131
инструментальных потерь, которые могут быть
существенно выше уровня технических.
Таким образом, данная схема не позволяет обеспечить
потребителя электроэнергией требуемого качества, что
предполагает
необходимость
модернизации
электрической сети. В связи с этим были приняты к
рассмотрению следующие варианты повышения качества
электроснабжения потребителей участка с дальнейшим
изменением математической модели сети:
– реконструкция объектов электросетевого хозяйства;
– применение
индивидуальных
столбовых
трансформаторных подстанций (ТП);
– модернизация
сети
с
применением
вольтодобавочного трансформатора (ВДТ);
– модернизация
сети
с
применением
систем
накопления электрической энергии СНЭЭ;
– использование солнечной электростанции (СЭС)
совместно с системой накопления электрической энергии.
III.
В
ЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
Проведение соответствующих расчетов полученных
моделей показало, что в каждом из предложенных
вариантов
модернизации,
значение
отклонения
напряжения на наиболее удаленных участках сети
составило не более 10 %, что находится в пределах
допустимого
значения
отклонения
напряжения.
Результаты расчетов, а также ориентировочная стоимость
каждого из вариантов модернизации показаны в таблице 1
[2].
Таблица I Р
ЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ОРИЕНТИРОВОЧНАЯ СТОИМОСТЬ
ОБОРУДОВАНИЯ МОДЕРНИЗАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ
№
Вариант
модернизации
Отклонение
напряжения
от
номинально
го, ∆U, %
Расчетны
е
техническ
ие потери,
%
Ориентировочн
ая стоимость
решения,
тыс. рублей, без
НДС
1
Реконструкция
объектов
электросетевог
о хозяйства
1,75
3,00
8 500,00
2
Применение
индивидуальн
ых столбовых
ТП
1,00
1,00
10 000,00
3
Модернизация
сети с
применением
ВДТ
2,15
5,00
3 500,00
4
Модернизация
сети с
применением
СНЭ
1,5
2,50
3 500,00
5
Использование
СЭС
совместно с
СНЭ
1,25
3,50
6 500,00
Каждый из рассматриваемых вариантов системы
электроснабжения
имеет
свои
преимущества
и
недостатки.
В большинстве случаев, первоначальной причиной
низкого напряжения является неоптимизированные
электрические сети под большие нагрузки, Связанные с
развитием электрических сетей. Реконструкция объектов
электросетевого
хозяйства
является
наиболее
распространенным способом, однако это решение требует
бóльших капиталовложений и трудозатрат.
Строительство столбовых ТП вблизи потребителей
позволит снизить протяженность линий низкого класса
напряжения и, тем самым, снизить потери при передаче
электроэнергии, повысить надежность и качество
электроэнергии, а также увеличить пропускную
способность сети. Для её строительства не требуется
подготавливать специальную площадку, это позволяет
значительно снизить затраты на монтаж и ввод в
эксплуатацию объекта. Недостатком такого варианта
модернизации сети является близкое расположение
высоковольтной линии к потребителям.
Применение ВДТ в сетях электроснабжения
потребителей
0,4 кВ
позволяет
повысить
и
стабилизировать напряжения в сети, компенсировать
несимметричные фазные напряжения, снизить опасные
последствия при обрыве нулевого проводника, а также
снизить объём и срочность капиталовложений.
В связи с сложнопрогнозируемым характером
изменения во времени мощности, генерируемой
установками на основе возобновляемых источников
энергии (ВИЭ), их возможно комбинировать с СНЭЭ,
которая в свою очередь сможет выполнять функции
согласования графиков нагрузки и генерации. Кроме того,
СНЭЭ может работать как источник маневренной
мощности, принимая излишки генерируемой мощности во
время пиков генерации, а также повышать устойчивость
параллельной
работы.
Использование
солнечной
электростанции совместно с системой накопления
электрической энергии позволяет перекрывать пики
нагрузок при отсутствии солнечной активности, когда
мощность солнечной станции ограничена, а возможность
подзарядки СНЭЭ от сети дает гарантию качественной
электроэнергии круглый год. Для организации СЭС,
например, мощностью 30 кВт необходима установка
панелей в количестве 120 штук (1640 × 992 × 35 мм), что
предполагает строительство объекта генерации на
отдельной территории площадью около 280 квадратных
метров.
Исходя из полученных результатов, сведенных в табл.
1, а также анализа преимуществ и недостатков
рассматриваемых вариантов систем электроснабжения,
наименьшее отклонение напряжения от номинального на
наиболее удаленном участке электрической сети имеет
решение
с
применением
системы
накопления
электрической энергии, которая позволяет более гибко
реагировать на изменение режимов работы электрической
сети.
На рис. 2 приведен вариант модернизации схемы
электроснабжения КТП с помощью двух СНЭЭ. Она
заключается
в
соединении
систем
накопления
электрической энергии на параллельную работу с сетью
мощностью 40 кВт и 120 кВт.
Современная система накопления электрической
энергии
реализуется
на
базе
литий-ионной
аккумуляторной
батареи,
оснащенной
полупроводниковым преобразователем, выполняющим
функции зарядного устройства и инвертора при выдаче
мощности, а также автоматическими системами
управления и учета электроэнергии, устройством защиты
от перегрузок. Оборудование телемеханики и связи,
