13.03.02_Э-2-15_ШириновДА

1.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА
На тему: Расчет и анализ режимов работы дальних линий
электропередач сверхвысокого напряжения
Кафедра Электроэнергетических
систем
Направление подготовки: 13.03.02
«Электроэнергетика и
электротехника»
Cтудент: Ширинов Д.А.
Группа: Э2-15
Руководитель: Дубровская Т.И.
г. Смоленск 2019

2.

Цели и задачи работы:
2
• Инновационная программа по развитию электроэнергетики России до 2030 г.
• Проектирование электропередачи сверхвысокого напряжения.
• Технико-экономический расчет вариантов схем, выбор более рационального варианта
схемы электрической сети.
• Расчет основных режимов работы электропередачи.
• Охрана труда и техника безопасности, для работ под сверхвысоким напряжением на
линиях электропередач.

3.

Инновационная программа по развитию
электроэнергетики России до 2030 г.
3
• обеспечение энергетической безопасности страны и регионов;
• удовлетворение потребностей экономики и населения страны в электрической энергии
(мощности);
• обеспечение надежности работы системы электроснабжения России;
• инновационное обновление отрасли, направленное на обеспечение высокой
энергетической, экономической и экологической эффективности производства,
транспорта, распределения и использования электроэнергии.

4.

Инновационная программа по развитию
электроэнергетики России до 2030 г.
4
• обеспечение
широкого
внедрения
новых
высокоэффективных
технологий
производства, транспорта и распределения электроэнергии и, тем самым, построение
электроэнергетики на качественно новом технологическом уровне;
• создание эффективной системы управления функционированием и развитием ЕЭС и
электроэнергетики страны в целом, обеспечивающей минимизацию затрат;
• обеспечение эффективной политики государства в электроэнергетике;
• разработка и реализация механизма сдерживания цен за счет технологического
инновационного развития отрасли, снижения затрат на строительство генерирующих и
сетевых мощностей, создания эффективной системы управления;
• снижение негативного воздействия электроэнергетики на окружающую среду на основе
применения наилучших существующих и перспективных технологий;

5.

Инновационная программа по развитию
электроэнергетики России до 2030 г.
5
В области развития технологий тепловой генерации
• Освоение современных технологий сжигания углей с
суперкритическими параметрами пара, что приведет к
снижению расхода топлива на 7–10 %.
• Освоение технологий газификации угля, что позволит
повысить КПД до 46–52 %.
• Освоение технологий сжигания углей в кипящем слое, что
позволит улучшить экологические показатели.
• Создание современных, эффективных и мощных газовых
турбин на основе интенсификации собственных
разработок, получения лицензий на освоение их
производства в России, создание новых парогазовых
установок, что даст экономию топлива около 30 %.
ТЭЦ – 21, г. Москва

6.

Инновационная программа по развитию
электроэнергетики России до 2030 г.
6
В области развития технологий гидроэнергетики
Саяно-Шушенская ГЭС, г. Хакасия, Красноярский край
Создание крупных высокоэффективных гидроагрегатов с
переменной скоростью вращения мощностью до 1000 МВт,
обеспечивающих высокие технико-экономические показатели и
понижающих стоимость производства электроэнергии, что
обеспечит повышение КПД генераторов до 99 % и снижение
удельной стоимости сооружения электростанций.
Создание
высокоэффективных
автоматических
систем
мониторинга состояния оборудования и гидротехнических
сооружений
для
обеспечения
надежной
эксплуатации
гидроэлектростанций.
Разработка и изготовление комплекса высокоэффективного
оборудования для обратимых гидроагрегатов ГАЭС с переменной
скоростью вращения и единичной мощностью 300–350 МВт,
позволяющих
обеспечить
высокую
маневренность
в
генераторном и насосном режимах, что даст возможность
повысить КПД, снизить удельную стоимость сооружения
электростанций.

7.

Инновационная программа по развитию
электроэнергетики России до 2030 г.
7
В области развития технологий атомной энергетики
• корпусные реакторы с водяным теплоносителем
типа ВВЭР и их модификации;
• реакторы на быстрых нейтронах с
жидкометаллическим теплоносителем
• высокотемпературные реакторы с гелиевым
теплоносителем;
• замыкание ядерного цикла;
• создание термоядерных реакторов
(международный термоядерный
экспериментальный реактор – ИТЭР,
демонстрационный энергетический реактор –
ДЭМО).
Смоленская АЭС, г Десногорск, Смоленская область

8.

Инновационная программа по развитию
электроэнергетики России до 2030 г.
В области развития технологий нетрадиционных источников энергии
• бинарных геотермальных электростанций и оборудования к ним;
• микро и малых гидростанций с оборудованием единичной
мощностью от 2 кВт до 1 МВт;
• фотоэлектрических элементов на основе кремния, модулей и
батарей с КПД 14–15 %;
• высокоэффективных (КПД > 25 %) гетероструктурных
солнечных элементов и энергоустановок с концентраторами
солнечного излучения;
• солнечных электростанций, размещаемых в космосе на
солнечно-синхронных орбитах с последующей передачей на
Землю электроэнергии в СВЧ диапазоне;
• эффективных жидкостных и воздушных солнечных коллекторов,
систем отопления и горячего водоснабжения на их основе;
8

9.

Инновационная программа по развитию
электроэнергетики России до 2030 г.
В области развития новых технологий систем передачи и распределения электроэнергии
• Прогрессивных проводников, полученных с использованием новых композиционных материалов,
которые позволят: увеличить токонесущую способность, уменьшить затраты на сооружение линий
электропередачи, уменьшить потери в сети, уменьшить вес, увеличить продолжительность срока
службы, увеличить сопротивление коррозии, уменьшить провисание проводов
• Высокотемпературных сверхпроводниковых материалов и устройств на их основе – кабелей,
трансформаторов, ограничителей токов короткого замыкания, синхронных компенсаторов, двигателей
и генераторов
• Недорогих и надежных накопителей электрической энергии разных типов на всех уровнях: основной
сети, распределительной сети и конечных потребителей. Их применение позволит осуществить
выравнивание графиков нагрузки, повысить использование генерирующих, передающих и
распределительных систем, повысить надежность энергоснабжения потребителей. Необходимо
проведение работ по созданию новых накопителей с большими возможностями, в том числе на базе
нанотехнологий.
9

10.

Инновационная программа по развитию
электроэнергетики России до 2030 г.
• Распределенная генерация и распределенные интеллектуальные системы управления.
Среди потенциальных источников распределенной генерации экономически эффективными
и технически подготовленными в настоящее время являются газотурбинные установки
небольшой мощности, нетрадиционные источники энергии, малые ГЭС и
теплоснабжающие когенерационные установки на местных топливах.
• Силовая электроника и устройства на ее основе, прежде всего, устройства FACTS. К ним
относятся управляемые ферромагнитные шунтирующие реакторы, статические
тиристорные компенсаторы, фазоповоротные устройства, продольная емкостная
компенсация, объединенные регуляторы перетока мощности, СТАТКОМы, устройства
асинхронной связи – передачи и вставки постоянного тока. Их применение позволит
решать задачи управления потоками мощности, увеличения пропускной способности,
регулирования напряжения, компенсации реактивной мощности, демпфирования
колебаний и обеспечение динамической устойчивости, улучшения качества
электроэнергии.
• Распределенные интеллектуальные системы обеспечат повышение управляемости
генерацией, передачей, распределением и потреблением электроэнергии. Важное
значение будет иметь введение автоматических систем управления спросом.
10

11.

Проектирование электропередачи сверхвысокого
напряжения.
11
P, %
120
100
80
60
40
20
0
100
70
50
30
3200
1800
2200
Рис.1. Схема расположения объектов
P, %
1560
T, час
Рис.2. График нагрузок
Таблица 2.
Мощность головного участка электропередачи
Таблица 1.
Исходные данные
Pном, МВт
L1 , км
L2 , км
Pпс , МВт
cosφпс
cosφсист.
Pрез. , МВт
P, %
100
70
50
30
1890
650
540
870
0,98
0,98
490
T, час
3200
1800
2200
1560
Район сооружения: Европейская часть России.
Средняя температура: Θохл = +25℃.
Cстоимость 1 кВт ∙ час потерянной электроэнергии = 6,9 коп., цены 2000 г.

12.

Проектирование электропередачи сверхвысокого
напряжения.
Формула Илларионова: