ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations / Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ
Not a member yet
1437 research outputs found
Sort by
Исследование стратегии рекуперативного торможения электромобилей
Get PDFIn the context of global energy instability caused by the transformation of global demand for energy and energy resources, one of the most important areas in the automotive industry is the development of electric vehicles. Serial production of high-tech electric vehicles with a long range contributes to the stabilization of the energy market and the sustainable development of the whole fuel-energy sector. To evaluate the possibility of optimizing the electric vehicles energy consumption, various regenerative braking strategies are discussed in the article based on the Nissan Leaf electric vehicle, which simulation model includes submodules of the traction electric motor, hybrid braking system, traction rechargeable battery and tires. In order to test the adequacy of the simulation model to reproduce the relationship between the operating parameters of electric vehicles various systems and evaluate their ability to regenerate energy during braking the simulation results were compared with the actual experimental data published by the Lab Avt research laboratory (USA). The relative error of the mathematical modeling results of the braking energy regeneration processes is 4.5 %, which indicates the adequacy of the electric vehicle simulation model and the possibility of its using as a base for research and comparison of the energy efficiency of various regenerative braking strategies. As the results of experiments have shown, the usage of the proposed control strategy of the regenerative braking maximum force allows increasing 2.14 times the energy recharging traffic to the battery as compared with the basic control strategy of fixed coefficient braking forces distribution with an increase in braking distance by 10 m. An alternative control strategy of regenerative braking optimal efficiency as compared to the basic control strategy provides a reduction in braking distance by 13.2 % at increasing by 84.4 % the amount of energy generated by the electric motor for recharging the batteries. The carried out investigations confirm the available significant potential for improving the efficiency of the electric vehicles usage by developing the control strategy and algorithms of the braking energy regeneration.В условиях энергетической нестабильности, вызванной трансформацией глобального спроса на энергию и энергоресурсы, одним из важнейших направлений в автомобилестроении является разработка транспортных средств на электрической тяге. Серийное производство высокотехнологичных электромобилей с большим запасом хода способствует стабилизации рынка энергоресурсов и устойчивому развитию всего топливно-энергетического сектора. Для оценки возможности оптимизации энергопотребления электромобилей в статье рассматриваются различные стратегии рекуперативного торможения на базе имитационной модели электромобиля Nissan Leaf, включающей субмодули тягового электродвигателя, гибридной тормозной системы, тяговой аккумуляторной батареи и шин. Результаты моделирования сопоставлялись с экспериментальными данными научно-исследовательской лаборатории Lab Avt (США), опубликованными для проверки адекватности имитационных моделей, воспроизводящих взаимосвязь между рабочими параметрами различных систем электромобиля и оценивающих их способность регенерировать энергию при торможении. Относительная погрешность результатов математического моделирования процессов рекуперации энергии составляет 4,5 %, что свидетельствует об адекватности имитационной модели электромобиля и возможности ее использования в качестве базовой для исследований и сопоставления энергоэффективности различных стратегий рекуперативного торможения. Как показали результаты экспериментов, использование предлагаемой стратегии управления максимальной силой рекуперативного торможения позволяет увеличить трафик энергии подзарядки в 2,14 раза по сравнению с базовой стратегией управления на основе фиксированного коэффициента распределения тормозных усилий по осям транспортного средства при увеличении тормозного пути на 10 м. Альтернативная стратегия управления оптимальной эффективностью рекуперативного торможения обеспечивает по сравнению с базовой стратегией уменьшение тормозного пути на 13,2 % при одновременном увеличении на 84,4 % количества вырабатываемой электродвигателем энергии для подзарядки тяговых аккумуляторных батарей. Проведенные исследования подтверждают имеющийся потенциал по повышению эффективности использования электромобилей за счет совершенствования стратегии и алгоритмов управления рекуперацией энергии торможения
Исследование тепло- и массообмена в процессе конвективной термообработки и сушки теплоизоляционных материалов и приближенное уравнение кривой сушки
Get PDFThe results of the study of heat treatment in the drying processes of thin thermal insulation materials based on the most general laws of convective drying of wet bodies with the establishment of the equation of the drying curve are presented. The numerical values of heat and mass transfer Biot numbers for the period of decreasing drying rate are established, too. Based on the study and analysis of numerous sources, the ranges of changes in the Lykov, Posnov, and phase transformation criteria for the processes of heat treatment of ceramics, asbestos, felt, and clay plates have been approximately determined. It is demonstrated that for values of Biot numbers less than one, for Lykov criteria value of 0.05–0.13 and for Posnov criteria value of 0.03–0.08 for drying modes with a temperature of 90–120 ° C, the task of drying, as a heat and mass transfer process, is external, and internal transfer does not affect the conditions of interaction of the material surface with the environment. It is also shown that the drying of thin materials takes place when the Biot number is less than one and, under the conditions of an external problem, the similarity criteria do not affect convective drying. The intensity of moisture evaporation from the body surface is determined by the value of the heat transfer coefficient in the Biot number and the regime parameters of the process. It has been established that the processes of drying materials are low-intensity processes. Based on the elements of the theory of thermal regular regime, the rate of heating of a wet body and the rate of decrease in moisture content are determined. The problem of constructing drying curves without conducting experiments to determine the duration of drying of thermal insulation materials based on approximate equations is considered; this problem is of interest for the practice of drying. The constructed drying curves do not coincide with the actual curve with an error of 4–5 %.Представлены результаты исследования термической обработки в процессах сушки тонких теплоизоляционных материалов на основе наиболее общих закономерностей конвективной сушки влажных тел с установлением уравнения кривой сушки. Установлены численные величины тепло- и массообменных чисел Био для периода падающей скорости сушки. На основе изучения и анализа многих источников приближенно определены диапазоны изменения критериев Лыкова, Поснова, критерия фазового превращения для процессов термической обработки керамики, асбеста, войлока, пластин глины. Показано, что при значениях чисел Био меньше единицы, критериев Лыкова 0,05–0,13, Поснова 0,03–0,08 для режимов сушки с температурой 90–120 °C задача сушки как тепло- и массообменного процесса является внешней и внутренний перенос не влияет на условия взаимодействия поверхности материала с окружающей средой. Показано, что сушка тонких материалов протекает при числе Био меньше единицы и в условиях внешней задачи критерии подобия не влияют на конвективную сушку. Интенсивность испарения влаги с поверхности тела определяется величиной коэффициента теплоотдачи в числе Био и режимными параметрами процесса. Установлено, что процессы сушки материалов относятся к малоинтенсивным процессам. На основе элементов теории теплового регулярного режима установлены темп нагревания влажного тела и темп убыли влагосодержания. Рассмотрена задача построения кривых сушки без проведения экспериментов для определения длительности сушки теплоизоляционных материалов на основе приближенных уравнений, что представляет интерес для практики сушки. Построенные кривые сушки дают несовпадение с действительной кривой с погрешностью 4–5 %
Автономная термосифонная система пассивного отвода теплоты от первого контура реакторной установки: особенности функционирования, характеристики и основные преимущества
Get PDFAn autonomous system of passive removal of residual heat (PRRHS) of a reactor installation with VVER designed to ensure the safety of nuclear power plants in an accident with complete long-term blackout is considered. The system provides for the removal of heat directly from the first circuit of the reactor plant (PRRHS R). In order to increase the reliability and safety of the emergency heat sink, heat exchange equipment based on closed-type evaporation and condensation devices – two-phase thermosyphons – has been used in the system. The main feature of such heat exchangers is that their thermosiphon assemblies structurally separate the primary circuit and the auxiliary circuit of the PRRHS, which is removed outside the reactor compartment, and provide safe and efficient heat removal, reduce the risk of radioactive contamination spreading beyond safety barriers. Such autonomous passive systems will provide effective heat removal directly from the primary circuit by changing the chain of successive heat transfer sites from nuclear fuel to the final absorber and excluding from it such elements, as for example steam generators, the condition and operability of which in the emergency process of heat removal have a major impact on the safety of the reactor core. The article presents a diagram of an autonomous heat sink system; also, a description of its operation is given. The main characteristics of the course of the emergency process of removal of residual heat by the autonomous thermosiphon PRRHS R obtained by computational modeling have been considered. The advantages of an autonomous thermosiphon passive system in comparison with a passive heat removal system of a reactor installation with VVER through the second circuit are analyzed. The obtained results are proposed to solve the problems of diversification of passive safety systems of evolutionary reactor plants of nuclear power plants with VVER type reactors.Рассмотрена автономная система пассивного отвода остаточного тепловыделения (СПОТ) реакторной установки с ВВЭР, предназначенная для обеспечения безопасности АЭС в условиях аварии с полным длительным обесточиванием. Система предусматривает отвод теплоты непосредственно от первого контура реакторной установки (СПОТ Р). С целью повышения надежности и безопасности аварийного теплоотвода в системе применено теплообменное оборудование на основе испарительно-конденсационных устройств замкнутого типа – двухфазных термосифонов. Основной особенностью таких теплообменников является то, что их термосифонные сборки конструктивно разделяют первый контур и промконтур СПОТ, выводимый за пределы реакторного отделения, и позволяют обеспечить безопасный и эффективный теплоотвод, снижают риск распространения радиоактивных загрязнений за барьеры безопасности. Подобные автономные пассивные системы обеспечат эффективный теплоотвод непосредственно от первого контура, изменив цепочку последовательных участков теплопереноса от ядерного топлива к конечному поглотителю и исключив из нее элементы, например парогенераторы, состояние и работоспособность которых в аварийном процессе теплоотвода оказывают основное влияние на безопасность активной зоны. В статье представлена схема автономной системы теплоотвода, приведено описание ее работы. Рассмотрены основные характеристики протекания аварийного процесса отвода остаточного тепловыделения автономной термосифонной СПОТ Р, полученные методом расчетного моделирования. Проанализированы преимущества автономной термосифонной пассивной системы в сравнении с пассивной системой отвода теплоты реакторной установки с ВВЭР через второй контур (СПОТ ПГ). Полученные результаты предлагаются для решения задач диверсификации пассивных систем безопасности эволюционных реакторных установок АЭС с ВВЭР
Повышение точности прогнозирования генерации фотоэлектрических станций на основе алгоритмов k-средних и k-ближайших соседей
Get PDFRenewable energy sources (RES) are seen as a means of the fuel and energy complex carbon footprint reduction but the stochastic nature of generation complicates RES integration with electric power systems. Therefore, it is necessary to develop and improve methods for forecasting of the power plants generation using the energy of the sun, wind and water flows. One of the ways to improve the accuracy of forecast models is a deep analysis of meteorological conditions as the main factor affecting the power generation. In this paper, a method for adapting of forecast models to the meteorological conditions of photovoltaic stations operation based on machine learning algorithms was proposed and studied. In this case, unsupervised learning is first performed using the k-means method to form clusters. For this, it is also proposed to use studied the feature space dimensionality reduction algorithm to visualize and estimate the clustering accuracy. Then, for each cluster, its own machine learning model was trained for generation forecasting and the k-nearest neighbours algorithm was built to attribute the current conditions at the model operation stage to one of the formed clusters. The study was conducted on hourly meteorological data for the period from 1985 to 2021. A feature of the approach is the clustering of weather conditions on hourly rather than daily intervals. As a result, the mean absolute percentage error of forecasting is reduced significantly, depending on the prediction model used. For the best case, the error in forecasting of a photovoltaic plant generation an hour ahead was 9 %.Возобновляемые источники энергии рассматриваются как средство снижения углеродного следа топливно-энергетического комплекса, при этом стохастический характер генерации осложняет их интеграцию с электроэнергетическими системами. Эта существенная трудность обусловливает необходимость создавать и совершенствовать методы прогнозирования генерации электрических станций, использующих энергию солнца, ветра и водных потоков. Наиболее важным направлением, обеспечивающим повышение точности прогнозных моделей, является глубокий анализ метеорологических условий как главного фактора, влияющего на выработку электроэнергии. В данной работе предложен и исследован метод адаптации прогнозных моделей под метеорологические условия работы фотоэлектрических станций на базе алгоритмов машинного обучения. При этом вначале выполняется обучение без учителя методом k-средних для формирования кластеров. Для этой задачи также предложено и исследовано использование алгоритма понижения размерности пространства признаков для визуализации оценки точности кластеризации. Затем для каждого кластера построена своя модель машинного обучения для формирования прогнозов и алгоритм k-ближайших соседей для отнесения текущих условий на этапе эксплуатации модели к одному из сформированных кластеров. Исследование было проведено на почасовых метеорологических данных за период с 1985 по 2021 г. Одной из особенностей этого подхода является кластеризация метеоусловий на часовых, а не суточных интервалах. В результате средний модуль относительной ошибки прогнозирования существенно снижается в зависимости от используемой модели прогнозирования. Для наилучшего варианта ошибка прогнозирования генерации фотоэлектрической станции на час вперед составила 9 %
Анализ стоимости котельного агрегата угольных энергоблоков в зависимости от начального давления пара и наличия систем очистки дымовых газов
Get PDFWhen designing power plants of a new type or equipping them with new generation equipment, the problem of estimating capital investments is solved with the uncertainty of information on its cost. The lack of reliable methods suitable for use in engineering setting complicates decision-making on the technical development of power units and thermal power plants. When evaluating investments in the equipment of power plant units, it is convenient to use continuous functions. Their use makes it possible to carry out the analysis without cost restrictions. The article proposes a method for estimating capital investments in the boiler island of power units of power plants based on a power parametric function. The method includes an assessment of the cost of a boiler unit with fuel preparation systems within the boiler shop, draught and blast. A specific feature of the method is that the cost of the boiler includes the cost of flue gas purification systems from harmful combustion products in the form of ash, sulfur oxides and nitrogen oxides. The method was developed in an engineering setting. The methodological section demonstrates the performance of the method in assessing capital investments in a boiler island in comparison with the same indicator for the EU countries, the USA and China. When discussing the results of the study, it was found that capital investments in a coal-fired boiler with flue gas purification systems is in the range of US$ 25–200 million, depending on the power and initial steam parameters. The share of the cost of environmental flue gas purification systems is 28–50 % of the total cost of the boiler unit. It is demonstrated that the design of coal-fired power units with flue gas purification systems for supercritical parameters with a capacity of less than 300 MW is inefficient due to low competitiveness in terms of specific investments in the boiler.При проектировании электростанций нового типа или оснащении их оборудованием нового поколения решается задача оценки капиталовложений при неопределенности информации о его стоимости. Отсутствие достоверных методов, пригодных к использованию в инженерной постановке, осложняет принятие решений о техническом развитии энергоблоков и ТЭС. При оценке капиталовложений в оборудование энергоблоков электростанций удобно применять неразрывные функции. Их использование позволяет вести анализ без стоимостных ограничений. В статье предлагается метод оценки капиталовложений в котельный остров энергоблоков электростанций на основе степенной параметрической функции. Метод включает оценку стоимости котлоагрегата с системами топливоподготовки в рамках котельного цеха, тяги и дутья. Особенностью метода является то, что стоимость котла включает стоимость природоохранных систем очистки дымовых газов от вредных продуктов сгорания в виде золы, оксидов серы и оксидов азота. Метод разработан в инженерной постановке. В методическом разделе показана работоспособность метода при оценке капиталовложений в котельный остров в сравнении с аналогичным показателем для стран ЕС, США и Китая. При обсуждении результатов исследования установлено, что капиталовложения в угольный котел с системами очистки дымовых газов лежат в диапазоне 25–200 млн дол. США в зависимости от мощности и начальных параметров пара. Доля стоимости природоохранных систем очистки дымовых газов составляют 28–50 % от суммарной стоимости котлоагрегата. Показано, что проектирование угольных энергоблоков с системами очистки дымовых газов на сверхкритические параметры мощностью менее 300 МВт неэффективно из-за низкой конкурентоспособности по показателю удельных капиталовложений в котел
Энергоэффективность применения гибридных тепловых пунктов в условиях интеграции электрических и тепловых сетей городских микрорайонов. Часть 1. Обоснование целесообразности применения гибридных тепловых пунктов
Get PDFThe paper discusses the circumstances and technical solutions that contribute to the integration of electrical and thermal networks of urban neighborhoods within the framework of a surplus of electricity generating capacities arising from the imbalance in the development of energy generation and consumption, stochastic processes of market economy development, the transfer of energy-intensive industrial production to other countries, the desire to diversify fuel energy resources, passion for the construction of energy sources for alternative energy resources in counterbalance to traditional energy facilities without taking into account all aspects of the interaction of the former with the environment, etc. With regard to district heating systems of electrical and thermal networks of urban neighborhoods, the use of hybrid heating points is achieved, which, unlike standard solutions, are equipped with electric boilers, thermal accumulators and heat pumps. According to the time of use of generating capacities, preference should be given to options for covering the hot-water load. Based on the average daily load, the power usage time in this case lies in the range of 6000–6500 hours / year. When choosing the capacity of the equipment, it should be borne in mind that the daily load of hot water supply is extremely uneven and also depends on the day of the week, while the maximum load exceeds the average daily by 2.5 – 3.0 times. When integrating electricity and heat supply systems, it is advisable to consider options for only night-time electricity consumption or night-time consumption plus consumption during the hours of daytime failures of the electricity consumption schedule. If during the new construction the power of the electrical network may vary depending on the selected option, then during the modernization of the heat supply system, the problem is solved if there is a limitation on the available electrical power. Therefore, the definition of these restrictions is a separate issue. In comparison with the direct consumption of electricity for the needs of heat supply, which is a priori energetically and economically inefficient, the use of hybrid systems in heat supply allows us to solve the multifunctional task of increasing the reliability of energy supply and the stability of the functioning of the power system, which is primarily achieved by solving the problem of balancing the capacity of production and energy consumption from the position of aligning schedules of energy generation and consumption.В статье обсуждаются обстоятельства и технические решения, способствующие интеграции электрических и тепловых сетей городских микрорайонов в рамках профицита электрогенерирующих мощностей, возникающего из-за несбалансированности развития генерации и потребления энергии, стохастичности процессов развития рыночной экономики, переноса энергоемких промышленных производств в другие страны, стремления к диверсификации топливных энергоресурсов, увлечения строительством энергоисточников на альтернативные энергоресурсы в противовес объектам традиционной энергетики, без учета всех сторон взаимодействия первых с окружающей средой и др. В системах централизованного теплоснабжения электрических и тепловых сетей городских микрорайонов достигается применение гибридных тепловых пунктов, которые в отличие от типовых решений оснащаются электрокотлами, тепловыми аккумуляторами и тепловыми насосами. По времени использования генерирующих мощностей предпочтение следует отдавать вариантам по покрытию горячеводной нагрузки. В расчете по средней суточной нагрузке время использования мощности в этом случае лежит в пределах 6000–6500 ч/год. При выборе мощности оборудования следует учитывать, что суточная нагрузка горячего водоснабжения крайне неравномерна и зависит также от дня недели, при этом максимальная нагрузка превышает среднесуточную в 2,5–3 раза. При интеграции систем электро- и теплоснабжения целесообразно рассматривать варианты только ночного потребления электроэнергии или ночного потребления плюс потребление в часы дневных провалов графика электропотребления. Если при новом строительстве мощность электрической сети может варьироваться в зависимости от выбранного варианта, то при модернизации системы теплоснабжения задача решается при наличии ограничения по доступной электрической мощности. Поэтому отдельным вопросом является определение этих ограничений. По сравнению с прямым потреблением электроэнергии на нужды теплоснабжения, которое априори является энергетически и экономически малоэффективным, применение гибридных систем в теплоснабжении позволяет решать многофункциональную задачу повышения надежности энергоснабжения и устойчивости функционирования энергосистемы, что, в первую очередь, достигается решением проблемы балансировки мощностей производства и потребления энергии с позиции выравнивания графиков генерации и потребления энергии.
Оперативная идентификация сопротивлений проводов распределительных сетей 380 В автоматизированными системами учета
Get PDFFour-wire distribution electrical networks of 0.4 kV equipped with automated systems of electrical energy accounting are considered. The problem of identifying the resistances of the wires of the distribution network is solved on the basis of the effective values of voltages and currents, as well as of their phase shift angles obtained by the accounting system in the power supply node of the network and from its subscribers for the selected observation intervals. A brief analysis of the known methods and technologies used in this area of research is carried out. The importance of the formulated problem for applied problems, such as control and diagnostics of electrical energy losses, as well as the technical condition of the network, is noted. A method (algorithm) is proposed that allows determining unknown, unequal complex resistances of inter-subscriber sections of the distribution network. In these resistances, the reactive components are considered equal within the inter-subscriber section; the active components differ due to the influence of unequal flowing currents and/or weather factors. At the same time, data from two different network operating modes are required, which are selected based on the analysis of the dynamics of changes of supply currents and/or voltages by the accounting system device connected to the power supply node. Considering that the active resistances of the wires must remain unchanged, the mode that is used for calculations is the one that is before the change in power consumption in the network and the next one immediately (about 0.1 s) after it. An example of a calculation that demonstrates the reliability of the proposed equations of the method that has been developed on a simulated distribution network is given. The research results are focused on the improvement of automated accounting systems and the implementation of their new functions that elevate the reliability of distribution networks, as well as allowing for the rapid identification of non-technical losses of electrical energy.Рассматриваются четырехпроводные распределительные электрические сети 0,4 кВ, оснащенные автоматизированными системами учета электрической энергии. Решается задача идентификации сопротивлений проводов распределительной сети на основе действующих значений напряжений и токов, а также их углов сдвига фаз, получаемых системой учета в узле питания сети и у ее абонентов для выбранных интервалов наблюдения. Проводится краткий анализ известных методов и технологий, применяемых в указанном направлении исследований. Отмечается важность формулируемой проблемы для прикладных задач: контроля и диагностики потерь электрической энергии, а также технического состояния сети. Предлагается метод (алгоритм), позволяющий определять неизвестные, неодинаковые комплексные сопротивления межабонентских участков распределительной сети. В этих сопротивлениях реактивные составляющие считаются равными в пределах межабонентского участка, активные – отличаются вследствие воздействия неодинаковых протекающих токов и/или погодных факторов. При этом необходимы данные двух разных режимов работы сети, которые на основе анализа динамики изменения питающих токов и/или напряжений отбираются прибором системы учета, подключенным в узле питания. Учитывая, что активные сопротивления проводов должны оставаться неизменными, для расчетов используется режим до изменения энергопотребления в сети и следующий сразу (порядка 0,1 с) после него. Приведен пример расчета, демонстрирующий достоверность предлагаемых уравнений разработанного метода на моделируемой распределительной сети. Результаты исследований ориентированы на усовершенствование автоматизированных систем учета и реализацию их новых функций, повышающих надежность распределительных сетей, а также позволяющих организовать оперативное выявление нетехнических потерь электрической энергии
Анализ энергетического комплекса стран – участниц ЕАЭС и формирование групп-технологий его цифровизации
Get PDFDue to the increasing internationalization of the member countries of the Eurasian Economic Union (EAEU), it is planned to create a common energy market and an electric energy market. To ensure the reliable functioning of the energy systems of individual states of the Union and their common energy market, it is necessary to increase energy efficiency and reduce costs at each stage of production, transmission, distribution and sale of electricity by optimizing processes in the industry through the introduction of digital technologies. The purpose of this work is to analyze the electric power complexes of the EAEU member states and to consider groups of digitalization technologies of industries in the context of the electric power industry, to form an algorithm for creating a classification of digitalization technologies of the electric power industry and on the basis of the latter to create the classification itself. The article provides an overview of the dynamics of the main economic indicators of the Union countries and the main indicators of their electric power industries, examines the structure of electricity production, energy portfolio, average electricity prices, total electricity consumption by sector. The import-export potential and the level of electricity losses in the networks have been analyzed. The interpretation of digital technologies of the electric power complex in the context of existing groups-digitalization technologies was made, the components of the interconnection of digital technologies were identified; the classification of the above components by production stages has been developed. Recommendations on the further use of the classification for the formation of an indicative system for assessing the level of digitalization of the electric power complex are put forward. It is concluded that digitalization of the electric power system on the technical side increases the energy security of the state and the competitiveness of the energy system on the world market, and on the economic side it helps to reduce costs at all stages of the entire technological cycle.В связи с нарастающей интернационализацией стран – участниц Евразийского экономического союза (ЕАЭС) предполагается создание общего рынка энергоресурсов и электроэнергетического рынка. Для обеспечения надежного функционирования энергосистем отдельных государств союза и их общего энергорынка необходимо повышать энергоэффективность и снижать издержки на каждом этапе производства, передачи, распределения и сбыта электроэнергии с помощью оптимизации процессов в отрасли посредством внедрения цифровых технологий. Цель данной работы – проанализировать электроэнергетические комплексы стран-участниц, рассмотреть групп-технологии цифровизации данной отрасли, сформировать алгоритм их классификации и на его основе создать саму классификацию. В статье дан обзор в динамике основных экономических показателей стран союза и основных показателей их электроэнергетических отраслей, исследованы структура производства электроэнергии, топливно-энергетический баланс, средние цены на электроэнергию, общее потребление электроэнергии по секторам. Проанализирован импортно-экспортный потенциал, а также уровень потерь электроэнергии в сетях. Произведена интерпретация цифровых технологий электроэнергетического комплекса в разрезе существующих групп-технологий цифровизации, выделены компоненты взаимосвязи цифровых технологий, разработана их классификация по стадиям производства. Выдвинуты рекомендации по дальнейшему использованию классификации для формирования индикативной системы оценки уровня цифровизации электроэнергетического комплекса. Сделан вывод о том, что цифровизация электроэнергетической системы с технической стороны повышает энергобезопасность государства и конкурентоспособность энергосистемы на мировом рынке, а с экономической – способствует снижению затрат на всех этапах технологического цикла
Оценка возможности перевода энергетических котлов на альтернативные твердые топлива путем моделирования процессов горения
Get PDF. Currently, the transition to alternative fuel during the operation of thermal power plants (TPP) occurs due to the reduction and unreliability of coal supplies, deterioration of its quality, proposals for the use of cheaper fuel, tightening environmental requirements. Alternative fuel means such coal, for the use of which the boilers have not been designed during their design or reconstruction, as well as coal that has not previously undergone industrial or experimental combustion at this TPP. When converting boilers to alternative fuels, the main problems are: slag of the furnace shields and heating surfaces located above the furnace; fouling of convective heating surfaces; instability of non-designed fuel combustion; abrasion of the convective part of boilers; reduction of environmental performance; change in operating conditions of dust preparation, slag removal, ash collection and fuel supply systems. Before conducting experimental combustion of alternative fuels, it is advisable to carry out a preliminary assessment of its combustion possibility using numerical simulation, which makes it possible to identify emerging problems in advance. The most important factor in assessing the possibility of using alternative fuels is the influence of thermal performance, fuel and ash characteristics on the slagging of heating surfaces in the furnace. For a long time, the ability of ash to slagging was determined by the results of a fusibility test by changing the shape of a pyramid of ash particles during its gradual heating to various states according to the specific temperatures, viz. the initial deformation temperature, the softening temperature, the hemispherical temperature. The fusibility test cannot predict the real situation that occurs during the boiler operation. In addition, it does not allow ranking coals according to their tendency to slagging, which is necessary for the preliminary selection of alternative coal. Therefore, it is proposed to use the Watt - Fereday method with Bomkamp’s refinement for calculating the slagging index for ranking coals according to suitability as non-design fuels.В настоящее время переход на альтернативное топливо при работе ТЭС возникает вследствие сокращения и необеспеченности поставок угля, ухудшения его качества, предложений по использованию более дешевого топлива, ужесточения экологических требований. Под альтернативным топливом понимается уголь, на использование которого не были рассчитаны котлы при их проектировании или реконструкции, а также ранее не прошедший промышленного или опытного сжигания на данной ТЭС. При переводе котлов на альтернативные топлива основными проблемами являются: шлакование топочных экранов и поверхностей нагрева, расположенных над топкой; загрязнение конвективных поверхностей нагрева; неустойчивость горения непроектного топлива; абразивный износ конвективной части котлов; снижение экологических показателей; изменение условий работы систем пылеприготовления, шлакоудаления, золоулавливания и топливоподачи. Перед проведением опытного сжигания альтернативного топлива целесообразно проводить предварительную оценку возможности его сжигания с помощью численного моделирования, которое позволяет заблаговременно выявить возникающие проблемы. Важнейшим фактором оценки возможности использования альтернативных топлив является влияние теплотехнических показателей, характеристик топлива и золы на шлакование поверхностей нагрева в топке. Длительное время способность золы к шлакованию определялась по результатам теста на плавкость по изменению формы пирамиды из частичек золы при ее постепенном нагревании до различных состояний с выделением характерных температур: начала деформации, начала размягчения, начала жидкоплавкого состояния. Тест на плавкость не может предсказать реальную ситуацию, которая возникает при эксплуатации котла. Кроме того, он не позволяет ранжировать угли по склонности к шлакованию, что необходимо для предварительного выбора альтернативного угля, поэтому предложено использовать методику Ватта–Фарадея с уточнением Бомкампа по расчету индекса шлакования для ранжирования углей по годности в качестве непроектных топлив