|
ча/разряд, т. е. выдаёт энергию потребителю. ЛНЭЭ при этом не только
передаёт потребителям энергию, генерируемую станциями, но и отдаёт
запасённую энергию. Реализуется режим «транспорт + выдача».
288
При аварийных режимах ЭЭС (сбросах и набросах нагрузки, ка-
чаниях, отключениях генерирующего оборудования и др.) НЭ должен с
достаточной скоростью выдавать или потреблять требуемое количество
энергии для демпфирования колебаний, а для этого он должен обладать
достаточной маневренностью и энергоёмкостью.
В качестве УУ в настоящее время используются быстродействующие
устройства силовой электроники – преобразователи тока или напряжения.
12.1. Накопление электрической энергии
Накопители электрической энергии (НЭЭ) – класс накопителей, ак-
кумулирующих непосредственно электрическую энергию, обладающих са-
мым высоким быстродействием и наиболее широким диапазоном энергоём-
кости. Благодаря этим свойствам они пригодны как для повышения устойчи-
вости и надёжности работы ЭЭС, так и для выравнивания графиков нагруз-
ки; их можно подключать к ЭЭС и по шунтовой, и по линейной схеме. Они
надёжны в работе, т. к. не имеют движущихся частей, не чувствительны к
месту подключения – в центре нагрузки или непосредственно у потребителя.
К НЭЭ относятся:
емкостные накопители (ЕН);
электрохимические накопители – аккумуляторные батареи (АБ);
топливные элементы (ТЭ);
сверхпроводниковые индуктивные накопители энергии (СПИНЭ).
12.1.1. Емкостные накопители энергии
Самые массовые емкостные накопители электрической энергии –
это обычные радиотехнические конденсаторы. Однако применительно
к энергетике у них есть принципиальные недостатки: весьма малая
удельная плотность запасаемой энергии и потому небольшая (относи-
тельно других видов накопителей) ёмкость, низкое рабочее напряжение
и малое время хранения энергии, которое редко превышает несколько
часов, а для некоторых моделей составляет лишь доли секунды. Потре-
бовались многолетние исследования и разработки в области создания
конденсаторов, в максимально возможной мере отвечающих требовани-
ям энергетики. Удалось повысить удельную ёмкость конденсаторов в
10
8
раз (десятки фарад в 1 см
3
), а время хранения энергии – на порядок
(около 100 ч). Модульная конструкция позволяет создавать мощные
конденсаторные батареи на напряжение в десятки киловольт, токи – не-
сколько килоампер, энергоёмкость – 10
11
–10
12
Дж. Блок-схема ЕН на ба-
зе конденсаторной батареи показана на рис. 12.2.
289
Рис. 12.2. Блок-схема ЕН:
1 – конденсаторная батарея; 2 – система управления;
3 – сглаживающий реактор; 4 – ЭЭС переменного тока; 5 – трансформатор;
6 – устройство управления; 7 – фильтрокомпенсирующее устройство
В качестве ЛНЭЭ используют криогенный или криопроводящий ка-
бель с высокими значениями погонной индуктивности и ёмкости. Для это-
го токоведущий слой выполняется из материала с повышенной диэлек-
трической проницаемостью в виде спирали. Кабель превращается в длин-
ный соленоид с повышенной (в 10
2
–10
4
раз) удельной погонной индуктив-
ностью. При изменении протекающего тока соленоид играет роль демп-
фера, препятствующего этим изменениям. ЛНЭЭ, как и шунтовые НЭЭ,
является многофункциональным устройством, но дополнительно он по-
зволяет передавать энергию, что значительно улучшает его технико-
экономические показатели. Управление ЛНЭЭ осуществляется на преоб-
разовательных подстанциях, установленных на его концах, рис. 12.1, б.
Масштабы использования в электроэнергетике емкостных накопи-
телей энергии ограничены пока ещё не устранёнными их недостатками:
высокой стоимостью;
необходимостью изменять полярность при переходе из режима
«заряд» в режим «разряд»;
устройства управления ЕН на основе тиристорных преобразовате-
лей генерируют высшие гармонические составляющие, которые
искажают синусоидальность переменного тока.
В результате область применения конденсаторов в электроэнерге-
тике ограничивается, преимущественно, кратковременным накоплением
электроэнергии выпрямлением коррекцией и фильтрацией тока в схемах
силовой электротехники.
290
Do'stlaringiz bilan baham: |
