автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Рациональные режимы работы электрооборудования микро гидроэлектростанций на шлюзах мелиоративных систем

кандидата технических наук
Потешин, Михаил Игоревич
город
Краснодар
год
2013
специальность ВАК РФ
05.20.02
цена
450 рублей
Диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем на тему «Рациональные режимы работы электрооборудования микро гидроэлектростанций на шлюзах мелиоративных систем»

Автореферат диссертации по теме "Рациональные режимы работы электрооборудования микро гидроэлектростанций на шлюзах мелиоративных систем"

На правах рукописи

ПОТЕШИН Михаил Игоревич

РАЦИОНАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ МИКРО ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА ШЛЮЗАХ МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ

Специальность: 05.20.02 - «Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

5 ДЕК 2013

Краснодар - 2013 005542996

005542996

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВПО Кубанский ГАУ)

Научный руководитель: Богатырев Николай Иванович

кандидат технических наук, доцент

Официальные оппоненты: Амерханов Роберт Александрович

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»

профессор кафедры «Электротехники, теплотехники и возобновляемых источников энергии»

Юндин Михаил Анатольевич

кандидат технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия» профессор кафедры «Теоретические основы электротехники и электроснабжение сельского хозяйства»

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учрежде-

ние «Управление «Кубаньмелиоводхоз» (г. Краснодар)

Защита состоится «25» декабря 2013 г. в 10°° часов на заседании диссертационного совета Д 220.038.08 при ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина 13, КубГАУ, ауд. 4 учебного корпуса факультета энергетики и электрификации.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан «23» ноября 2013 г. и размещен на официальном сайте ВАК при Министерстве образования и науки России http://vak2.ed.gov.ru/ и на сайте Кубанского ГАУ http://kubsau.ru/

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

В. С. Курасов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. В соответствии с концепцией социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года, в области энергетики стоит задача преодоления энергетических барьеров роста, в том числе за счет повышения энергоэффективности и расширения использования альтернативных видов энергии.

Для повышения конкурентоспособности российской сельскохозяйственной продукции на внутреннем и внешнем рынках, необходимо внедрять, в том числе энергосберегающие технологии и возобновляемые источники энергии. Наряду с этим существует необходимость поиска и оценки объемов энергетического потенциала и возможность применения таких источников энергии.

С другой стороны, существуют способы воспроизводства и повышения эффективности использования в сельском хозяйстве земельных ресурсов, один из них - мелиорация земель, осуществляющаяся посредством рационализации водопользования мелиоративной системой.

Мелиоративная система представляет собой комплекс взаимосвязанных гидротехнических и других сооружений и устройств (каналы, коллекторы, трубопроводы, водохранилища, плотины, дамбы, насосные станции, водозаборы и др.), обеспечивающий создание оптимальных водного, воздушного, теплового и питательного режимов почв на мелиорируемых землях. Движение воды в каналах в течение года имеет неравномерный характер, связанный с сезонной неравномерностью стока малых рек, а также с сезонностью работы предприятий АПК, связанных с производством риса.

Также существует определенная специфика сельскохозяйственного производства, связанная с территориальной распределенностью производственных цехов предприятий. Как следствие - удаленность таких цехов от центров питания централизованной системы электроснабжения.

Работа мелиоративной системы связана с перемещениями большой массы воды. С учетом расположения предприятий АПК вблизи гидротехнических сооружений мелиоративной системы, нехваткой мощности в периоды пиковых

нагрузок, можно предположить, что экономически целесообразно использование гидросистемы как ресурса возобновляемой энергии, т. е. рассмотреть возможности установки микро ГЭС на объектах мелиоративной системы.

Однако сезонная неравномерность работы мелиоративной системы, а также неравномерность нагрузки и потребления электроэнергии требуют научного анализа при оценке энергетического потенциала и согласования режимов выработки и потребления электроэнергии.

Работа выполнена в рамках плана НИР Кубанского ГАУ по госбюджетной тематике 2006-2010 гг. (ГР 01.2006.06851), 2011-2015 гг. (ГР 01.2011.53641).

Научная гипотеза - произвести оценку количества электроэнергии, получаемой от шлюза мелиоративной системы для электроснабжения сельскохозяйственного потребителя, можно, если теоретически обосновать рациональные режимы работы электрооборудования микро гидроэлектростанции.

Цель работы - снижение энергопотребления от централизованных систем энергоснабжения сельскохозяйственными потребителями путем рационального использования энергии водных потоков в шлюзах мелиоративных систем и обоснование рациональных режимов работы электрооборудования микро гидроэлектростанции.

Задачи исследования:

1. На основе статистических данных об уровнях воды в точках учета уровней мелиоративной системы установить критерии для выбора объекта, подходящего для внедрения средств малой гидроэнергетики и определить возможный энергетический потенциал.

2. Определить объем и период потребности в дополнительной электрической энергии, полученной на основе данных годовых графиков нагрузки подключаемых потребителей.

3. На основе корреляционного анализа обосновать периоды подключения потребителей электроэнергии к микро ГЭС.

4. Разработать методику обоснования применения средств малой гидроэнергетики в условиях мелиоративной системы Краснодарского края.

5. Провести на основе пакета МАТЬАВ имитационное моделирование режимов работы системы, составной частью которой является микро ГЭС.

6. Разработать схему и изготовить экспериментальный образец стабилизатора напряжения асинхронного генератора. Провести экспериментальные исследования опытного образца.

7. Рассчитать экономическую эффективность внедрения микро ГЭС на сбросном гидротехническом сооружении для электроснабжения сельскохозяйственного предприятия.

Объект исследования - графики потока воды в шлюзах мелиоративной системы, графики нагрузки потребителей, электрооборудование микро ГЭС, стабилизатор выходного напряжения асинхронного генератора.

Предмет исследования - показатели графиков нагрузки, показатели качества электроэнергии, характеристики гидротехнических сооружений, компьютерные модели микро ГЭС, режимы работы электрооборудования.

Методики исследования - теория движения воды в каналах и естественных руслах, статистические методы оценки данных, компьютерное моделирование в программных комплексах МаЛСАО, МАТЬАВ. Экспериментальная часть выполнена на кафедре электрических машин и электропривода Кубанского ГАУ.

Научная новизна работы:

- обоснованы объемы выработки электроэнергии и периоды подключения потребителей электроэнергии к микро ГЭС, установленной на шлюзе мелиоративной системы, с использованием метода корреляционного анализа на основе статистических данных о режимах работы объекта мелиоративной системы и потребителя электроэнергии;

- обоснованы критерии выбора потребителя, подключаемого к микро ГЭС мелиоративной системы, что позволяет сократить объем выборки потенциальных потребителей для дальнейшего анализа;

- разработана методика оценки энергетического потенциала объектов малой энергетики, позволяющая экономически и технически обосновать установку

микро ГЭС и ее рациональных режимов работы для электроснабжения конкретного потребителя.

Практическая ценность результатов исследований:

- принципиальные схемы бесконтактных стабилизаторов напряжения (патент РФ № 2373630), которые позволят повысить надежность работы асинхронного генератора и качество напряжения в реальных условиях эксплуатации;

- на основе полученной методики оценки энергетического потенциала шлюзов установлены периоды подключения и объемы электроэнергии, вырабатываемой на мелиоративной системе Краснодарского края, что позволит производить планирование режима работы микро ГЭС и режима потребления электроэнергии предприятий АПК;

- изготовлен опытный образец блока управления стабилизатора выходного напряжения асинхронного генератора, прошедший испытания и показавший высокую надежность работы;

- разработана компьютерная модель системы «Микро ГЭС - Потребитель», которая дает наглядное представление о работе системы и возможность изучения ее работы в динамике.

На защиту выносятся следующие положения:

- оценка энергетического потенциала гидротехнического сооружения;

- рациональные режимы работы электрооборудования микро ГЭС, установленной на шлюзе мелиоративной системы;

- методика оценки энергетического потенциала объектов малой гидроэнергетики и обоснования установки микро ГЭС для электроснабжения конкретного потребителя;

- компьютерная модель системы «микро ГЭС - потребитель», созданная в среде МАТЬАВ, и позволяющая исследовать работу системы в динамике при изменении параметров турбины, генератора и нагрузки;

- схема стабилизации напряжения асинхронного генератора микро ГЭС;

- результаты испытания схемы стабилизации напряжения асинхронного генератора.

Реализация и внедрение результатов исследований. Разработанная методика оценки эффективности использования возобновляемых источников энергии на мелиоративной системе Краснодарского края выполнена в соответствии с техническим заданием к государственному контракту № 31-2012 по теме «Разработка научно обоснованных методов и программного комплекса оптимизации режима работы электроустановок на сельскохозяйственных предприятиях Краснодарского края». Результаты компьютерного моделирования используются в учебном процессе Кубанского ГАУ.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар, 2009-2010 гг.), Международном агропромышленном конгрессе (Санкт-Петербург, 2009 г.), 5-й международной научно-практической конференции «Технические и технологические системы» (Краснодар, 2013 г.).

Публикации результатов работы. Основные результаты работы опубликованы в 9 печатных работах, в том числе получены 3 патента РФ на изобретения, 1 работа опубликована в издании, рекомендованном ВАК. Общий объем опубликованных работ составляет 10,25 п. л. из них на долю автора приходится 3,43 п. л.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов, списка использованных источников, включающего 130 наименований, в том числе 15 - на иностранном языке, и приложения. Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста, включая 28 страниц приложения, содержит 54 рисунка, 21 таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследований, сформулированы цель работы, научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены необходимость и перспективы применения возобновляемых источников энергии для электроснабжения предприятий АПК Краснодарского края, существующие конструкции турбин и оборудования микро гидроэлектростанций, современные разработки систем стабилизации напряжения асинхронных генераторов.

По данным некоммерческого партнерства «Совет рынка», суммарный объем выработки электроэнергии генерирующими компаниями, представленными на рынке Краснодарского края, в 2011 г. составил 6512,5 тыс. МВт-ч (меньше, чем в предыдущем году, на 1,2 %), а объем потребленной энергии по региону составил 21960,9 тыс. МВт-ч (больше, чем в предыдущем году, на 6,2 %). Около 66 % электроэнергии поступает из соседних регионов - энергосистема Краснодарского края является одной их самых дефицитных по электрической энергии среди энергосистем Южного федерального округа Российской Федерации.

В условиях дефицита электрической мощности в Краснодарском крае имеет смысл обратиться к вопросу использования нетрадиционной энергетики и за ее счет «разгрузить» существующую энергосистему. Для повышения конкурентоспособности российской сельскохозяйственной продукции одной из приоритетных задач отрасли должен быть анализ возможностей использования альтернативных источников энергии.

В качестве источника возобновляемой энергии может выступать, в том числе, мелиоративная система Краснодарского края, включающая в себя более 14 тыс. гидросооружений. Одним из самых крупных гидросооружений является шлюз № 8 — концевое сооружение магистрального сброса.

На примере данного шлюза был рассмотрен вариант преобразования энергии транзитного потока воды (метод транзитного потока) при поддержании в водохранилище нормального подпорного уровня. С помощью данного метода оценки был получен годовой объем энергии, который потенциально можно получить на данном объекте. Эта величина составила примерно 204 тыс. кВт-ч. На практике же невозможно использовать всю энергию. Для оценки эффективности производства энергии на водостоке, применяют коэффициент использования

мощности, учитывающий КПД турбины и механической передачи, КПД электрических преобразователей и генератора, расход на собственные нужды станции, а также полезную мощность потока воды. Кроме того, имеют место дополнительные расходы воды на нерегулируемые протечки через шлюз, в этом случае теряется около 20% энергии. Для ГЭС показатель, характеризующий технически возможный потенциал получения энергии, находится в пределах 0,2-0,45.

Таким образом, технически максимально возможный годовой объем энергии, получаемый на шлюзе, составит около 75 тыс. кВт-ч.

Современный рынок предлагает большое количество гидроагрегатов, но параметры асинхронного генератора, использующегося в качестве силового агрегата, должны отвечать требованиям конкретного потребителя, и его работа должна быть согласована с сетью. Помимо этого, генерируемая электроэнергия должна отвечать требованиям ГОСТ Р 54149-2010, а наряду с очевидными преимуществами (малая стоимость, простота конструкции, надежность и т. д.) асинхронные генераторы (АГ) имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что без дополнительных устройств, стабилизирующих напряжение, АГ имеют крутопадающую внешнюю характеристику. Поэтому для регулирования и стабилизации напряжения АГ необходимы дополнительные устройства.

Проблемы внедрения и использования возобновляемой энергетики в своих трудах рассматривали такие ученые, как О. В. Григораш, Н. И. Богатырев, С. Е. Щеклеин, В. В. Елистратов, Е. А. Зайцев, Н. Д. Торопцев и др.

Наибольшее распространение получили системы стабилизации напряжения асинхронного генератора на основе балластного регулятора нагрузки, выпускаемые промышленностью. Принцип автоматического регулирования балластной нагрузки заключается в следующем: параллельно нагрузке потребителя станции через элемент регулирования подключается такая же по величине дополнительная (балластная) нагрузка. При изменении величины нагрузки потребителя величина балластной нагрузки изменяется при помощи элемента регулирования таким образом, чтобы суммарная нагрузка генератора микро ГЭС оставалась

неизменной. В качестве балластной нагрузки обычно используют нагревательные элементы.

Недостатком данного способа является то, что до 80% электрической энергии автономный потребитель тратит на получение тепла, выделяемое на балластных сопротивлениях. Не всегда существует возможность полезно использовать отводимое от нагревательных элементов тепло.

Таким образом, для внедрения микро ГЭС на шлюзе мелиоративной системы необходимо разработать устройство по стабилизации напряжения асинхронного генератора.

В первой главе сформулирована цель работы и задачи исследований.

Во второй главе представлены графики изменения отбираемой мощности на шлюзе, полученные на основе анализа статистических данных (рисунок 1).

1 ЛЛ лл .

ОП ПП

«Г ЯП по

-о ои.ии I 70.00 1 60.00 | 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00

1_

Б

1

51 101 151 201 251 301 351 Количество дней

Рисунок 1 - График изменения отбираемой мощности на шлюзе

Из анализа графиков изменения отбираемой мощности следует, что наиболее интенсивное движение воды происходит в период с мая по август, т. е. именно в этот период процесс генерации электроэнергии с помощью малой ГЭС будет стабильным.

Основываясь на данных графиков нагрузки отдельных участков электрической сети, можно определить параметры генерирующих электроустановок. При проектировании таких установок, работающих на ВИЭ, одной из главных задач является обоснование и выбор режима работы установки и определение ее но-

и

минальной мощности. Нагрузка различных категорий потребителей имеет сложный статистический характер в виду специфики производственных процессов, поэтому рациональный путь - это классификация потребителей по функциональному признаку и построение типовых графиков нагрузки для них.

На основе данных о режимных днях (суточные графики летнего и зимнего максимумов нагрузки) объектов электроснабжения были получены годовые графики нагрузки потребителя «по продолжительности». Такими графиками пользуются при проектировании систем электроснабжения. На основе графиков «по продолжительности» можно определить: расчетную нагрузку, число часов использования максимальной нагрузки (ЧЧИМ); на основе ЧЧИМ и расчетной нагрузки можно также рассчитать количество электроэнергии, потребляемое объектом за год. Все эти параметры также необходимы для технико-экономических расчетов.

На основе статистических данных построены графики режимного дня ООО «Хлебозавод» Приморско-Ахтарского участка районных электрических сетей (рисунок 2).

а) б)

а) - зимний максимум 2010 г.; б) - летний максимум 2010 г. Рисунок 2 - Графики нагрузки режимного дня ООО «Хлебозавод»

Ниже приведены сравнительные графики нагрузки ООО «Хлебозавод» и мощности, получаемой на шлюзе № 8 «по продолжительности» (рисунок 3).

Очевидно, что как расчетная нагрузка потребителя, так и годовая потребляемая мощность значительно превышает возможности шлюза. Тем не менее, на этих примерах можно показать, что на питание от микро ГЭС можно переключить часть электрооборудования предприятий.

Рисунок 3 - График мощности «по продолжительности», 2010 г.

(ООО «Хлебозавод»; гидротехническое сооружение шлюз № 8)

Анализ данных графиков также не дает полной информации для обоснования использования микро ГЭС, установленной на данном шлюзе, так как речь идет о сезонном изменении расхода воды и реальном изменении графика нагрузки потребителя в течение года.

Для сравнения и сопоставления графиков нагрузок - годового потребления по приморско-ахтарскому участку и годового потребления ООО «Хлебозавод» относительно потенциального источника мощности в виде малой ГЭС - был применен метод гармонического анализа - разложение в ряд Фурье.

В результате гармонического анализа графика нагрузки ООО «Хлебозавод» было получено следующее выражение:

Fx3{x)= 210,4 + 109 ,6 sin (col - 92,9)+ 25,1 sin (icot ~ 101,4) + + 36,9 sin (3 cot + 234.1)+ 8.1 sin (4 cot + 22,9)+ 6,6 sin (5cot + 195,7) + + 7.5 sin (6cot + 156,9)+ 7.0 sin (7cot + 165,9)+ 6.5sin (8cot + 147 ,7) + + 2.0 sin {9cot + 164.5) + 6.1 sin (l 0cot + 132 ,l)+ 5,2 sin (l 1 cot + 112,2)

График функции, соответствующий разложению в ряд Фурье, приведен на рисунке 4 а. Построена амплитудно-частотная характеристика гармонической функции (рисунок 4 б).

со

с

г

<

1 3 5 7 9 11 Гармоника-фаза, рад/с

а) б)

а) кривая, характеризующая нагрузку (усредненное за три года 2008-2010 гг.) ООО «Хлебозавод»; б) амплитудно-частотная характерист ика гармонической функции потребления мощности ООО «Хлебозавод» Рисунок 4 - Графики функций нагрузки потребителя

На основании аналогичного анализа построены графики функции для вырабатываемой мощности шлюза № 8 (рисунок 5).

а) б)

а) кривая, характеризующая потенциально вырабатываемую потоком воды мощность;

б) амплитудно-частотная характеристика гармонической функции, характеризующей

потенциально вырабатываемую на шлюзе мощность Рисунок 5 - Графики функций вырабатываемой мощности на шлюзе № 8

3 5 7 9 И Гармоника-фаза, рад/с

Время, месяц

Для определения возможности дублирования (резервирования) системы энергоснабжения на приморско-ахтарском участке проведен корреляционный анализ полученных графиков потребителя - ООО «Хлебозавод» и источника -шлюза № 8.

Была получена взаимная корреляционная функция для конечного количества гармоник полученных графиков потребителя и источника:

= М

= м

итх соь(со{1[ +срх )-■ иту соз(сгу2 + <рг)

(3)

= I С03(^ - <ри)соф2 - О (4)

кЦи

*—1 ^ тхх » *

м ~2

где М - математическое ожидание двух случайных функций Х(^) и У(1:2); Х^,), У^г) - случайные функции;

^ 12 - аргументы случайных функций X, У соответственно; и,иту - амплитуда случайных функций X, У соответственно;

Ф - начальная фаза случайных функций; ш - круговая частота. Корреляционная функция для графика потребления мощности ООО «Хлебзавод» и графика потенциально вырабатываемой мощности на шлюзе принимает следующий вид:

«х.з.-ш.С^; Ь) = 1550,8 ■ соз(150°) • соз[2тг(^ - С2)] + 130,5 • соз(-71,4°) соз[2тг(С1 - С2)] + 46,1 ■ соз(—7,7°) • соз^п^ - С2)] + 13,8 • соз(57,6°) соз[27г(Г1 - £2)] + 8,3 ■ соз(—27°) ■ соз[2я(^ - С2)] + (5)

+5,3 ■ соз(108,1°) ■ соз[2тт(г1 - С2)] + 4,9 ■ соз(-150,4°) ■ соз[2тг(г1 - г2)] + 3,9 ■ соз(—43°) соз[2тг(^ - С2)] + 0,4 • соз(-211,8°) ■ со$[2я(£х - £2)] + 2,4 ■ соз(41,4°) ■ соз[2гг(С1 - г:2)] + 1,04 ■ соз(-171,8°) соз[2тг(^ - С2)].

В соответствии с уравнением (5) построена корреляционная функция для оценки возможности дублирования системы энергоснабжения приморско-ахтарского участка с помощью АГ, установленного на шлюзе (рисунок 6).

Из анализа графика рисунка 6 следует, что корреляция приходится на период с середины апреля до конца сентября, поэтому в этот период альтернативный источник энергии может скомпенсировать пиковые нагрузки, появляющиеся в графике нагрузок приморско-ахтарского участка. В указанный период, с учетом КПД микро ГЭС, можно получить энергию в количестве 62 тыс. кВт-ч.

1500

1000

н 500

«3

1 о

х

3

о

2 -500 -1000 -1500

Рисунок 6 - Корреляционная функция для графиков мощности ООО «Хлебозавод» и шлюза № 8

Разработана и запатентована (патент РФ № 2373630) бесконтактная схема устройства для регулирования и стабилизации напряжения автономного асинхронного генератора (рисунок 7).

Достоинство устройства заключается в следующем:

1. Батареи коммутируемых конденсаторов подключаются при переходе коммутирующего напряжения через ноль, поэтому отсутствуют гармонические составляющие тока и напряжения, а также коммутационные перенапряжения и помехи.

2. Диапазон (глубина) регулирования и стабилизации напряжения зависят от количества коммутируемых конденсаторов. Чем больше блоков конденсаторов, тем выше стабильность напряжения.

НАГРУЗКА А В С

С4-С6

С7-С9

С10-С12

АС - асинхронный генератор на базе асинхронного двигателя АИР 1001.2, С1 - СЗ - конденсаторы возбуждения генератора; С4 - С12 - коммутируемые конденсаторы; 1 - 3 - твердотельные реле переменного тока с контролем фазы коммутируемого напряжения через «ноль» типа НТ 2544гОЗ; БУ - блок управления.

Рисунок 7 - Блок-схема устройства стабилизации напряжения

Третья глава посвящена компьютерному моделированию режима работы системы «Микро ГЭС - Потребитель» в динамике с учетом подключения нагрузки. Для создания системы использовалось приложение БтиНпк пакета МАТЬАВ Я2006а. В модель (рисунок 8) входят стандартные блоки, предлагаемые встроенной библиотекой МАТЬАВ.

В основе предложенной системы лежит модель асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором С. Г. Германа-Галкина. Модель состоит из следующих частей: гидравлическая турбина, блоки, имитирующие возбуждение генератора, нагрузка, асинхронный генератор.

В результате моделирования получены осциллограммы напряжения и тока асинхронного генератора (рисунок 9).

Рисунок 9 - Напряжение на нагрузке (а), ток нагрузки (б)

Как следует из анализа осциллограммы, напряжение на зажимах генератора при изменении величины нагрузки изменяется в допустимом диапазоне. Представленная модель позволяет отследить изменение параметров работы генератора в динамическом режиме при ступенчатом изменении нагрузки.

Рисунок 10 - Испытательный стенд для определения внешних характеристик асинхронного генератора

Были проведены испытания асинхронного генератора в различных режимах работы. Стенд для испытания асинхронного генератора (рис. 10) включает в себя: приводной двигатель постоянного тока независимого возбуждения типа 2ПН132МУХЛ4, батареи конденсаторов Стаг с возможностью дискретного изменения емкости, комплект приборов типа К506, частотомер.

Цель испытаний асинхронного генератора в лабораторных условиях:

1. Получить внешние характеристики генератора при различной нагрузке;

2. Испытать предложенную схему стабилизатора напряжения.

Были получены внешние характеристики асинхронного генератора при различной величине емкости конденсаторов возбуждения. На рисунке 11 представлено семейство нагрузочных характеристик генератора.

Результаты экспериментальных исследований показали, что для работы асинхронного генератора, с учетом изменения нагрузки в течение суток, необходимо использование системы стабилизации.

Была испытана предложенная система стабилизации напряжения асинхронного генератора. Результаты эксперимента приведены на рисунке 12.

Рисунок 11 - Семейство нагрузочных характеристик генератора при различной величине емкости

-♦-С 26 мкФ -•-С 30 мкФ С 34 мкФ -*-С38 мкФ -Ж-С 42 мкФ С 46 мкФ

ш

260

5 240 §

к о.

5 220

200 180 160 140

_■ ■ _ в Ту, ч. \

УГ ч Л

—♦—С 26 мкФ -»-С 30 мкФ С 34 мкФ -*-С 38 мкФ -*-С 42 мкФ С 46 мкФ

Ток, А

10

Рисунок 12 - График изменения напряжения на зажимах генератора с применением системы стабилизации напряжения

Данные эксперимента показывают, что стабилизация напряжения осуществляется в заданном режиме с отклонением значений в пределах ± 10 %.

В четвертой главе определены показатели экономической эффективности от внедрения микро ГЭС на шлюзе № 8 мелиоративной системы. Расчет экономической эффективности производился исходя из экономии электроэнергии получаемой из сети за счет энергии шлюза. ЧДД составил 156 тыс. руб. при сроке окупаемости 7 лет.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Определены закономерности движения воды в рисовой оросительной системе на основе регистрации уровней в канале Кирпильского лимана. По результатам обработки статистических данных получены графики уровней воды и статического напора со среднесуточными значениями за 3 года, что привело к расчету графиков потенциально возможной отбираемой мощности. Установлено, что наиболее интенсивное движение воды происходит в период с мая по август, т. е. именно в этот период процесс генерации электроэнергии с помощью микро ГЭС будет стабильным.

2. Исследованы данные по суточным нагрузкам летнего и зимнего максимумов ряда потребителей в девятнадцати районах Краснодарского края. Данные были сгруппированы по шести категориям, и анализ графиков нагрузок показал:

- «водоснабжение» - равномерная нагрузка по времени суток, постоянная загруженность сети и не существенное отличие между летним и зимним периодами;

- «тепловые сети» - самый низкий коэффициент формы, загрузка сети в летний период меньше, чем в зимний и существенное отличие между зимним и летним периодами;

- «переработка и хранение» - время максимальной загрузки генерирующих устройств составляет 70 %, равномерность нагрузки по времени суток;

- «транспорт» - время максимальной загрузки генерирующих устройств в летний период гораздо выше, чем в зимний;

- «коммунально-бытовые» - время максимальной загрузки генерирующих устройств составляет 70 %;

- «ИП и малые предприятия» - коэффициенты максимальной нагрузки, заполнения и формы в летний и зимний период близки друг к другу.

3. Получен годовой график потребления электрической энергии на примор-ско-ахтарском участке за три года и установлено следующее: коэффициент формы графика примерно равен единице, что характеризует график как равномерный, однако визуально можно определить, что на период с декабря по февраль

приходятся наибольшие значения потребленной электроэнергии. Еще один пик нагрузки приходится на летний период - июль - август.

4. С использованием метода корреляционного анализа на основе статистических данных о режимах работы объекта мелиоративной системы и характере графика нагрузки потребителя электроэнергии обоснованы объемы ее выработки и периоды подключения потребителей к микро ГЭС. Для конкретного потребителя - ООО «Хлебозавод», а также для концевого сооружения магистрального сброса - шлюза № 8 на основании графика корреляционной функции сделано следующее заключение: положительная корреляция наблюдается в период с апреля по октябрь - т. е. именно в этот период подключение потребителя к источнику энергии, установленному на шлюзе, наиболее эффективно, что позволит сократить пиковую нагрузку на энергосистеме приморско-ахтарского участка в период летнего максимума. Коэффициент корреляции графиков генерации шлюза и потребления мощности ООО «Хлебозавод» составляет 0,95.

5. Разработана методика обоснования установки микро ГЭС на малых водотоках с переменным водопоступлелием, позволяющая оценить возможность подключения потребителей с различными параметрами и характером графика нагрузки, сократить объем выборки потенциальных потребителей для дальнейшего анализа и рекомендовать периоды подключения в зависимости от катего-рийности потребителя.

6. В среде БтиИпк пакета МАТЬАВ Я2006а разработана компьютерная модель системы «Микро ГЭС — Потребитель», позволяющая изучать работу системы при различных режимах: запуск турбины, подключение нагрузки, изменение нагрузки в соответствии с графиком для конкретного потребителя.

7. Установлено, что при изменении нагрузки асинхронного генератора от холостого хода до двукратной перегрузки, выходное напряжение изменяется от 270 В до 140 В, что значительно превышает допустимые уровни, оговоренные в стандарте на качество электроэнергии. Изготовлен и испытан экспериментальный образец стабилизатора напряжения асинхронного генератора. В результате экспериментов получено следующее: при изменении нагрузки от холостого хода

до двукратных значений напряжение на выходе генератора изменялось в диапазоне 225 В - 216 В (при автоматическом переключение конденсаторов в три ступени), что соответствует требованиям к качеству напряжения.

8. Разработана схема устройства стабилизации выходного напряжения асинхронного генератора (патент РФ № 2373630), которая имеет следующие особенности: силовые элементы подключаются при переходе коммутирующего напряжения через ноль, поэтому отсутствуют гармонические составляющие тока и напряжения; диапазон (глубина) регулирования и стабилизации напряжения зависит от количества коммутируемых конденсаторов.

9. Капитальные затраты на реализацию проекта по внедрению микро ГЭС на гидротехническом сооружении - шлюз № 8 - составили 2,15 млн руб. ЧДЦ составил 156453,18 руб. при сроке окупаемости 7 лет.

Основные положения диссертации опубликованы:

- в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Потешин М. И. Обоснование графиков нагрузки отдельных потребителей в районах Краснодарского края / М.И. Потешин // Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2011. - № 05 (069). С. 279-291. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2011/05/pdf/26.pdf.

- в прочих изданиях:

2. Богатырёв Н. И. Новые схемы генераторов для ветро- и гидроэлектростанций малой мощности / Н.И. Богатырёв, Н.С. Баракин, М.И. Потешин и др.: Материалы Междунар. агропромышл. конгресса (21.08.2009 - 30.08.2009). - СПб.: Ленэкспо, 2009. - С. 78-79.

3. Потешин М. И. Микро ГЭС с асинхронным генератором для удаленных изолированных потребителей электроэнергии / М. И. Потешин // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: Материалы Н-й Всеросс. науч.-практ. конф. молодых ученых - Краснодар: КубГАУ, 2010. - С. 341-342.

4. Потешин М. И. Перспективы использования гидроэнергетических ресурсов в овцеводстве Северного Кавказа / М. И. Потешин // «Университет: наука, идеи и решения». - 2010. - № 2. - С. 165-166.

5. Потешин M. И. Обоснование генератора для системы автономного электроснабжения [Текст] / Н.И. Богатырёв, Н.С. Баракин, М.И. Потешин // Технические и технологические системы: Материалы V Междунар. науч.- практ. конф. (10 -11 октября 2013 г.). - Краснодар: КубГАУ, 2013. - С. 21-25.

- патенты на изобретения и свидетельства:

6. Патент РФ 2316879, МПК H 02 К 17/14, H 02 К 3/28. Статорная обмотка асинхронного генератора / Богатырёв Н. И., Ванурин В. Н., Потешин М. И. и др. (РФ) заявитель и патентообладатель КубГАУ. -№ 2006113471/09 (014637); заявл. 20.04.06; опубл. 10.02.08; бюл. №4.-5 с.

7. Патент РФ 2366073, МПК H 02 Р 9/46. Стабилизатор напряжения асинхронных генераторов для автономных источников, ветроэнергетических установок, малых гидростанций / Богатырёв Н. И., Екименко П. П., Потешин М. И. и др.; заявитель и патентообладатель КубГАУ. - № 2007140615/09; заявл. 01.11.07; опубл. 27.08.09; бюл. № 24. - 5 с.

8. Патент РФ 2373630, МПК H 02 Р 9/46, H 02 J 3/18. Устройство для регулирования и стабилизации напряжения автономного асинхронного генератора / Богатырёв Н. И., Баракин Н. С., Потешин М. И. и др. заявитель и патентообладатель КубГАУ. - № 2007140615/09; заявл. 31.03.08; опубл. 20.11.09; бюл. № 32. - 7 с.

9. Расчет потерь в линиях 0,22 kB, НН, CHI, СН2. / М.И. Потешин, В.А. Ди-дыч, Я.А. Ильченко, С.М. Моргун, C.B. Оськин // Свидетельство РФ №2013616080 Роспатент, 2013.

Подписано в печать 20.11.13 Формат 60x84 1/16

Бумага офсетная Офсетная печать

Печ. л. 1 Заказ №795 Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии Кубанского ГАУ 350044, Краснодар, ул. Калинина, 13

Текст работы Потешин, Михаил Игоревич, диссертация по теме Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ФГБОУ ВПО Кубанский ГАУ)

04201454735 На правах рукописи

ПОТЕШИН МИХАИЛ ИГОРЕВИЧ

РАЦИОНАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ МИКРО ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА ШЛЮЗАХ МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ

Специальность: 05.20.02. - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -кандидат технических наук, доцент Богатырев Н.И.

Краснодар 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................ 4

1 АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ И СУЩЕСТВУЮЩИХ МИКРО ГЭС.................... 11

1.1 Обоснование необходимости использования микро ГЭС для электроснабжения сельскохозяйственных предприятий............ 11

1.2 Обзор структуры осушительной мелиоративной системы Краснодарского края для использования средств малой гидроэнергетики.............................................................. 17

1.3 Существующие генераторные установки для малых ГЭС и проблемы внедрения их в качестве источников электроснабжения сельскохозяйственных потребителей....................................... 23

1.4 Выводы и задачи исследования............................................... 42

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ В ШЛЮЗАХ ПУТЕМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В ЭЛЕКТРОЭНЕГИЮ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКИХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ........... 45

2.1 Определение энергетического потенциала движения воды в шлюзах и составление годовых графиков генерации энергии...... 45

2.2 Определение графиков нагрузок потребителей электроэнергии

близлежащего района и конкретного предприятия...................... 49

Анализ графиков нагрузок и генерации энергии с установлением

2.3 взаимной связи на основе корреляционной теории случайных 62

функций ..........................................................................

Разработка стабилизатора напряжения для обеспечения качества

2.4 напряжения для питания маломощных потребителей, 80 подключенных к малой ГЭС................................................

2.5 Выводы 83

3 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И МЕТОДИКА ВЫБОРА МИКРО ГЭС........................................................ 86

3.1 Имитационное моделирование системы автономного электроснабжения на основе микро ГЭС в среде МАТЬАВ........... 86

3.2 Экспериментальное исследование генератора при изменении нагрузки............................................................................. 91

3.3 Методика обоснования внедрения малых ГЭС на малых водотоках 99

3.4 Выводы.............................................................................. 102

4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ МИКРО ГЭС ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ПОТРЕБИТЕЛЕЙ..............................................................103

Определение стоимости затрат на реализацию проекта по

4.1 внедрению микро ГЭС на сбросном шлюзе рисовой оросительной системы......................................................................................................................................................103

4.2 Определение эффективности инвестиционного проекта по внедрению микро ГЭС................................................................................................................105

4.3 Выводы..........................................................................................................................................................113

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ............................................................................................................................115

ЛИТЕРАТУРА........................................................................................................................................118

Приложение 1..........................................................................................................................................133

Приложение 2..........................................................................................................................................139

Приложение 3..........................................................................................................................................142

Приложение 4..........................................................................................................................................151

Приложение 5..........................................................................................................................................152

Приложение 6..........................................................................................................................................155

Приложение 7..........................................................................................................................................157

Приложение 8..........................................................................................................................................160

ВВЕДЕНИЕ

В соответствии с концепцией социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года [97] в области энергетики стоит задача преодоления энергетических барьеров роста, в том числе за счет повышения энергоэффективности и расширения использования альтернативных видов энергии при сохранении тенденции к удорожанию энергоносителей.

Развитие глобальной экономической конкуренции сопровождается усилением геополитического соперничества, в том числе за контроль над сырьевыми, энергетическими, водными и продовольственными ресурсами.

В середине текущего десятилетия российская экономика оказалась перед долговременными системными вызовами, отражающими как мировые тенденции, так и внутренние барьеры развития. Эти вызовы диктуют необходимость опережающего развития отдельных специфичных направлений научных исследований и технологических разработок, включая экологически чистую энергетику и новые технологии в сельском хозяйстве, по многим из которых в России нет существенных заделов.

Кроме того, в условиях трансформации мировой экономики конъюнктура мирового рынка энергоносителей весьма неустойчива. При этом конкурентоспособность российских энергоресурсов может несколько снизиться, в том числе в связи с повышением требований к их качеству, стремлением стран-импортеров к расширению источников поставок и сокращению доли России в топливно-энергетическом балансе. Необходимость укрепления потенциала российского топливно-энергетического комплекса, его модернизации, развития ресурсной базы и инфраструктуры требует значительных финансовых ресурсов, что может привести к повышению уровня издержек в экономике.

Стратегической целыо является достижение уровня экономического и

социального развития, соответствующего статусу России как ведущей мировой

4

державы XXI века, занимающей передовые позиции в глобальной экономической конкуренции и надежно обеспечивающей национальную безопасность и реализацию конституционных прав граждан. В 2015 - 2020 годах Россия должна войти в пятерку стран-лидеров по объему валового внутреннего продукта (по паритету покупательной способности).

До недавнего времени по целому ряду причин, прежде всего из-за огромных запасов традиционного энергетического сырья, вопросам развития использования возобновляемых источников энергии в энергетической политике России уделялось сравнительно мало внимания. В последние годы ситуация стала заметно меняться. Необходимость борьбы за лучшую экологию, новые возможности повышения качества жизни людей, участие в мировом развитии прогрессивных технологий, стремление повысить энергоэффективность экономического развития, логика международного сотрудничества — эти и другие соображения способствовали активизации национальных усилий по созданию более зеленой энергетики.

Достижение этой цели означает формирование качественно нового образа будущей России к концу текущего десятилетия.

Как отмечается в прогнозе долгосрочного социально-экономического развития РФ до 2030 года от Минэкономразвития, в последние годы развитие АПК России характеризовалось неравномерностью, обусловленной влиянием различных групп факторов, в первую очередь ярко выраженной зависимостью от природно-климатических условий. Одни из факторов, определяющими прогнозируемую динамику развития агропромышленного комплекса в долгосрочной перспективе, являются:

- природно-климатические факторы;

- макроэкономическая ситуация на внешнем и внутреннем рынке;

- повышение спроса за счет роста реальных располагаемых доходов населения;

- реализация мер государственной поддержки, целью которых является обеспечение продовольственной независимости страны;

- повышение конкурентоспособности российской сельскохозяйственной продукции на внутреннем и внешнем рынках;

- обеспечение финансовой устойчивости товаропроизводителей АПК;

- устойчивое развитие сельских территорий;

- воспроизводство и повышение эффективности использования в сельском хозяйстве земельных и других ресурсов, экологизация производства;

- интенсивность инновационного обновления производства;

- реализация экспортного потенциала организациями АПК.

Рост производства продукции сельского хозяйства в 2030 году по отношению к 2011 году составит 31,2%, пищевой отрасли — 72,9%. Производство зерна к 2030 году увеличится до 127 млн тонн за счет расширения площади под зерновые культуры до 46,7 млн га (текущий уровень — 43-45 млн га), а также роста средней урожайности с 21,4 ц/га (2008-2011 гг.) до 28,8 ц/га [96].

Для повышения конкурентоспособности российской

сельскохозяйственной продукции на внутреннем и внешнем рынках, в том числе, необходимо внедрять энергосберегающие технологии и альтернативные источники энергии. В свою очередь существует необходимость поиска и оценки объемов энергетического потенциала и возможность применения альтернативной энергетики.

С другой стороны, существуют способы воспроизводства и повышения эффективности использования в сельском хозяйстве земельных ресурсов, один из них — мелиорация земель.

Мелиорация земель осуществляется в целях повышения продуктивности и устойчивости земледелия, обеспечения гарантированного производства сельскохозяйственной продукции на основе сохранения и повышения плодородия земель, а также создания необходимых условий для вовлечения в сельскохозяйственный оборот неиспользуемых и малопродуктивных земель и формирования рациональной структуры земельных угодий.

Мелиоративная система представляет собой комплекс взаимосвязанных гидротехнических и других сооружений и устройств (каналы, коллекторы, трубопроводы, водохранилища, плотины, дамбы, насосные станции, водозаборы, другие сооружения и устройства на мелиорированных землях), обеспечивающий создание оптимальных водного, воздушного, теплового и питательного режимов почв на мелиорированных землях. Движение воды в каналах в течение года имеет неравномерных характер, связанный с сезонной неравномерностью стока малых рек, а так же с сезонностью работы предприятий АПК, связанных с производством риса.

Так же существует определенная специфика сельскохозяйственного производства, связанная с территориальной распределенностью производственных цехов предприятий. Как следствие - удаленность таких цехов от центров питания централизованной системы электроснабжения.

Работа мелиоративной системы связана с перемещениями большой массы воды. С учетом расположения предприятий АПК вблизи гидротехнических сооружений мелиоративной системы, нехваткой мощности в периоды пиковых нагрузок, можно предположить, что экономически целесообразно использование системы как ресурса возобновляемой энергии, т. е. рассмотреть возможности установки микро ГЭС на объектах мелиоративной системы.

Однако, сезонная неравномерность работы мелиоративной системы, а так же неравномерность нагрузки и потребления электроэнергии требуют научного анализа при оценке энергетического потенциала и согласования режимов выработки и потребления электроэнергии.

Научная гипотеза. Произвести оценку количества электроэнергии, получаемой от шлюза мелиоративной системы для электроснабжения сельскохозяйственного потребителя, можно, если теоретически обосновать рациональные режимы работы электрооборудования микро гидроэлектростанции.

Цель работы. Снижение энергопотребления от централизованных систем

энергоснабжения сельскохозяйственными потребителями путем рационального

7

использования энергии водных потоков в шлюзах мелиоративных систем и обоснование рациональных режимов работы электрооборудования микро гидроэлектростанции.

Объект исследования. Графики потока воды в шлюзах мелиоративной системы, графики нагрузки потребителей, электрооборудование микро ГЭС, стабилизатор выходного напряжения асинхронного генератора.

Предмет исследований. Показатели графиков нагрузки, показатели качества электроэнергии, характеристики гидротехнических сооружений, компьютерные модели микро ГЭС, режимы работы электрооборудования.

Научная новизна.

1. Обоснованы объемы выработки электроэнергии и периоды подключения потребителей электроэнергии к микро ГЭС, установленной на шлюзе мелиоративной системы, с использованием метода корреляционного анализа на основе статистических данных о режимах работы объекта мелиоративной системы и потребителя электроэнергии.

2. Обоснованы критерии выбора потребителя, подключаемого к микро ГЭС мелиоративной системы, что позволяет сократить объем выборки потенциальных потребителей для дальнейшего анализа.

3. Разработана методика оценки энергетического потенциала объектов малой энергетики, позволяющая экономически и технически обосновать установку микро ГЭС и ее рациональных режимов работы для электроснабжения конкретного потребителя.

Практическая ценность результатов исследования.

1. Принципиальные схемы бесконтактных стабилизаторов напряжения (патент РФ № 2373630), которые позволят повысить надежность работы асинхронного генератора и качество напряжения в реальных условиях эксплуатации.

2. На основе полученной методики оценки энергетического потенциала

шлюзов установлены периоды подключения и объемы электроэнергии,

вырабатываемой на мелиоративной системе Краснодарского края, что позволит

8

производить планирование режима работы микро ГЭС и режима потребления электроэнергии предприятий АПК.

3. Изготовлен опытный образец блока управления стабилизатора выходного напряжения асинхронного генератора, прошедший испытания и показавший высокую надежность работы.

4. Разработана компьютерная модель системы «Микро ГЭС -Потребитель», которая дает наглядное представление о работе системы и возможность изучения ее работы в динамике.

Реализация и внедрение результатов исследований. Разработка методики оценки эффективности использования возобновляемых источников энергии на мелиоративной системе Краснодарского края выполнялась в соответствии с техническим заданием к государственному контракту № 312012 по теме «Разработка научно обоснованных методов и программного комплекса оптимизации режима работы электроустановок на сельскохозяйственных предприятиях Краснодарского края». Результаты компьютерного моделирования используются в учебном процессе Кубанского ГАУ.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар, 2009-2010 гг.), Меж-дународном агропромышленном конгрессе (Санкт-Петербург, 2009 г.), 5-й международной научно-практической конференции «Технические и технологические системы» (Краснодар, 2013 г.).

Публикация результатов работы. Основные результаты работы опубликованы в 9 печатных работах, в том числе получены 3 патента РФ на изобретения, 1 работа опубликована в издании, рекомендованном ВАК. Общий объем опубликованных работ составляет 10,25 п. л. из них на долю автора приходится 3,43 п. л.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех

разделов, общих выводов, списка использованных источников, включающего

9

130 наименований, в том числе 15 - на иностранном языке, и приложения. Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста, включая 28 страниц приложения, содержит 54 рисунка, 21 таблицу.

X. АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ И СУЩЕСТВУЮЩИХ МИКРО ГЭС.

1.1 Обоснование необходимости использования микро ГЭС для электроснабжения сельскохозяйственных предприятий.

В России около 2,5 млн малых рек, которые составляют около половины объема речного стока. Технический потенциал малых рек оценивается примерно в 2,2 млрд кВт-ч, при этом экономический потенциал малой гидроэнергетики составляет около 55 % технического потенциала. Перспективным направлением является применение для электроснабжения сельскохозяйственных объектов микро гидроэлектростанции мощность до 100 кВт. Такие станции могут использоваться в качестве основных или резервных источников питания сельскохозяйственных потребителей [37].

В соответствии с требованиями закона № 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности...» перечень мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности должен включать мероприятия по увеличению количества случаев использования в качестве источников энергии возобновляемых источников энергии. Кроме того, значения целевых показателей в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности должны отражать уве