Повышение надежности и безопасности эксплуатации интеллектуальных электроэнергетических систем в условиях Севера и Арктики

Объектом исследования являются энергетические системы, функционирующие в условиях Север и Арктики России. Цель работы – разработка новых принципов, способов и средств повышения надежности и управляемости энергетических систем в условиях Севера и Арктики для энергоснабжения централизованных и децентрализованных потребителей, в том числе повышение эффективности технологий производства и быта населения Республики Саха (Якутия). Блок I Разработанная математическая модель ПЭП с промежуточным отбором мощности позволяет рассчитать параметры режима в любом узле электропередачи. Определено, что модель ПЭП по расчетным параметрам режима исследуемого узла позволяет подобрать технические средства компенсации реактивной мощности для обеспечения требуемого уровня напряжения и устойчивой работы электропередачи с промежуточным отбором мощности. Разработанный способ изменения волнового сопротивления полуволновой линии путем компенсации реактивной мощности позволяет поддерживать требуемые значения напряжения и тока в месте отбора мощности в зависимости от передающейся мощности по полуволной линии электропередачи. Анализ устойчивости при совместной работе электрической станции с энергосистемой через полуволновую линию электропередачи, показал, что работа полуволновой электропередачи не встречает затруднений по условиям устойчивости. Блок II Разработаны математические модели при комбинации: дизельной и солнечной энергии; дизельной, ветровой и солнечной энергии; дизельной, ветровой и солнечной энергией с использованием водородных накопителей энергии, позволяющие моделировать гибридные автономные системы электроснабжения на основе традиционных и нетрадиционных источников энергии. Представлены результаты моделирования гибридных систем электроснабжения на основе комбинации традиционных и нетрадиционных источников энергии получены математические модели различных комбинаций энергоисточников; Разработана методика оценки эффективности системы теплоснабжения в зависимости от характера потребления, эксплуатационных затрат и расстояния до потребителей, которая позволяет определить наиболее эффективный применения отдельных энергоносителей, в том числе электрической энергии в технологических процессах сельскохозяйственных объектов и быта населения; Предложено, что в сельских районах Центральной и Западной Якутии базисное электротеплоснабжение по сравнению с теплоснабжением на угле и природном газе экономически выгоднее при расстоянии от райцентра до потребителей не выше 100 км, а внепиковые – 150 км; горячее водоснабжение с использованием емкостных электроводонагревателей экономически выгодно во всех случаях.