерально-сырьевом комплексе

Читать аннотацию

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.

Как цитировать: Шклярский Я.Э., Скамьин А.Н., Хименес Карризоса М. Энергоэффективность в минерально-сырьевом комплексе // Записки Горного института. 2023. Т. 261. С. 323-324.
Энергетика
  • Дата отправки
    2023-03-16
  • Дата принятия
    2023-06-20
  • Дата публикации
    2023-07-19

Энергоэффективность линейного реечного привода штанговых глубинных насосов

Читать аннотацию

В настоящее время для повышения объемов нефтедобычи и снижения экономических издержек при разработке низкодебитных месторождений актуальна разработка кустовым способом с использованием компактных мобильных приводов штанговых глубинных насосов (ШГН). Целью работы является анализ путей повышения энергоэффективности ШГН за счет снижения потерь механической и электрической энергии, выбор наиболее энергоэффективного компактного привода для разработки низкодебитных месторождений кустовым способом, кинематические и прочностные расчеты привода выбранного типоразмера, разработка адаптивной системы управления группой приводов при кустовой разработке скважин. По результатам выполненных расчетов наибольшим КПД механизма привода обладает линейный реечный привод. Приведены кинематические и прочностные расчеты линейного реечного привода с длиной хода 1120 мм и нагрузкой до 8 т. Показано, что применение систем прямого управления моментом и накопления кинетической энергии элементов привода ШГН и колонны штоков является эффективным средством снижения энергозатрат при добыче нефти из низкодебитных месторождений. Применение разработанной системы запаса и перераспределения потенциальной энергии штоков между ШГН, осуществляющими подъем нефти, позволило устранить колебания потребляемой мощности, снизить ее пиковое значение в три раза, пиковое значение потребляемого из сети тока в два раза, уменьшить потери во входном преобразователе и кабелях в три раза.

Как цитировать: Ганзуленко О.Ю., Петкова А.П. Энергоэффективность линейного реечного привода штанговых глубинных насосов // Записки Горного института. 2023. Т. 261. С. 325-338. EDN HIGAOE
Энергетика
  • Дата отправки
    2022-10-13
  • Дата принятия
    2022-12-13
  • Дата публикации
    2023-07-19

Комплексная модель регулируемого электропривода ротора буровой установки

Читать аннотацию

Рассмотрена и реализована модифицированная математическая модель асинхронный электропривод ротора – колонна бурильных труб – долото – горная порода, развивающая и обобщающая результаты ранее выполненных исследований. Модель включает следующие подсистемы: модель асинхронного привода с векторным управлением; модель формирования момента сопротивления на забое долота, учитывающую особенности взаимодействия долота и породы; модель многомассовой механической части, учитывающую деформацию колонны бурильных труб; подсистему формирования энерготехнологических параметров буровой установки. Комплексная модель позволяет рассчитать и оценить выбранные режимы бурения с учетом их электромеханической, энергетической и технологической эффективности и динамики процессов бурения. Выполненное компьютерное моделирование режимов бурения подтвердило возможность возникновения stick-slip-эффекта, сопровождаемого высокочастотными вибрациями при остановках долота, при которых возможно изменение направления вращения долота, его ускоренный износ и отвинчивание бурового инструмента. Длительные остановки долота приводят к существенному снижению средней скорости вращения долота, чем можно объяснить снижение механической скорости бурения и повышение энергозатрат при бурении в зоне неустойчивого вращения долота. Модель может быть использована как базовая для дальнейшего совершенствования систем управления роторным бурением.

Как цитировать: Ершов М.С., Комков А.Н., Феоктистов Е.А. Комплексная модель регулируемого электропривода ротора буровой установки // Записки Горного института. 2023. Т. 261. С. 339-348. DOI: 10.31897/PMI.2023.20
Энергетика
  • Дата отправки
    2023-03-14
  • Дата принятия
    2023-06-20
  • Дата публикации
    2023-07-19

Оценка энергоэффективности функционирования и увеличение наработки гидравлических приводов установок штанговых скважинных насосов в осложненных условиях эксплуатации

Читать аннотацию

Обоснована необходимость совершенствования приводов установок штанговых скважинных насосов (УШСН), эксплуатирующихся в условиях малодебитных и осложненных скважин. Для осложненных условий нефтедобычи перспективно применение гидравлического привода УШСН, позволяющего подбирать и устанавливать рациональные режимы работы скважинного оборудования. Приведены результаты сравнительных испытаний традиционных механических и гидравлических приводов УШСН с пневматическим и электродинамическим типами уравновешивания. Предложен обобщенный показатель оценки эффективности функционирования перспективных гидроприводов УШСН – коэффициент энергоэффективности. Экспериментально доказано, что использование гидравлического привода УШСН с пневматическим уравновешиванием характеризуется низкой энергоэффективностью процесса добычи скважинной жидкости. Применение испытываемого гидропривода УШСН позволило успешно устранить асфальтосмолопарафиновые отложения и минимизировать время простоя скважины. Результаты испытаний традиционного механического привода УШСН и гидравлического привода с электродинамическим уравновешиванием показали удовлетворительную энергоэффективность последнего. Достоинством гидравлического привода УШСН с электродинамическим уравновешиванием является простота конструкции гидравлической части. Процесс рекуперации электроэнергии при работе системы управления привода обусловливает увеличение реактивной составляющей мощности в сети нефтепромысла и появление гармонических помех, негативно сказывающихся на работе потребителей. Предложены технические решения, направленные на повышение энергоэффективности функционирования и увеличение наработки гидравлических приводов УШСН в условиях малодебитных и осложненных скважин. Приведены методические основы оценки экономической эффективности внедрения перспективных гидроприводов УШСН.

Как цитировать: Шишлянников Д.И., Зверев В.Ю., Звонарева А.Г., Фролов С.А., Иванченко А.А. Оценка энергоэффективности функционирования и увеличение наработки гидравлических приводов установок штанговых скважинных насосов в осложненных условиях эксплуатации // Записки Горного института. 2023. Т. 261. С. 349-362. EDN XLRCWN
Энергетика
  • Дата отправки
    2023-03-14
  • Дата принятия
    2023-06-20
  • Дата публикации
    2023-07-19

Исследование надежности тягового электропривода карьерных самосвалов на основе анализа отказов его функциональных узлов

Читать аннотацию

Эффективность работы горно-обогатительного комбината зависит от уровня комплексной механизации технологического процесса. При добыче полезного ископаемого основные расходы приходятся на транспортирование горной массы. Ключевыми звеньями в горно-транспортной системе являются карьерные самосвалы. Поэтому для увеличения эффективности работы горно-обогатительного комбината путем улучшения грузооборота и снижения затрат на транспортирование горных масс необходимо повысить заданный уровень надежности карьерных самосвалов посредством повышения средней наработки до первого отказа. В статье проанализировано состояние надежности тягового электропривода карьерных самосвалов, работающих в отраслях минерально-сырьевого комплекса. Приводится количественная оценка отказов электропривода от дефектов, возникающих в функциональных узлах, а также затрат на выполнение восстановительных ремонтных работ. Анализ отказов с 2018 по 2022 гг. и результаты вибрационных испытаний дизель-генераторной установки показали, что самыми затратными оказались дефекты в синхронных генераторах электропривода, а основной причиной дефекта стали повышенные внешние вибрационные воздействия. На основании испытаний общего уровня вибраций и их спектрального состава в различных режимах работы оборудования сформулированы рекомендации по стойкости генератора к механическим внешним воздействующим факторам и увеличению степени защитной оболочки корпуса для исключения загрязнения. Представлен диапазон частот, представляющий наибольшую опасность разрушения для обмоток генератора.

Как цитировать: Назарычев А.Н., Дяченок Г.В., Сычев Ю.А. Исследование надежности тягового электропривода карьерных самосвалов на основе анализа отказов его функциональных узлов // Записки Горного института. 2023. Т. 261. С. 363-373. EDN HCLPJB
Энергетика
  • Дата отправки
    2023-03-16
  • Дата принятия
    2023-06-20
  • Дата публикации
    2023-07-19

Оценка влияния температуры рабочей жидкости на потери мощности карьерного гидравлического экскаватора

Читать аннотацию

В установившемся режиме работы температура рабочей жидкости гидравлической системы карьерного экскаватора определяется температурой окружающей среды, конструкцией гидравлической системы и потерями мощности. Величина потерь мощности зависит от физических и термодинамических свойств рабочей жидкости и степени износа рабочих элементов гидравлической системы карьерного экскаватора. Основными причинами потерь мощности являются гидравлические потери в местных сопротивлениях, трубопроводах и утечки в насосах и гидромоторах. При увеличении температуры рабочей жидкости ее вязкость уменьшается, что приводит к снижению потерь мощности за счет гидравлических потерь в трубопроводах и местных сопротивлениях и к увеличению объемных утечек и связанных с ними потерь мощности. Для численного определения уровня потерь мощности на примере экскаватора Komatsu PC750-7 при применении гидравлических масел Shell Tellus S2 V 22, 32, 46, 68 с соответствующей кинематической вязкостью 22, 32, 46, 68 сСт при 40 °C использовалась разработанная методика расчета и программный алгоритм в среде MatLab Simulink. Предложен коэффициент потери мощности, получаемый сравнением потерь мощности при оптимальной величине температуры для гидросистемы в рассматриваемых условиях с фактическими. Использование коэффициента позволит выбирать рабочие жидкости и устанавливать величины предельного состояния основных насосов и других элементов гидросистемы, оценивать фактическую энергоэффективность работы экскаватора. Расчеты показали, что проведение мероприятий, обеспечивающих работу в интервале с отклонением 10 % от оптимального значения температуры для данных условий, позволяет сократить потери энергии от 3 до 12 %.

Как цитировать: Рахутин М.Г., Занг К.К., Кривенко А.Е., Чан В.Х. Оценка влияния температуры рабочей жидкости на потери мощности карьерного гидравлического экскаватора // Записки Горного института. 2023. Т. 261. С. 374-383. EDN OKWKUF
Энергетика
  • Дата отправки
    2023-01-12
  • Дата принятия
    2023-06-20
  • Дата публикации
    2023-07-19

Повышение энергетической эффективности руднотермических печей при плавке алюмокремниевого сырья

Читать аннотацию

Вопросы энергосбережения пирометаллургических производств при переработке минерального сырья в руднотермических печах являются особо значимыми для разработки новых энергоэффективных технологий. Снижение удельного расхода электроэнергии во время плавки на разных стадиях нагрева и плавления шихтовых материалов при моделировании связано с получением кинетических кривых в процессе восстановления кианитового концентрата в политермических условиях. На основе практических данных карботерми-ческого восстановления проведено математическое моделирование процессов восстановления из алюмокремниевого сырья – кианитов. В данной работе при восстановлении кианитовой шихты был использован неизотермический метод, основанный на постоянной скорости нагрева шихты (т.е. при линейной зависимости между временем и температурой), что экономит электрическую энергию. Эксперименты проводились на высокотемпературной установке с нагревателем, размещенным в углеграфитовом тигле. На основании полученных кинетических зависимостей неизотермического нагрева обогащенных кианитовых концентратов в условиях плазменного нагрева получен ряд кинетических анаморфоз линейного вида, который указывает на возможность описания скорости реакций с помощью модифицированного уравнения Колмогорова – Ерофеева при заданных условиях нагрева и в более узком интервале температур. Выявленный при построении математической модели комплекс позволяет создать алгоритм управления технологическим процессом восстановления кианитового концентрата до металлизированного состояния в заданном интервале температур для полного протекания реакционного обмена и снизить удельный расход электроэнергии на 15-20 %. При помощи полученных кинетических зависимостей с учетом термодинамики процессов и современного уровня техники можно создать универсальный тепловой агрегат для оптимального проведения карботермического восстановления шихты до металлизированного состояния (сплава) с минимальными энергетическими затратами по сравнению с существующими технологиями.

Как цитировать: Бажин В.Ю., Устинова Я.В., Федоров С.Н., Шалаби М.Э.Х. Повышение энергетической эффективности руднотермических печей при плавке алюмокремниевого сырья // Записки Горного института. 2023. Т. 261. С. 384-391. EDN RTQXSE
Энергетика
  • Дата отправки
    2023-03-14
  • Дата принятия
    2023-06-20
  • Дата публикации
    2023-07-19

Прогнозирование планового потребления электроэнергии для объединенной энергосистемы с помощью машинного обучения

Читать аннотацию

Представлены результаты исследований по разработке прогностических моделей по ретроспективным данным о плановом потреблении электроэнергии в регионе со значительной долей предприятий минерально-сырьевого комплекса. Поскольку энергоемкость промышленности остается довольно высокой, актуальна задача по рационализации потребления электроэнергии. Одним из путей повышения точности управления при планировании расходов на электроэнергию является прогнозирование электрических нагрузок. Несмотря на большое количество научных работ по теме прогнозирования электропотребления, данная проблема остается актуальной из-за изменяющихся требований оптового рынка электроэнергии и мощности к точности прогнозов. Поэтому цель настоящего исследования – поддержка управленческих решений в процессе планирования объемов электропотребления. Для этого необходимо создать прогностическую модель и определить перспективное электропотребление энергосистемы. С этой целью проведен сбор и анализ исходных данных, их предобработка, отбор признаков, создание моделей и их оптимизация. Созданные модели основаны на ретроспективных данных о плановом электропотреблении, показателях работы энергосистемы (частоте), а также метеорологических данных. Методы исследований – ансамблевые методы машинного обучения (алгоритмы случайного леса, градиентного бустинга XGBoost и CatBoost), а также модель рекуррентной нейронной сети долгой краткосрочной памяти (LSTM). Полученные модели позволяют с достаточно высокой точностью создавать краткосрочные прогнозы электропотребления (на период от одних суток до недели). Применение моделей, основанных на алгоритмах градиентного бустинга, и моделей нейронных сетей дали прогноз с погрешностью менее 1 %, что позволяет рекомендовать их для применения при прогнозировании планового электропотребления объединенных энергосистем.

Как цитировать: Клюев Р.В., Моргоева А.Д., Гаврина О.А., Босиков И.И., Моргоев И.Д. Прогнозирование планового потребления электроэнергии для объединенной энергосистемы с помощью машинного обучения // Записки Горного института. 2023. Т. 261. С. 392-402. EDN FJGZTV
Энергетика
  • Дата отправки
    2021-05-12
  • Дата принятия
    2022-05-11
  • Дата публикации
    2023-07-19

Использование кибернетического подхода к ценозависимому управлению спросом на потребляемую подземным горно-добывающим предприятием электроэнергию

Читать аннотацию

В статье рассматривается кибернетическая модель ценозависимого управления спросом на электроэнергию (Demand Response, DR), потребляемую подземным горно-добывающим предприятием (ПГДП), в частности главной вентиляторной установкой (ГВУ). Предложены схема модели управления энергопотреблением ГВУ в режиме DR и имплементации кибернетического подхода к DR на базе платформы Интернета вещей. Описаны основные функциональные требования и алгоритм работы платформы, показано взаимодействие платформы с симулятором цифровой модели ПГДП, на которой будут заранее имитироваться процессы, связанные с осуществлением технологического процесса проветривания и управления спросом на электроэнергию. Приведены результаты моделирования снижения нагрузки на ГВУ горно-добывающего предприятия на сутки вперед. Представленное решение позволяет заблаговременно определять требуемые затраты электроэнергии на работу ГВУ, управлять ее работой в энергосберегающем режиме, учитывать прогнозируемые изменения в плановом (например, при спуске-подъеме рабочих по вентиляционному стволу) и внеплановом (например, при изменении параметров наружного воздуха) режимах. Результаты исследования могут быть использованы для снижения себестоимости добычи полезного ископаемого ПГДП без ущерба для безопасности технологических процессов, как за счет реализации энергосберегающих технических, технологических или иных мероприятий, так и при участии предприятий в рынке DR. Предложенная модель дает ПГДП гарантированное получение финансовой компенсации за счет обоснованного изменения профиля энергопотребления ГВУ в часы высокого спроса на электроэнергию, устанавливаемые системным оператором Единой энергетической системы.

Как цитировать: Николаев А.В., Фёт Ш., Кычкин А.В. Использование кибернетического подхода к ценозависимому управлению спросом на потребляемую подземным горно-добывающим предприятием электроэнергию // Записки Горного института. 2023. Т. 261. С. 403-414. DOI: 10.31897/PMI.2022.33
Энергетика
  • Дата отправки
    2023-03-10
  • Дата принятия
    2023-06-20
  • Дата публикации
    2023-07-19

Повышение энергоэффективности вакуумной установки перегонки мазута с помощью пинч-анализа

Читать аннотацию

Повышение энергоэффективности нефтеперерабатывающего предприятия – актуальная задача государства. Объектом исследования является вакуумная установка перегонки мазута, включающая блок предварительного нагрева сырья и печь подогрева мазута перед колонной. Пинч-анализ позволяет проанализировать и оптимизировать большое количество тепловых потоков. Анализ и повышение энергоэффективности объекта исследования проводится энтальпийным пинч-анализом. С целью снижения тепловой нагрузки печей введены дополнительные потоки в систему теплообмена блока подогрева нефти. Проведена параметрическая оптимизация новой системы теплообмена, определены минимальные потребности системы теплообмена во внешних энергоносителях. Построен энтальпийный каскад системы теплообмена, который наглядно показывает распределение тепла между каждым тепловым потоком системы. Поиск оптимальной потоковой теплоемкости продуктов сгорания печи – важный пункт в анализе энергоэффективности печи. Выявлена оптимальная потоковая теплоемкость, при которой потери тепла с уходящими газами минимальны. В результате проведенных исследований повышена эффективность блока предварительного нагрева мазута за счет доведения рекуперации тепла до максимума, а затраты на внешние энергоносители минимизированы. Уменьшением потерь тепла с уходящими газами удалось увеличить КПД печи.

Как цитировать: Юшкова Е.А., Лебедев В.А. Повышение энергоэффективности вакуумной установки перегонки мазута с помощью пинч-анализа // Записки Горного института. 2023. Т. 261. С. 415-427. EDN LXDVDP
Энергетика
  • Дата отправки
    2023-03-14
  • Дата принятия
    2023-06-20
  • Дата публикации
    2023-07-19

Система беспроводного заряда аккумуляторов для рудничного электровоза

Читать аннотацию

Развитие электротранспорта обладает высоким потенциалом энергосбережения: энергосберегающее управление движением способно снизить объем потребляемых ресурсов, а интеграция с сетью электроснабжения обеспечивает возможность выравнивания суточных графиков нагрузки. Это справедливо для предприятий подземной добычи полезных ископаемых. Ключевым звеном интеграции электротранспорта с сетью является зарядная инфраструктура с перспективой разработки систем беспроводного заряда. Внедрение таких систем в подземных условиях сопряжено с вопросами энергетической эффективности и обеспечения взрывобезопасности. Рассматривается разработка системы беспроводного заряда на примере рудничного электровоза марки А-5,5-600-У5. Схемные и конструктивные решения сформированы с использованием метода анализа иерархий по результатам сопоставления существующих технических решений для отдельных узлов системы по критериям энергоэффективности и безопасности. Разработана комплексная компьютерная модель, позволяющая проводить исследование переходных процессов в электрической схеме системы беспроводного заряда и в трехмерной постановке определять параметры высокочастотного магнитного поля в пространстве передающей и приемной катушек. Предложен подход к оценке опасности воспламенения рудничной атмосферы на основе анализа индукции высокочастотного магнитного поля в области электромагнитного взаимодействия между катушками системы беспроводного заряда. Подход с использованием комплексной компьютерной модели применен к разработанной системе. Исследование показало, что система беспроводного заряда для рудничного электровоза в условиях предприятия подземной добычи полезных ископаемых, опасных по газу и пыли, технически реализуема и существуют конструктивные решения, при которых она взрывобезопасна.

Как цитировать: Завьялов В.М., Семыкина И.Ю., Дубков Е.А., Велиляев А.С. Система беспроводного заряда аккумуляторов для рудничного электровоза // Записки Горного института. 2023. Т. 261. С. 428-442. EDN JSNTAQ
Энергетика
  • Дата отправки
    2022-10-26
  • Дата принятия
    2023-02-13
  • Дата публикации
    2023-07-19

Определение сопротивления электрической сети при расчете режимов с искажениями в напряжении

Читать аннотацию

В работе исследуется определение гармонического сопротивления системы электроснабжения горного предприятия. Данный параметр важен при расчете режимов с искажениями в напряжении, так как от его значения значительно зависят определяемые характеристики токов и напряжений на частотах высших гармоник, которые позволяют наиболее точно моделировать процессы при наличии искажений в напряжении и токе. Рассмотрена система электроснабжения подземных горных работ, характеризуемая значительной разветвленностью электрической сети и наличием мощных нелинейных электроприемников – одними из основных причин снижения качества электроэнергии на производстве. Модернизация процесса горного производства, внедрение систем автоматизированного электропривода, использование возобновляемых источников энергии, энергосберегающих технологий ведут к повышению энергоэффективности производства, но вместе с тем приводят к ухудшению качества электрической энергии, в частности, к повышению уровня высших гармоник в сети. Задача определения гармонического сопротивления системы электроснабжения решается с целью повышения качества проектирования и эксплуатации сетей электроснабжения горных предприятий с учетом особенностей их нагрузки при добыче твердых полезных ископаемых подземным способом. Рассмотрена возможность определения сопротивления системы на основе измерения нехарактерных высших гармоник, которые генерирует специальная нелинейная нагрузка. В качестве такой нагрузки рассматривается тиристорный регулятор мощности, работающий в режиме фазового регулирования выходного напряжения. Для обоснования предложенного способа используются имитационное компьютерное моделирование и экспериментальные исследования на лабораторном стенде. Даны рекомендации по выбору параметров нагрузки и местоположению подключаемых измерительных устройств.

Как цитировать: Скамьин А.Н., Добуш В.С., Жопри М.Х. Определение сопротивления электрической сети при расчете режимов с искажениями в напряжении // Записки Горного института. 2023. Т. 261. С. 443-454. DOI: 10.31897/PMI.2023.25
Энергетика
  • Дата отправки
    2023-04-02
  • Дата принятия
    2023-06-20
  • Дата публикации
    2023-07-19

Перспективы применения генерации на возобновляемых источниках энергии на угледобывающих предприятиях

Читать аннотацию

Рассматривается проблема развития возобновляемой энергетики на угледобывающих предприятиях Российской Федерации. Представлена методология оценки технико-экономической эффективности внедрения возобновляемых источников энергии на базе имитационного моделирования. Проведен анализ потенциала солнечной и ветровой энергетики для угледобывающих регионов РФ. С применением авторской программы для ЭВМ выполнено моделирование режима работы системы электроснабжения для следующих сценариев внедрения генерации на возобновляемых источниках энергии: солнечной генерации, ветрогенерации, солнечной генерации с накопителем энергии, ветрогенерации и солнечной генерации. По итогам расчета представлен технико-экономический анализ рассмотренных вариантов на примере Ростовской обл. Выполнен анализ чувствительности инвестиционного проекта в условиях неопределенности развития российской возобновляемой энергетики. Сделан вывод, что даже в условиях создания рынка квот на выбросы СО2 и установления цен на уровне Сахалинского эксперимента возобновляемая энергетика на предприятиях минерально-сырьевого комплекса в РФ остается малопривлекательной и требует дополнительной поддержки.

Как цитировать: Непша Ф.С., Варнавский К.А., Воронин В.А., Заславский И.С., Ливен А.С. Перспективы применения генерации на возобновляемых источниках энергии на угледобывающих предприятиях // Записки Горного института. 2023. Т. 261. С. 455-469. EDN LNSCEY
Энергетика
  • Дата отправки
    2023-03-12
  • Дата принятия
    2023-06-20
  • Дата публикации
    2023-07-19

Повышение энергоэффективности автономной системы электроснабжения буровой установки при провалах напряжения

Читать аннотацию

В статье рассматриваются аварийные режимы работы автономного электротехнического комплекса буровой установки. Раскрывается понятие провала напряжения и его влияние на технологический процесс промышленных предприятий. Представлено описание использующихся в электроснабжении промышленных предприятий способов и методов преодоления провалов напряжения и набросов нагрузки в автономных энергосистемах, из которых можно выделить ускоренный подъем ответственного оборудования для недопущения аварийных режимов, а также применение резервных накопителей, как правило аккумуляторных батарей. Разработан алгоритм взаимодействия аккумуляторной батареи и дизель-генераторной установки как резервных источников питания во время различных режимов работы электродвигателя с учетом набросов нагрузки, позволяющий успешно преодолеть провалы напряжения в системе как в переходном, так и в установившемся режимах. Предложен комбинированный метод устранения провала напряжения, особенностью которого является применение комбинированной структуры источников резервного питания в составе дизель-генераторной установки и аккумуляторной батареи, действующий на основании предложенного алгоритма взаимодействия в автономных электротехнических комплексах. Способ позволяет преодолеть резкие набросы нагрузки и провалы напряжения, вызванные дефицитом резервной мощности в электрической системе. Применение аккумуляторной батареи в качестве переходного элемента позволяет переключиться между основным и резервным источниками питания без остановки технологического и расширить порог перегрузки автономного электротехнического комплекса до 60 %. При использовании комбинированного метода повышается энергоэффективность автономного комплекса вследствие уменьшения количества аварийного отключения оборудования, прерываний технологического процесса и дополнительного расхода электроэнергии.

Как цитировать: Червонченко С.С., Фролов В.Я. Повышение энергоэффективности автономной системы электроснабжения буровой установки при провалах напряжения // Записки Горного института. 2023. Т. 261. С. 470-478. EDN MGAPVA
Энергетика
  • Дата отправки
    2023-03-02
  • Дата принятия
    2023-06-20
  • Дата публикации
    2023-07-19

Повышение энергоэффективности автономного электротехнического комплекса с возобновляемыми источниками энергии на основании адаптивной регулировки режимов работы

Читать аннотацию

Возобновляемые источники энергии постепенно обретают свою нишу использования в минерально-сырьевом комплексе. Их активно применяют в отдаленных малонаселенных районах для питания вахтовых поселков, геологоразведочных и метеорологических станций, аппаратуры трубопроводов, сотовых вышек, освещения вертолетных площадок и т.д. По сравнению с питанием от дизельгенераторных установок, системы с возобновляемыми источниками не требуют транспортировки топлива, характеризуются малыми сроками окупаемости и гибкой настройкой под разные категории потребителей. Основные препятствия к их распространению – нестабильность генерации и высокая себестоимость производимого электричества. Первый способ решения этих проблем заключается в развитии технологий, увеличении удельной мощности объектов генерации и систем накопления энергии. Второй способ – энергосбережение и рациональное использование ресурсов. Предложены решения для реализации второго способа. Объектом исследования являются автономные электротехнические комплексы постоянного тока с фото- и ветроэнергетическими установками. Переток мощности от источников генерации к потребителям в таких системах осуществляется через промежуточную шину постоянного тока, уровень напряжения которой влияет на потери мощности в процессе энергопередачи. Проблемой большинства комплексов является то, что напряжение шины жестко задано, в то время как оптимум, для которого будут характерны наименьшие потери, изменяется в зависимости от объемов генерации и потребления. Поэтому электротехнические комплексы теряют часть передаваемой энергии. Во избежание этого в комплекс добавляют алгоритм автоподстройки уровня напряжения шины под изменяющиеся условия работы. Дополнительный вклад в повышение эффективности способно внести динамическое изменение рабочей частоты преобразователей в составе комплекса в зависимости от нагрузки. Оценка по результатам имитационного компьютерного моделирования показала, что потери активной мощности в комплексе с выработкой 10 кВт на протяжении срока его службы сокращаются на 2-5 %.

Как цитировать: Шпенст В.А., Бельский А.А., Орел Е.А. Повышение энергоэффективности автономного электротехнического комплекса с возобновляемыми источниками энергии на основании адаптивной регулировки режимов работы // Записки Горного института. 2023. Т. 261. С. 479-492. EDN SNUKNA