Экономический эффект до 300 млн. долларов могут принести разработки павлодарских ученых

Причинами многих техногенных аварий в современном мире становятся отказы элементов схем открытых распределительных устройств (ОРУ) электрических станций.
Масштабные инциденты, связанные с остановкой подачи электричества происходили в объединенной энергосистеме США и Канады в 2003 году, в нескольких странах Европы в 2005 году, в объединенной энергосистеме Востока ЕЭС России в 2017 году.
При этом недоотпуск электроэнергии потребителям порой достигал фантастических размеров, как например 62 ГВт в упомянутой аварии 2003 года. Понятно, что повышение надежности схем ОРУ позволило бы значительно уменьшить аварийный недоотпуск электроэнергии. Ведь сохранение в работе даже одного блока 300-800 МВт – это весомый вклад в энергосбережение.
Тема энергосбережения и повышения надежности работы электрических станций чрезвычайно актуальна для Казахстана.
В настоящее время основным направлением повышения надежности схем ОРУ во всем мире является замена масляных и воздушных выключателей на более надежные элегазовые. Однако в некоторых случаях этого может быть недостаточно – например, в 2018 году в США произошло полное погашение атомной станции мощностью 1,2 ГВт из-за одновременного отказа нескольких выключателей.

Исследователи Toraighyrov university (TOU) уверены, что добиться энергосбережения можно путем разработки новых схем ОРУ электрических станций.

Идея заключается в вводе дополнительных выключателей в схему ОРУ, что позволит значительно повысить надежность отключения поврежденного элемента от неё и предотвратить дальнейшее развитие аварии. Для оценки целесообразности применения новых схем используется достаточно простой и хорошо апробированный таблично-логический метод.

В рамках поставленных задач в процессе реализации проекта в 2021 году получены следующие результаты:

1) Развита теория построения схем ОРУ электрических станций, а именно: а) усовершенствован таблично-логический метод оценки надежности схем; б) на его основе разработаны алгоритм и программное обеспечение для оценки надежности схем ОРУ электрических станций.

2) Разработаны две новые схемы ОРУ блочного типа (с одним блоком генератор-трансформатор и одной линией; с двумя блоками генератор-трансформатор и двумя линиями).

3) Разработаны четыре новые схемы ОРУ одиночных многоугольников («четырехугольник»; «шестиугольник»; «восьмиугольник»; «девятиугольник»).

4) Согласно календарного плана, по теме проекта поданы четыре заявки на изобретение в Казахстане (регистрационные номера 2021/0626.1, 2021/0627.1, 2021/0629.1 и 2021/0630.1) и две – в Евразийское патентное ведомство (регистрационные номера 2021/056 и 2021/057).

Дополнительно по результатам проведенных исследований по теме проекта поданы две заявки на изобретение в Казахстане (регистрационные номера 2021/0689.1 и 2021/0690.1) и две – в Российской Федерации (регистрационные номера 2021119142 и 2021119317).

Проведенное технико-экономическое сравнение известных и разработанных в проекте схем ОРУ блочного типа и одиночных многоугольников показало, что предлагаемый ввод дополнительных выключателей для схем ОРУ ТЭЦ, КЭС, ГЭС и АЭС напряжением 110÷750 кВ с воздушными и элегазовыми выключателями при мощности блоков 100÷1200 МВт позволит снизить аварийный недоотпуск электроэнергии на (2÷125) ГВт∙ч/год.
Экономический эффект при этом за счет снижения приведенных затрат составит от 4 до 300 млн. долларов.

Проект AP09058249 «Энергосбережение путем разработки новых схем открытых распределительных устройств электрических станций».
Срок реализации - 24.02.2021-31.12.2023

Научный руководитель проекта Барукин Александр, доктор PhD, ассоциированный профессор (доцент) кафедры «Электроэнергетика» НАО «Торайгыров университет»

по материалам https://tou.edu.kz