Труды КНЦ (Технические науки вып. 2/2024(15))

Российско-датского института энергоэффективности (РДИЭЭ) и Датской национальной лаборатории RISO. Свой вклад в разработку атласа внесли и сотрудники ИФТПЭС КНЦ РАН В. А. Минин и Г. С. Дмитриев. Центр является учредителем и научным членом Всемирной ветроэнергетической ассоциации (WWEA). На состоявшейся в ноябре 2005 г. в Мельбурне, Австралия, 4-й Всемирной Ветроэнергетической конференции были представлены три пленарных доклада Центра [39-41], которые вызвали значительный интерес со стороны участников конференции. Представитель Центра с. н. с. Г. С. Дмитриев был вторично переизбран вице-президентом WWEA. В 2005 г. заведующий лабораторией В. А. Минин в составе сводной рабочей группы принял участие в разработке Концепции использования ветровой энергии в России [42]. Перспективы крупномасштабного применения ВЭУ в составе энергосистемы Основными предпосылками крупномасштабного применения ВЭУ в составе Кольской энергетической системы являются: высокий потенциал ветра, благоприятный годовой ход ветра с максимумом в холодное время года, наличие господствующих направлений ветра и уникальная структура энергосистемы [43]. В составе Кольской энергосистемы работают Кольская АЭС (1760 МВт), 17 гидроэлектростанций (около 1600 МВт) с водохранилищами суточного, сезонного и многолетнего регулирования, а также Мурманская и Апатитская ТЭЦ (около 250 МВт). Наличие ГЭС позволяет компенсировать неравномерность поступления энергии от ВЭУ в энергосистему. Благодаря этому оказывается возможным сглаживание колебаний мощности ВЭУ (минутных, часовых, суточных) и превращение непостоянной во времени ветровой энергии в достаточно качественную экологически чистую энергию. Разработка экономико-математической модели оптимизации структуры Кольской энергосистемы и последующие расчетные исследования показали, что масштабы возможного внедрения ВЭУ могут составить около 15 % в балансе мощности системы (около 600 МВт) и около 10 % в балансе энергии (2 млрд кВт-ч). Столь значительные масштабы возможного внедрения ВЭУ требуют изменения существующих правил сработки и наполнения водохранилищ ГЭС: водохранилища нужно готовить не только к приему паводковых (весенних и осенних) вод, но и к возможности аккумулирования энергии ветра в осенне-зимний период. Практическая значимость исследований заключается в разработке эффективного и простого в реализации инструмента технико-экономической оценки перспектив применения ВЭУ в зависимости от складывающихся внешних условий (стоимости топлива, тарифов на электрическую и тепловую энергию, стоимости ВЭУ и т. д.). В дальнейшем сотрудниками Центра была выполнена оценка перспектив освоения ресурсов ветровой энергии на Кольском полуострове [43], инвестиционной привлекательности сооружения ветропарков [44], возможного влияния ветропарков на режимы работы энергосистем [45]. Было установлено, что ветроэнергетические установки и отдельные ВЭУ, работающие в составе мощной энергосистемы, должны: - преобразовывать переменную во времени энергию ветра в электрическую энергию заданного качества за счет выбора соответствующих устройств, позволяющих вести устойчивую работу в широком диапазоне скоростей ветра; - работать с высоким коэффициентом использования энергии ветра; - осуществлять автоматический запуск ВЭУ; - позволять вести параллельную работу нескольких ВЭУ. В ходе проведенных исследований были оценены достоинства и недостатки применения на ветроэнергетических установках синхронных и асинхронных генераторов. Синхронные генераторы позволяют осуществлять выработку реактивной мощности наряду с активной, а также вести работу в режиме синхронного компенсатора. Их недостаток — сложность реализации синхронизации с сетью, более высокая стоимость, чем у асинхронных генераторов. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 2. С. 5-47. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 2. P. 5-47. © Минин В. А., 2024 20