Содержание выпуска (elibrary.ru)
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В ТРУБЧАТОМ КАНАЛЕ С ДИАФРАГМОЙ В ТУРБУЛЕНТНОМ РЕЖИМЕ
Курбангалеев2,3 А.А., Лившиц1 С.А., Тазюков2 Ф.К., Герасимов2 А.В., Еникеева2 С.Р.
1Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
2Казанский национальный исследовательский технологический университет,
г. Казань, Россия
3Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Провести численный эксперимент по моделированию течения газа при турбулентном режиме в трубчатом канале с ссужающим устройством. Рассмотреть гидродинамический процесс поведения потока в сужающем устройстве, при различных значениях чисел Рейнольдса на входе в канал. МЕТОДЫ. Моделирование течения представлено в программном комплексе ANSYS FLUENT в плоской постановке. Результаты модели прогнозируют течение газа через прямоугольную диафрагму, которая является одним из основных элементов расходомера. Результаты модели представлены в виде профиля давления и профиля скорости. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье приведены результаты моделирования течения газа при турбулентном режиме в трубчатом канале с ссужающим устройством, называемым диафрагмой. Показан гидродинамический процесс поведения потока в сужающем устройстве – диафрагме, при различных значениях чисел Рейнольдса на входе в канал и для данной постановки задачи приведено сравнение результатов моделирования при разных моделях турбулентности. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. С учетом проведенных численных экспериментов при отборе давлений до и после диафрагмы необходимо понимать характер течения потока по каналу и через диафрагму. Моделирование подобных задач ценно при проектировании устройств, которые распространены на месторождениях нефти и газа, где натурные эксперименты могут быть слишком сложными, дорогими и требовать значительных затрат времени.
Ключевые слова: диафрагма; гидродинамический процесс; численное моделирование; турбулентный режим течения.
MODELLING OF GAS FLOW IN TUBULAR CHANNEL WITH DIAPHRAGM IN TURBULENT MODE
AA. Kurbangaleev2,3, SA. Livshits1, FK. Tazyukov2, AV. Gerasimov2, SR. Enikeeva2
1Kazan state power engineering university, Kazan, Russia
2Kazan National Research Technological University, Kazan, Russia
3Kazan (Volga Region) Federal University, Kazan, Russia
Abstract: THE PURPOSE. Conduct a numerical experiment to simulate a gas flow in a turbulent mode in a tubular channel with an orifice. Consider the hydrodynamic process of flow behavior in the restriction device, for different values of the Reynolds numbers at the channel inlet. METHODS. The flow simulation is presented in the ANSYS FLUENT software package in a flat formulation. The results of the model predict the flow of gas through a rectangular diaphragm, which is one of the main elements of the flow meter. RESULTS. The article presents the results of modeling the gas flow in a turbulent mode in a tubular channel with a supporting device called a diaphragm. The model results are presented in the form of a pressure profile and a velocity profile. The hydrodynamic process of the flow behavior in the narrowing device – the diaphragm, at different values of the Reynolds numbers at the entrance to the channel is shown, and for this problem statement, a comparison of the simulation results for different models of turbulence is given. CONCLUSION. Taking into account the carried out numerical experiments in the selection of pressures before and after the diaphragm, it is necessary to understand the nature of the flow through the channel and through the diaphragm. Simulation of such tasks is valuable in the design of devices that are common in oil and gas fields, where field experiments can be too complex, expensive and time-consuming.
Keywords: diaphragm; hydrodynamic process; numerical simulation; turbulent flow regime.
ПЕРСПЕКТИВЫ УСТАНОВКИ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА НА ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ НАСОСАХ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ТЭЦ
Зенович-Лешкевич-Ольпинский Ю.А., Карницкий Н.Б.
Филиал «Гомельская ТЭЦ-2» РУП «Гомельэнерго», г. Гомель, Республика Беларусь
Белорусский национальный технический университет, г. Минск, Республика Беларусь
Резюме: ЦЕЛЬ. Исследовать целесообразность установки частотно-регулируемого электропривода циркуляционных насосов для повышения энергоэффективности системы технического водоснабжения ТЭЦ, что позволяет реализовывать наиболее экономичные режимы работы циркуляционных насосов, оптимизировать распределение расхода охлаждающей воды при параллельном водоснабжении нескольких турбин в зависимости от паровой нагрузки конденсаторов и температуры охлаждающей воды для обеспечения экономического вакуума в конденсаторах турбин. МЕТОДЫ. При проведении натурных экспериментов использовались поверенные контрольно-измерительные приборы с применением традиционных методов измерения расходов, температур, электрических сигналов. Расчет оптимального режима работы системы технического водоснабжения приводится с использованием методов математического моделирования и полученных и имеющихся математических моделей турбины и градирни. Оценка установки регулируемого электропривода на циркуляционных насосах системы технического водоснабжения проводилась посредством анализа работы насосных установок с учетом технических характеристик и режимов работы основного оборудования ТЭЦ. При решении поставленной задачи применялся метод управления, позволяющий с помощью ЧРЭП на циркуляционных насосах обеспечивать поддержание экономического вакуума в конденсаторах паротурбинных установок. Использован системный подход для достижения поставленной цели. РЕЗУЛЬТАТЫ. Разработана структурная схема и предложена технологическая последовательность работы системы автоматического управления частотно-регулируемым электроприводом циркуляционного насоса, позволяющие автоматизировать технологический процесс при различных режимах работы турбин (теплофикационный, конденсационный и их сочетание) для достижения максимального экономического и технологического эффектов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Применение частотно-регулируемого электропривода на циркуляционном насосе приведет не только к экономии электроэнергии и топлива, но и позволит продлить ресурс оборудования, а также увеличит его межремонтные периоды. Целесообразно использование преобразователей частоты не только в качестве элементов системы управления конкретного агрегата, но и как составляющих комплексных системных решений с подключением широкого набора средств автоматизации технологического процесса. Такие решения позволят получить дополнительный эффект, который заведомо больше простой экономии электрической энергии. Реализация задачи поддержания экономического вакуума в конденсаторах турбин системы технического водоснабжения ТЭЦ возможна при применении частотного регулируемого электропривода на циркуляционном насосе и создании системы автоматического управления объектом, включая все ее элементы (конденсатор, градирня, циркуляционный насос). Ожидаемая экономия топлива от внедрения данного мероприятия составит 1291,3 т у. т. в год, а срок окупаемости – 1,9 года. Представленный в статье анализ и технические решения по установке частотно-регулируемого электропривода на циркуляционных насосах системы технического водоснабжения филиала «Гомельской ТЭЦ-2» РУП «Гомельэнерго» могут быть использованы при внедрении на аналогичных объектах электростанций Белорусской энергосистемы и ближнего зарубежья.
Ключевые слова: частотно-регулируемый электропривод; система технического водоснабжения; система автоматического управления; математическая модель; циркуляционный насос; градирня, турбина; конденсатор; экономический вакуум.
PROSPECTS FOR FREQUENCY CONTROL INSTALLATION ELECTRIC DRIVE ON CIRCULATION PUMPS CHPP TECHNICAL WATER SUPPLY SYSTEMS
YuA. Zenovich-Leshkevich-Olpinsky, NB. Karnitsky
Branch «Gomel CHP-2» RUE «Gomelenergo», Gomel, Republic of Belarus
Belarusian National Technical University, Minsk, Republic of Belarus
Abstract: THE PURPOSE. To investigate the feasibility of installing a frequency-controlled electric drive of circulating pumps to increase the energy efficiency of the technical water supply system of the CHPP, which makes it possible to implement the most economical modes of operation of circulating pumps, to optimize the distribution of cooling water consumption in parallel water supply of several turbines, depending on the steam load of condensers and the temperature of the cooling water to ensure economic vacuum in turbine condensers. METHODS. When carrying out field experiments, verified control and measuring devices were used using traditional methods of measuring flow rates, temperatures, and electrical signals. The calculation of the optimal operating mode of the technical water supply system is given using the methods of mathematical modeling and the obtained and available mathematical models of the turbine and cooling tower. The assessment of the installation of a variable electric drive on the circulation pumps of the technical water supply system was carried out by analyzing the operation of the pumping units, taking into account the technical characteristics and operating modes of the main equipment of the CHPP. When solving the problem, a control method was used that allows using VREP on circulation pumps to maintain an economic vacuum in the condensers of steam turbine units. A systematic approach was used to achieve this goal. RESULTS. A structural diagram has been developed and a technological sequence of operation of the automatic control system of a frequency-controlled electric drive of a circulation pump has been proposed, which allows automating the technological process under various operating modes of turbines (heating, condensing and their combination) to achieve maximum economic and technological effects. CONCLUSION. The use of a frequency-controlled electric drive on a circulation pump will not only lead to energy and fuel savings, but will also extend the life of the equipment, as well as increase its overhaul periods. It is advisable to use frequency converters not only as elements of the control system of a specific unit, but also as components of complex system solutions with the connection of a wide range of automation tools for the technological process. Such solutions will allow to obtain an additional effect, which is obviously greater than a simple saving of electrical energy. The implementation of the task of maintaining the economic vacuum in the condensers of the turbines of the technical water supply system of the CHPP is possible by using a variable frequency drive on the circulation pump and creating an automatic control system for the facility, including all its elements (condenser, cooling tower, circulation pump). The expected fuel economy from the implementation of this measure will amount to 1291.3 tons of fuel equivalent. tons per year, and the payback period is 1.9 years. The analysis and technical solutions presented in the article for the installation of a frequency-controlled electric drive on the circulation pumps of the technical water supply system of the Gomel CHP-2 branch of the RUE Gomelenergo can be used when introducing power plants of the Belarusian energy system and neighboring countries at similar facilities.
Keywords: frequency-controlled electric drive; technical water supply system; automatic control system; mathematical model; circulation pump; cooling tower; turbine; condenser; economic vacuum.
ТИПОВЫЕ ОШИБКИ ПРИ ТЕХНИЧЕСКОМ ДИАГНОСТИРОВАНИИ СИЛОВЫХ МАСЛОНАПОЛНЕННЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Грунтович Н.В., Грунтович Н.В., Жук Е.А.
Гомельский государственный технический университет им. П.О. Сухого (Беларусь), г. Гомель, Республика Беларусь
Резюме: ЦЕЛЬ. Повышение достоверности технического диагностирования при выявлении дефектов в силовых маслонаполненных трансформаторах. МЕТОДЫ. Статья подготовлена на основе большого экспериментального материала. РЕЗУЛЬТАТЫ. Участившиеся случаи повреждения высоковольтных вводов, обмоток и бака трансформатора можно объяснить низкой достоверностью выявления дефектов при техническом диагностировании. Вибродиагностирование бака трансформатора необходимо выполнять в диапазоне до 5000 Гц и больше. Эффективность термографического обследования повышается при выполнении этих снимков с люльки автомобиля или с крыши здания. Значительно повышается достоверность выявления дефектов в трансформаторах при хроматогрофическом контроле и анализе горючих газов по 3-м мелодикам. Максимальную достоверность можно получить при комплексном техническом диагностировании оборудования. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Повышение достоверности при техническом диагностировании силовых трансформатора существенно снижает вероятность внезапных отказов. Недопустимо выполнять оценку динамической стойкости обмоток и магнитопровода трансформатора по общему уровню вибрации в диапазоне 10-1000 Гц. Эффективность термографического обследования повышается при выполнении этих измерений с автомобильной люльки с трех сторон через 120 градусов. При расхождении результатов хроматографического контроля горючих газов в масле по двум или по трем методикам целесообразно дополнительно выполнять термографическое обследование и регистрацию частичных разрядов.
Ключевые слова: вибрация; частичные разряды; хроматография; горючие газы; термография; ошибки; достоверность; диагностировании.
INCREASING THE ENERGY EFFICIENCY OF WATER INLETS BY RE-USING WASHED WATER AND REDUCING FILTER CYCLE TIME
NV. Hruntovich, NV. Hruntovich, EA. Zhuk
Gomel State Technical University named after P.O. Sukhoi, Gomel, Republic of Belarus
Abstract: THE PURPOSE. Increasing the reliability of technical diagnostics when detecting defects in power oil-filled transformers. METHODS. The article is prepared on the basis of a large experimental material. RESULTS. The frequent cases of damage to high-voltage inputs, windings and transformer tank can be explained with low reliability of detecting defects during technical diagnostics. Vibration diagnostics of the transformer tank must be performed in the range up to 5000 Hertz and more. The effectiveness of thermographic examination increases when these images are taken from the cradle of a car or from the roof of a building. The reliability of detecting defects in transformers during chromatographic control and analysis of combustible gases by 3 melodics significantly increases. Maximum reliability can be obtained with comprehensive technical diagnostics of equipment. CONCLUSION. Increasing the reliability of technical diagnostics of power transformers significantly reduces the likelihood of sudden failures. It is unacceptable to evaluate the dynamic resistance of the windings and magnetic circuit of the transformer by the overall vibration level in the range of 10-1000 Hertz. The effectiveness of the thermographic examination increases when these measurements are taken from the car cradle from three sides through 120 degrees. If the results of chromatographic control of combustible gases in oil differ by two or three methods, it is advisable to additionally perform a thermographic examination and registration of partial discharges.
Keywords: vibration; partial discharges; chromatography; combustible gases; thermography; errors; reliability; diagnostics.
КОМБИНИРОВАННАЯ РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРОСЕТЯХ 6-10 КВ
Дмитриченко В.И., Ни Д.А., Джетписов М.А., Бауржан Б.
Алматинский университет энергетики и связи им. Г. Даукеева, Алматы, Республика Казахстан
Резюме: ЦЕЛЬ. Анализ технических решений по комбинированным системам релейной защиты от замыканий на землю в распределительных электросетях 6-10 кВ. МЕТОДЫ. Областью реализации направленной защиты являются сети 6-10 кВ с ТП-6 (10)/0,4 кВ. Для объектов электрических сетей, напряжением 6-10 кВ используются простые виды релейной защиты, такие как максимальная токовая защита и токовая отсечка. Устанавливаются устройства РЗ и автоматики непосредственно в релейных отсеках закрытых распределительных устройств вместе с устройствами учета электрической энергии. В реальных условиях эксплуатации кольцевых электрических схем процесс перевода сети с нормального в послеаварийный режим является длительным, вследствие необходимости «ручного, личного» поиска причины возникновения аварии и переведения схемы в послеаварийный режим работы электрической сети и потребителей. РЕЗУЛЬТАТЫ. Представленный анализ систем и устройств релейных защит от ОЗЗ позволяет заключить, что наиболее проблемными являются электросети с изолированной нейтралью. Для этих сетей, в большинстве случаев, известные алгоритмы РЗ либо совершенно неприемлемые, либо предполагают установку дополнительного сложного оборудования и приборов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование упрощенных схемных решений комбинированных систем защиты позволит увеличить ремонтопригодность, упростить обслуживание устройств РЗ и автоматики за счет их открытости в отличие от современных микропроцессорных терминалов. Предложенные схемотехнические решения могут быть использованы организациями энергосбыта для повышения надежности и безаварийности распределительных сетей 6-10 кВ с минимальными капиталовложениями в систему релейной защиты.
Ключевые слова: линии; релейная защита; схематичные решения.
COMBINED RELAY PROTECTION AGAINST EARTH FAULTS IN POWER GRIDS 6-10 KV
VI. Dmitrichenko, DA. Ni, MA. Jetpissov, B. Baurzhan
Almaty University of Power Engineering and Telecommunications named after Gumarbek Daukeev, Almaty, Republic of Kazakhstan
Abstract: THE PURPOSE. To analyze technical solutions for combined systems of relay protection against earth faults in distribution networks of 6-10 kV. METHODS. The area of implementation of directional protection is 6-10 kV with PG-6 (10)/0.4 kV. For objects of electrical networks with a voltage of 6-10 kV, simple types of relay protection are used, such as overcurrent protection andinstantaneous protection. Devices of relay protection and automation are installed directly in the relay compartments of closed switchgears together with electric energy metering devices. In real operating conditions of ring electrical circuits, the process of transferring the network from normal to post-fault mode is long, due to the need for a “manual, personal” search for the cause of the fault and transferring the circuit to the post-fault mode of operation of the electrical network and consumers. RESULTS. The presented analysis of systems and devices of relay protection against single-phase earth faults allows us to conclude that the most problematic are power grids with isolated neutral. For these networks, in most cases, the known algorithms of relay protection are either completely unacceptable, or involve the installation of additional complex equipment and devices. CONCLUSION. The use of simplified circuit solutions for combined protection systems will increase maintainability, simplify maintenance of relay protection and automation devices due to their openness, in contrast to modern microprocessor terminals. The proposed circuit solutions can be used by energy sales organizations to improve the reliability and trouble-free operation of 6-10 kV distribution networks with minimal investment in a relay protection system.
Keywords: lines; relay protection; circuit solutions.
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ ФЛОТАЦИИ УГЛЯ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Ибраев И.К., Ибраева О.Т.
ТОО «Инновационный Евразийский университет» Казахстан, г. Павлодар
Резюме: ЦЕЛЬ. Исследование процессов обезвоживание высоковлажных отходов флотации угля (ОФУ) и разработка технология окускования с получением углеминеральных брикетов, для использования в качестве топливного, раскисляющего и рафинирующего флюса. МЕТОДИКА. Изучены закономерности химического обезвоживания ОФУ отсевами извести и процессы окускования методом прессования на разработанной экспериментальной установке. В ходе поведения исследований проводился контроль температуры массы, cкоpость обезвоживания, химический состав смесей, внешний вид получаемых брикетов, весовые потери при окусковании, влажность смесей, механическая прочность брикетов. РЕЗУЛЬТАТЫ. Исследованы температурно-временные режимы химического обезвоживания высоковлажных ОФУ гидратации пылевидной извести и способ окускования с подбором приемлемого связующего в виде препарированной каменноугольной смолы для получения высокопрочных углеминеральных брикетов, которые могут использоваться в качестве топливного, раскисляющего и рафинирующего флюса. Разработан новый энергоэффективный способ производства углеминеральных брикетов, совмещающий процессы химического обезвоживания и окускования в одном технологическом цикле. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Для производства углеминеральных брикетов из отходов флотации угля необходимо использовать дополнительное связующее в виде препарированной каменноугольной смолы в количестве 3-6 %, которая разогревается за счет внутреннего тепла, выделяемой при осуществлении гидратации пылевидной извести. Установлены оптимальные температурно-временные параметры процесса и долевые соотношения пылевидной извести, препарированной каменноугольной смолы и исходной влажности отходов флотации угля, при которых достигается высокая прочность углегминеральных брикетов при отсутствии весовых потерь массы.
Ключевые слова: отход флотации; обезвоживание; окускование; утилизация.
ENERGY-SAVING TECHNOLOGIES FOR USE OF WASTE COAL FLOTATION IN METALLURGICAL PRODUCTION
IK. Ibraev. OT. Ibraeva
LLP Innovative Eurasian University, Kazakhstan, Pavlodarr
Abstract: THE PURPOSE. Investigation of the processes of dehydration of high-moisture waste from coal flotation (OFU) and the development of agglomeration technology to obtain coal-mineral briquettes for use as a fuel, deoxidizing and refining flux. METHODS. We studied the regularities of chemical dehydration of OPU by sifting lime and the processes of agglomeration by pressing on a developed experimental setup. RESULTS. The temperature-time modes of chemical dehydration of high-moisture OPU hydration of pulverized lime and the method of agglomeration with the selection of an acceptable binder in the form of prepared coal tar to obtain high-strength coal-mineral briquettes, which can be used as a fuel, deoxidizing and refining flux, have been investigated. A new energy-efficient method for the production of coal-mineral briquettes has been developed, which combines the processes of chemical dehydration and agglomeration in one technological cycle. CONCLUSION For the production of coal-mineral briquettes from coal flotation waste, it is necessary to use an additional binder in the form of prepared coal tar in an amount of 3-6%, which is heated by internal heat released during the hydration of pulverized lime. The optimal temperature and time parameters of the process and the proportional ratios of pulverized lime, prepared coal tar and the initial moisture content of coal flotation waste have been established, at which high strength of coal-mineral briquettes is achieved in the absence of weight loss of mass.
Keywords: flotation waste; dehydration; agglomeration; utilization.
СУТОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В СОСТАВЕ МИКРО- И МИНИГРИД
Паздерин1 А.В., Самойленко1 В.О., Мухлынин1 Н.Д., Крючков2 П.А.
1Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», г. Екатеринбург
2ООО «Прософт-Системы», г. Екатеринбург, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Спланировать в оперативном горизонте графики выработки электроэнергии различными источниками электрической энергии, входящими в активные энергетические комплексы (АЭК). Активные энергетические комплексы являются по своей сути упрощенной версией энергообъединений масштаба Microgrid или Minigrid. МЕТОДЫ. Ввиду наличия разнородных источников энергии, изменчивости суточных цен на электроэнергию и свободного характера ценообразования внутри АЭК, задача распределения выработки электроэнергии между источниками носит оптимизационный характер. Технико-экономическое сопоставление источников электроэнергии производится на основе разработанных математических моделей с использованием методов линейной и нелинейной оптимизации, а также булевой (дискретной) алгебры. РЕЗУЛЬТАТЫ. В рассмотренном расчетном примере экономия потребителей в составе АЭК составляет до 22,4 % по сравнению с покупкой электроэнергии из централизованной сети по четвертой ценовой категории розничного рынка, прибыль генераторов до 58,5 % по отношению к себестоимости выработки. При дополнительной оптимизации режима работы генераторов возможно повысить экономию потребителей АЭК до 25,1 %, а прибыль генераторов до 65,3%. ВЫВОДЫ. Показано, что в условиях покупки электроэнергии из внешней сети на розничном рынке электроэнергии маневренные источники энергии АЭК при двухставочной системе позволяют получать наибольший экономический эффект за счет снижения пиков нагрузки в предполагаемые часы фиксации максимумов сетевой и сбытовой мощности. Определение конечных цен на электроэнергию внутри АЭК эффективно производить с учетом положений ценозависимого потребления для стимулирования работы по эффективным суточным графикам нагрузки.
Ключевые слова: АЭК; оперативное планирование; оптимизация; Microgrid; Minigrid.
AN INRADAY PLANNING OF ELECTRIC POWER SOURCES OPERATING STRATEGY AT MICROGRIDS AND MINIGRIDS
AV. Pazderin1, VO. Samoylenko1, ND. Mukhlynin1, PA. Kryuchkov2
1Ural Federal University, Ekaterinburg
2Prosoft Systems, Ekaterinburg
Abstract: THE PURPOSE.The paper deals with a planning of electric energy output produced by different energy sources of an active distribution system. Active distribution system is a wider and simpler concept compared to Microgrid or Minigrid. METHODS. Due to distinguishing energy sources, volatility of an intraday energy prices and free market pricing, a unit commitment at an active distribution system to be considered as an optimization issue. The planning of the economy-based operating strategy is performed using energy market models, linear and non-linear programming as well as Boolean (discrete) algebra. The developed models require for obtaining short-term LCOE including CAPEX-based and OPEX costs for different kind of energy sources. A two-stage optimization procedure provides the minimization of energy costs at the first stage and intraday energy pricing at the second stage. RESULTS. The case study presented in the paper shows the economy for customers up to 22.4 % compared to energy purchased from centralized grid using double-rate tariff, and profit for energy sources up to 58.5 %. A sub-optimization approach provides the economy for customers up to 25.1 % and profit for energy sources up to 65.3 %. CONCLUSIONS. The paper shows that if energy is purchased from centralized grid using retail double-rate tariff, than flexible energy sources provide a great economy potential by reducing load peaks during the provisional hours of grid high prices and energy sales high prices. Customer pricing at an active distribution system to be set using Demand Response principles to obtain the most efficient load graph.
Key words: active distribution system; intraday planning; optimization; Microgrid; Minigrid.
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ГАЗА
Тимофеева С.С., Хизбуллин А.Р., Мингалеева Г.Р.
Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Целью работы является оценка возможности применения газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом для транспортировки технологического газа. ЗАДАЧИ. Рассмотреть возможности применения технологического газа на объектах энергетической отрасли. Исследовать состав и технологические характеристики газа, образующегося при нефтепереработке, и сравнить его с показателями природного газа. Рассмотреть основные параметры для оценки эффективности газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом. Выполнить расчет газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом, предназначенного для транспортировки технологического газа. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи использовались зависимости с использованием термодинамических свойств и параметров газа по нагнетателю, а также показателей эффективности работы газотурбинных установок. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье рассмотрена возможность применения газа, образующегося при нефтепереработке, на компрессорных станциях путем использования его в газоперекачивающих агрегатах с газотурбинным приводом. Проведена оценка ГПА с газотурбинным приводом на примере ГТК-10-4.КПД ГПА с ГТУ составил 34%, что характеризует эффективное использование рассматриваемого газа. Расход газа при транспортировке газопроводом с условным диаметром 125мм на расстояние 100 км составляет 56 млн.нм3/сут. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Технологические параметры исследуемого состава газа близки по значениям к природному газу, что позволяет его использование в ГПА. Результаты расчета ГПА с газотурбинным приводом показали, что использование технологического газа на компрессорной станции практически не уступает природному газу. В дальнейших исследованиях необходимо определение фактических показателей работы ГПА, предназначенного для транспортировки технологического газа, с последующим подбором оборудования и анализом газопроводной сети.
Ключевые слова: технологический газ; компрессорные станции; газоперекачивающий агрегат; газотурбинная установка; транспортировка.
THERMOCHEMICAL PROCESSING OF LOW-GRADE PEAT BASED ON GASIFICATION
SS. Timofeeva, AR. Khizbullin, GR. Mingaleeva
Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract: THE PURPOSE. The purpose of the work is to evaluate the possibility of using a gas compressor unit with a gas turbine drive for transportation of process gas. RESEARCH OBJECTIVES. To consider the possibility of using process gas at energy industry facilities. Study the composition and technological characteristics of gas formed during oil refining and compare it with indicators for natural gas. To consider the basic parameters to assess the efficiency of a gas compressor unit with a gas turbine drive. To calculate a gas turbine driven gas compressor unit designed for transportation of process gas. METHODS. When solving the problem set, dependences were used with the use of thermodynamic properties and parameters of gas on the supercharger, as well as indicators of efficiency of gas turbine units. RESULTS. The paper considers the possibility of using gas generated during oil refining at compressor stations by using it in gas compressor units with a gas turbine drive. The evaluation of GPAs with gas turbine drive on the example of GTK-10-4 has been carried out. The efficiency of GPU with GTU was 34%, which characterizes the effective use of the considered gas. The gas consumption during transportation by the gas pipeline with nominal diameter of 125 mm at a distance of 100 km is 56 mln nm3/day. CONCLUSIONS. The technological parameters of the investigated gas composition are close to values of natural gas, which allows its use in GPA. The results of calculation of GPU with a gas turbine drive have shown that the use of process gas at the compressor station is almost as good as natural gas. In further researches it is necessary to determine the actual indicators of GPU operation, intended for transportation of process gas, with subsequent selection of equipment and analysis of gas pipeline network.
Keywords: process gas; compressor stations; gas compressor unit; gas turbine unit; transportation.
ОСОБЕННОСТИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРЕДПРИЯТИЯ В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ ПРИ АНАЛИЗЕ СТАТИЧЕСКОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЗАВОДСКИХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Кондрашова1 Ю.Н., Газизова1 О.В., Малафеев1 А.В., Бочкарев2 И.В.,
Брякин3 И.В.
1Магнитогорский государственный технический университет им Г.И. Носова г. Магнитогорск
2Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова, г. Бишкек, Кыргызстан
3Институт машиноведения и автоматики Национальной академии наук Кыргызской Республики, г. Бишкек, Кыргызстан
Резюме: ЦЕЛЬ. Одной из основных особенностей развития современной энергетики является использование промышленными предприятиями источников распределенной генерации. В структуре заводского электроснабжения при этом возникают крупные генерирующие узлы, существенно усложняющие вопросы управления эксплуатационными режимами. Одним, из которых является выход узла с нагрузкой на раздельную с энергосистемой работу. При условии длительного существования подобного режима и оценки его допустимости необходимо оценить статическую и динамическую устойчивость синхронных генераторов. Определение цели данной работы заключается в исследовании цеховых характеристик нагрузок металлургических предприятий при различных возмущениях в энергоузле с учетом критических напряжений двигательной нагрузки и работы систем автоматического регулирования синхронных генераторов для повышения эффективности управления режимами работы электростанции. Для анализа статической и динамической устойчивости генераторов разработан усовершенствованный алгоритм, основанный на сочетании методов последовательного эквивалентирования и интервалов, учитывающий особенности промышленной разнородной нагрузки и автоматических регуляторов заводских электростанций при малых и больших возмущениях. РЕЗУЛЬТАТЫ. Получены величины регулирующего эффекта цеховой нагрузки (РЭЦН) и цеховые характеристики изменения электрической нагрузки при больших возмущениях (ЦХЭНПБВ) для характерных электроприемников металлургического производства для анализа устойчивости электрооборудования промышленных электростанций в различных режимах. Анализ устойчивости проводился с помощью программного комплекса «КАТРАН» на примере заводской электростанции в составе крупного промышленного энергоузла. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Исследован режим выхода электростанции после короткого замыкания на раздельную работу с возможностью последующей ресинхронизации. Получены рекомендации по повышению надежности работы делительной автоматики в рамках промышленной электростанции. Разработаны мероприятия по повышению эффективности управления режимами работы электростанции при выходе на раздельную работу от внешнего источника.
Ключевые слова: заводской синхронный генератор; статическая и динамическая устойчивость; программный комплекс; делительная автоматика.
PECULIARITIES OF REPRESENTATION OF ELECTRICAL LOADS OF METALLURGICAL PLANT IN DIFFERENT MODES OF OPERATION IN THE ANALYSIS OF STATIC AND DYNAMIC STABILITY OF PLANT POWER PLANTS
YuN. Kondrashova1, OV. Gazizova1, AV. Malafeev1, IV. Bochkarev2, IV. Bryakin3
1 Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk
2 Kyrgyz State Technical University named after I. Razzakov, Bishkek, Kyrgyzstan. 3Institute of Mechanical Engineering and Automation of the National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic, Bishkek, Kyrgyzstan
Abstact: THE PURPOSE. One of the main features of modern power industry development is the use of distributed generation sources by industrial enterprises. In the structure of plant power supply there are large generating nodes, which significantly complicate the issues of management of operational modes. One of which is the output of a node with a load to separate operation from the power system. Under condition of long existence of such mode and assessment of its admissibility, it is necessary to evaluate the static and dynamic stability of synchronous generators. Determination of the purpose of this work is to study the shop load characteristics of metallurgical plants under various perturbations in the power node, taking into account the critical motor load voltages and operation of automatic control systems of synchronous generators to improve the efficiency of power plant operation modes control. METHODS. To analyze the static and dynamic stability of generators an improved algorithm, based on a combination of methods of sequential equivalence and intervals, taking into account the features of industrial heterogeneous load and automatic regulators of plant power plants at small and large perturbations, was developed. RESULTS. The values of the regulating effect of the shop load (RETS) and the shop characteristics of electric load variations under large perturbations (CCHENPBV) for characteristic electrical consumers of metallurgical production were obtained for stability analysis in small and large industrial power plants in different modes. Stability analysis was carried out using the software package «KATRAN» on the example of the plant power plant as a part of a large industrial power hub. The mode of power plant output after short circuit to separate operation with the possibility of subsequent re-synchronization was investigated. CONCLUSION. Recommendations have been obtained to improve the reliability of dividing automatics within an industrial power plant. Measures have been developed to improve the efficiency of the power plant’s operating modes control when it comes to split operation from an external source.
Keywords: factory synchronous generator; static and dynamic stability; software package; automatic excitation regulator; automatic speed controller; dividing automation.
МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕГИОНАЛЬНО АДАПТИРОВАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Коновалов Ю.В.
Иркутский национальный исследовательский технический университет,
г. Иркутск, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Рассмотреть возможность применения передовых IT-технологий при использовании компьютерного моделирования для повышения качества электроснабжения и уменьшения отрицательного экологического воздействия различных источников энергии. Провести анализ темпов роста мирового электропотребления, тенденции применения возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и перспективности использования фотоэлектрических электростанций (ФЭС). Разработать взаимодействие ВИЭ в составе гибридных электростанций. Провести расчет выходных параметров фотоэлектрической электростанции с учетом её территориальной адаптации. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялось имитационное моделирование, реализованное средствами MatLab® с использованием его возможности составления блочных диаграмм и изменяемого набора библиотек необходимых элементов. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана разработанная компьютерная модель ФЭС, которая позволяет исследовать работу фотоэлектрических элементов с различными входными параметрами, моделировать работу электростанции с разного рода нагрузкой и строить графические характеристики, описывающие состояние объектов схемы. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Представлены результаты исследования регионально адаптированной фотоэлектрической электростанции. Обобщены и систематизированы данные о температуре и инсоляции для города Ангарска, что позволило исследовать основные характеристики работы фотоэлектрической электростанции в заданных погодных и географических условиях. Исследованы основные выходные параметры ФЭС, такие как: мощность, суточный график выработки электроэнергии, графики заряда, разряда и напряжения батареи. Предложенная модель, реализующая метод электроснабжения приемника в традиционной системе электроснабжения совместно с солнечными фотоэлектрическими электростанциями, позволяет минимизировать капитальные затраты и использование полезных площадей, повысить качество электроснабжения и уменьшить отрицательное экологическое воздействие источников энергии.
Ключевые слова: моделирование; Simulink; адаптированная фотоэлектрическая электростанция; инсоляция, основные выходные параметры; качество электроснабжения; экологическое воздействие.
MODELING OF REGIONALLY ADAPTED ELEMENTS OF A PHOTOELECTRIC POWER PLANT
YuV. Konovalov
Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia
Abstract: THE PURPOSE. To consider the possibility of applying advanced IT-technologies when using computer modeling to improve the power supply quality and reduce the negative environmental impact of various energy sources. To analyze the growth rate of global power consumption, trends in the use of renewable energy sources (RES) and the prospects for the use of photoelectric power plants (PPPs). To develop the interaction of RES as a part of hybrid power plants. To calculate the output parameters of a photoelectric power plant, taking into account its territorial adaptation. METHODS. Simulation modeling was used to solve the problem, implemented by the MatLab means with its ability to make block diagrams and a variable set of necessary elements libraries. RESULTS. The article describes the developed computer model of PPP, which allows to study the operation of photovoltaic elements with different input parameters, to simulate the operation of a power plant with different types of load and to build graphical characteristics describing the state of the circuit objects. CONCLUSION. The results of the study of a regionally adapted photoelectric power plant are presented. The data on temperature and insolation for the city of Angarsk are generalized and systematized, which made it possible to study the main characteristics of the photoelectric power plant operation under given weather and geographical conditions. The main output parameters of the PPP, such as: power, daily power generation schedule, schedules of battery charge, discharge and voltage, have been studied The proposed model, which implements the method of power supply to the receiver in the traditional power supply system together with solar photoelectric power plants, allows to minimize capital costs and the use of effective space, improve the quality of power supply and reduce the negative environmental impact of energy sources.
Keywords: simulation; Simulink; adapted photovoltaic power plant; insolation; main outputs; power quality; environmental impact.
МОДЕЛИРОВАНИЕ И СРАВНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В НОРМАЛЬНОМ И АВАРИЙНОМ РЕЖИМАХ С ПОМОЩЬЮ ПРИКЛАДНОЙ ПРОГРАММЫ МАТЛАБ
М.И. Тошходжаева, И.Р. Каримов, Е.И. Грачева
Политехнический институт Таджикского технического университета имени академика М.С. Осими.
Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Анализ и сравнение основных параметров электроэнергетической системы в нормальном и аварийном режиме посредством программы Matlab. В статье приведен анализ состояния электроэнергетической системы, основные параметры которого изменяются при малых и больших возмущениях. Поскольку от надежной работы противоаварийной автоматики зависит устойчивость электроэнергетической системы, требуется определить значения основных параметров электроэнергетической системы, которые характеризуют ее устойчивое функционирование: изменение угла фазового сдвига между ЭДС генератора и напряжением сети, изменение значений активной и реактивной мощности на выходе основного генератора и изменение тока на зажимах потребителя. МЕТОДЫ. Проведен сравнительный анализ значений параметров, которые получены в результате имитационного моделирования в среде Matlab в нормальном и аварийном режиме функционирования электроэнергетической системы на примере конкретной системы электроснабжения промышленной зоны г. Гулистана Согдийской Области. Определены расчетные параметры элементов системы электроснабжения при коротком замыкании в относительных единицах. В имитационной модели короткое замыкание рассматривается на шинах потребителя 10 кВ. При решении поставленной задачи применяется метод имитационного моделирования в среде Matlab и метод расчета токов короткого замыкания при использовании базисных величин. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы исследования. Новизна исследования заключается в компьютерном моделировании систем электроснабжения горнодобывающей промышленности в нормальном и аварийном режиме и проверка параметров устойчивости электроэнергетической системы. Проведено сравнение результатов имитационного моделирования системы электроснабжения в нормальном и послеаварийном режимах.
Ключевые слова: моделирование; энергосистема; устойчивость электроэнергетической системы; промышленная зона.
MODELING AND COMPARISON OF THE MAIN PARAMETERS OF THE ELECTRIC POWER SYSTEM IN NORMAL AND EMERGENCY MODES USING THE MATLAB APPLICATION PROGRAM
MI. Taskhodzhayeva, IR. Karimov, EI. Gracheva
Polytechnic Institute of Tajik Technical University named after Academician M.S. Osimi.
Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract: PURPOSE. Analysis and comparison of the main parameters of the electric power system in normal and emergency mode using the Matlab program. The article provides an analysis of the state of the electric power system, the main parameters of which change with small and large disturbances. Since the stability of the electric power system depends on the reliable operation of emergency automatics, it is required to determine the values of the main parameters of the electric power system that characterize its stable operation: a change in the phase shift angle between the generator EMF and the mains voltage, a change in the values of active and reactive power at the output of the main generator and a change in the current at the output of the main generator. user clamps. METHODS. A comparative analysis of the values of the parameters obtained as a result of simulation in the Matlab environment in the normal and emergency modes of operation of the electric power system was carried out on the example of a specific power supply system of the industrial zone of the city of Gulistan, Sughd Region. The calculated parameters of the elements of the power supply system in case of a short circuit in relative units are determined. In the simulation model, a short circuit is considered on the 10 kV consumer buses. When solving the problem, the method of simulation modeling in the Matlab environment and the method of calculating short-circuit currents using basic values are used. RESULTS. The article describes the relevance of the research topic. The novelty of the study lies in computer simulation of power supply systems in the mining industry in normal and emergency mode and verification of the stability parameters of the power system. The comparison of the results of simulation modeling of the power supply system in normal and post-emergency modes is carried out.
Keywords: simulation; power system; stability of the power system; industrial zone.