


№ 3 (2024)
Статьи
Оценка работоспособности и причин аварийности объектов электросетевого комплекса севера европейской части России
Аннотация
Исследуются проблемы влияния климатических факторов на аварийность в распределительных сетях России. Выполнен обзор известных исследований в этой области в России и за рубежом. На основании годовых отчетов филиалов компании представлен краткий анализ влияния основных факторов на аварийность в различных частях обслуживания ПАО “Россети”. На основании ежегодной сводной информации о технологических нарушениях на территории обслуживания ПАО “Россети Северо-Запад” и ПАО “Россети Ленэнерго” и архивов метеонаблюдений Росгидромета проведен анализ климатических причин аварий в электросетевом комплексе России за период 2018–2023 гг., выявлена зависимость между наблюдаемыми скоростями ветра и вероятностью отключения на объектах электросетевого комплекса, представлен анализ ретроспективных данных метеонаблюдений за последние 50 лет. Опираясь на данные межмодельного сравнения CMIP5, выполнен прогноз изменения ветрового режима и аварийности в электрических сетях на рассматриваемой территории в ближайшие десятилетия.



Технологические перспективы промышленного энергоснабжения на базе ветроэлектрических станций и воздухотурбинных установок с подземными аккумуляторами сжатого воздуха
Аннотация
Дан анализ технологий энергоснабжения потребителей мегаваттной мощности по заданным графикам потребления электрической (ЭЭ) и тепловой (ТЭ) энергии на базе ветроэлектрических станций (ВЭС) и воздухотурбинных установок (ВТУ) с подземными аккумуляторами сжатого воздуха (ПАВ) в геологических и климатических условиях Российской Арктики в районе п-ова Таймыр и близлежащих к нему территорий. Проведен анализ ветроэнергетического потенциала в исследованном регионе, а также современных технологий его промышленного преобразования и использования. Изложены основы создания и использования подземных хранилищ для аккумулирования сжатого воздуха и природного газа, созданных в отложениях каменной соли с учетом климатических и геологических условий российской Арктики. Рассмотрены физические основы и технологии пневматического преобразования и использования воздуха, как энергоносителя. Разработана концептуальная схема перевода энергоснабжения портов Дудинка и Хатанга на зеленую энергетику. Проведены энергетические и экономические оценки предлагаемого способа производства энергии на базе ВЭС и воздухотурбинных установок с подземными аккумуляторами сжатого воздуха.



Определение наилучших режимов электроэнергетической системы, имеющей в составе ТЭЦ и ГЭС методом ступенчатой оптимизации
Аннотация
В работе представлен подход к определению наилучших режимов электроэнергетической системы методом ступенчатой оптимизации. Описаны особенности моделирования и оптимизации источников тепла, входящих в состав электроэнергетических систем. Рассмотрена задача согласованной оптимизации среднемесячных режимов расчетного года, в том числе с учетом особенностей ГЭС с водохранилищами многолетнего регулирования при оптимизации длительных режимов работы электроэнергетических систем. Приведены особенности метода ступенчатой оптимизации. В качестве примера оптимизации длительных режимов электроэнергетической системы рассмотрена электроэнергетическая система республики Якутия.



Формирование графиков ремонта генерирующего оборудования на основе показателей плановой надежности электроэнергетических систем
Аннотация
В статье рассматривается задача планирования ремонтов генерирующего оборудования при долгосрочном планировании работы электроэнергетических систем. Предложена математическая модель формирования графиков ремонтов энергетического оборудования, в которой учтено два аспекта: текущее техническое состояние энергетического оборудования и максимизация плановой надежности электроэнергетических систем при проведении ремонтов энергетического оборудования. Для решения задач на основании математической модели формирования графиков ремонтов энергетического оборудования предложена методика решения этих задач. В финальной части статьи представлены результаты применения предлагаемой методики на тестовой схеме энергосистемы.



Разработка методики расчета электромагнитного поля, токов и потерь в транспонированных стержнях обмотки якоря
Аннотация
В статье изложена методика расчета распределения магнитного поля, токов и потерь в транспонированных стержнях обмотки якоря электрической машины. Данная методика основана на моделировании магнитного поля переменных токов методом конечных элементов в плоской постановке с учетом электрической цепи в программном комплексе ELCUT. Методика учитывает идеальность транспозиции проводников стержня якоря по его длине, особенности конструкции пазовой геометрии и выкладки паза якоря. Электрическая цепь моделирует соединение элементарных проводников обмотки якоря с учетом их положений по длине стержня. На основе сравнительного анализа результатов, полученных из специально проведенных численных экспериментов, проведена оценка влияния на результаты расчета различных условий таких, как положение проводников по длине машины при транспозиции и необходимость учета наличия ротора. Анализ выполнен путем сравнения энергетических характеристик: омических и добавочных потерь и их соотношений. Сравнительный анализ результатов расчета показывает приемлемость предлагаемой методики, а методика может быть рекомендована при расчете потерь транспонированных обмоток якорей.



О повышении эффективности системы аварийного расхолаживания быстрого натриевого реактора большой мощности
Аннотация
Реакторные установки проекта “ПРОРЫВ” позиционируются как основа для крупномасштабной ядерной энергетики естественной безопасности России, что, в частности, подразумевает “исключение аварий на АЭС, требующих эвакуации, а тем более отселения населения”, в том числе и при множественных исходных отказах. Одной из ключевых проблем при обосновании безопасности является задача отвода тепла остаточного энерговыделения от активной зоны и предотвращения недопустимого перегрева твэлов. На базе расчетных исследований с помощью инженерного теплогидравлического кода показано, как за счет изменения конструкции верхней камеры повысить эффективность отвода тепла от активной зоны быстрого натриевого энергетического реактора в режиме расхолаживания.



О влиянии удельного тепловыделения смеси радионуклидов на относительную массу транспортируемого в режиме “самодоставка” отработанного ядерного топлива при космическом захоронении
Аннотация
Вопросы утилизации радиоактивных отходов (РАО) в настоящее время являются одной из серьезных экологических задач. Одним из способов утилизации может стать космическое захоронение РАО, что обеспечивает снижение загрязненности Земли. В работе рассмотрены вопросы транспортировки РАО, представляющих смесь изотопов отработанного ядерного топлива (ОЯТ), выполнены оценки массоэнергетических затрат на транспортировку ОЯТ с помощью электроракетных двигателей (ЭРД). Рассмотрен вариант, в котором транспортируемая смесь изотопов ОЯТ является одновременно полезной нагрузкой и источником энергии – “самодоставка”. Получены соотношения для расчета относительной массы транспортируемого ОЯТ при различных параметрах.



Сценарии углеродного регулирования для энергетики России
Аннотация
Обновленная Климатическая доктрина подтвердила намерение по достижению углеродной нейтральности российской экономики, сохранив неопределенность в выборе траектории ее достижения. Необходимых изменений в структуре технологий генерации и потребления энергии можно добиться с помощью различных инструментов углеродного регулирования, выбор которых определит темпы и стоимость низкоуглеродного перехода. Возникла насущная необходимость сопоставить эффективность различных мер углеродного регулирования для условий России. В частности, следует выбрать оптимальное сочетание мер, одновременно обеспечивающее целевое снижение выбросов парниковых газов и доступность энергии и топлива для потребителей. В статье сформулированы несколько сценариев углеродного регулирования, сочетающих административные, фискальные и(или) внутриэкономические меры и разработанных на основании сравнительного анализа мирового опыта, проведенных ранее исследований и существующих правовых заделов в области климатической политики. Обсуждены возможные способы описания отдельных мер в рамках системных технологических моделей (СТМ) для рассмотрения предложенных сценариев и их влияния на структуру энергетических технологий. Показано, что слабым местом и источником неопределенности в исследовании сценариев углеродного регулирования может стать прогноз влияния растущих климатических затрат в энергетике и топливно-энергетическом комплексе (ТЭК) на объем и структуру энергопотребления в отраслях экономики.



70 лет академику Российской академии наук Валерию Алексеевичу Стенникову


