автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Автономные системы электроснабжения на основе энергоэффективных ветро-дизельных электростанций

На правах рукописи

V......

С

Хошнау Зана Пешанг Хал ил

АВТОНОМНЫЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ВЕТРО-ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Специальность 05.14.02 - Электрические станции и электроэнергетические

системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 2 НОЯ 2012

Томск-2012

005055510

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» на кафедре "Электроснабжения промышленных предприятий"

Научный руководитель: Лукутин Борис Владимирович

доктор технических наук, профессор,

Официальные оппоненты: Пантелеев Василий Иванович

доктор технических наук, профессор, Политехнический институт Сибирского федерального университета, заведующий кафедрой «Электротехнические комплексы и системы».

Харлов Николай Николаевич

кандидат технических наук, доцент, Национальный исследовательский Томский политехнический университет, заместитель директора учебно-научно-технологического центра ресурсосбережения Энергетического института

Ведущая организация: Федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный технический университет»

Защита состоится "12" декабря 2012г. в 14°° часов на заседании диссертационного совета Д 212.269.10 при ФГБОУ ВПО "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина,30.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Научного исследовательского Томского политехнического университета по адресу: г. Томск, ул. Белинского, 53-а

Автореферат разослан "¿7^' // 2012г. Ученый секретарь

диссертационного совета д.т.н., с.н.с.

}Л

Кабышев А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Более 20 млн. россиян, проживающих в удаленных от центра России регионах, не входящих в зону обслуживания российской централизованной энергетики, испытывают острый недостаток в электрической энергии. Основными проблемами энергоснабжения таких, изолированных от энергосистем, потребителей являются дальний транспорт топлива для локальных дизельных электростанций (ДЭС) и зависимость от его поставок. В наиболее труднодоступных районах эти проблемы усугубляются многозвенной транспортной схемой и ограниченностью сроков сезонного завоза.

Источники малой мощности, используемые для автономного энергоснабжения, имеют, как правило, низкие технико-экономические показатели - удельные расходы топлива составляют 500-600 г у.т./кВт-ч и 300350 кг у.т./Гкал. Дизельные электростанции и котельные зачастую находятся в неудовлетворительном состоянии. Рост цен на дизельное топливо способствует повышению стоимости электроэнергии вырабатываемой дизельными электростанциями.

Одним из перспективных направлений развития автономного энергоснабжения, позволяющих в значительной степени решить проблемы ДЭС, является возобновляемая энергетика, в частности ветроэнергетика.

Многие регионы автономной энергетики Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера характеризуются высоким ветровым потенциалом, поэтому важным направлением в развитии децентрализованного энергоснабжения является применение ветро-дизельных станций (ВДЭС).

Применение возобновляемых источников энергии в составе автономных энергетических систем позволяет снизить топливную составляющую в себестоимости вырабатываемой электроэнергии, что существенно повышает их технико-экономическую эффективность.

В настоящее время в мире применяются различные варианты построения гибридных станций на базе ВДЭС, однако вопросы оптимизации структуры и параметров системы требуют продолжения исследований.

Научным исследованиям в области электроснабжения автономных потребителей на базе ВДЭС за последние 10 лет посвящен ряд научно-исследовательских работ российских ученых: П.П. Безруких, В.Г.Николаев, М.А. Сурков, В .Р. Киушкина, A.A. Аверин, A.B. Бобров, В.В. Вессарт, A.B. Чебодаев, А.Н. Дорошин, Н.М. Парников, Р.В. Пугачев, и зарубежных авторов: Tomilson Andrew, Memorial University of Newfoundland; Jeffries William Q. Ph.D. University of Massachusetts Amherst; Akarin Suwannarat, Institute of Energy Technology, Aalborg University, Denmark. В работах рассматривались вопросы: математического моделирования рабочих режимов станции, алгоритмов работы ВДЭС, оценка экономической эффективности системы, однако существует ряд проблем в данной области, которые до конца не изучены.

Производительность комбинированных энергосистем во многом зависит от энергетических и рабочих характеристик входящих в неё установок и их

режимов работы. Важной задачей является согласование режимов работы компонентов входящих в состав ветро-дизельных электростанций.

Объект исследования. Автономные системы электроснабжения на основе ветро-дизельных электрических станций (ВДЭС).

Предмет исследования. Энергетические процессы в системе электроснабжения на базе гибридной автономной ветро-дизельной электростанции.

Цель работы. Повышение энергоэффективности автономных систем электроснабжения на базе ВДЭС путем рационального выбора основного генерирующего оборудования и оптимизации его рабочих режимов.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе определены и решены следующие задачи исследования:

- проведен сравнительный анализ вариантов построения ветро-дизельных электростанций, определена наиболее перспективная схема построения ВДЭС для автономного электроснабжения;

- проведен анализ существующих методов расчета мощности, вырабатываемой ВЭС, предложена методика, позволяющая более точно рассчитать вырабатываемую ветроэлектростанцией электроэнергию;

- проведен анализ методик по расчету электрических нагрузок в изолированных сетях, построению графиков электрических нагрузок автономного потребителя, разработана универсальная методика расчета нагрузки потребления;

- построен алгоритм эффективного управления рабочими режимами ВДЭС, обеспечивающий максимальное использование ветрового потенциала, что позволяет снизить расход топлива и повысить эксплуатационный ресурс оборудования;

- разработана методика оценки экономической эффективности автономных ветро-дизельных электростанций, позволяющая производить рациональный выбор основного генерирующего оборудования и режимов его работы.

Методы исследования. При выполнении диссертационной работы использовались: методы анализа и обобщения данных, приведенных в научно-технической литературе, вероятностно-статистические методы анализа данных; методы математического моделирования, имитационного моделирования, экспериментальные исследования.

Научная новизна работы. В результате выполнения исследований получены следующие новые научные результаты:

- предложены рациональные варианты структуры автономной системы электроснабжения на базе ВДЭС, в том числе с управляемой балластной нагрузкой позволяющей оптимизировать режимы работы основного энергетического оборудования;

- разработана математическая модель ветро-дизельной системы электроснабжения, учитывающая реальные изменения мощности нагрузки, соотношение установленных мощностей ветровой и дизельной составляющей

генерирующего оборудования, действительные ветровые условия района электроснабжения;

- построены энергоэффективные алгоритмы управления режимами силовых энергетических установок ВДЭС, позволяющие: максимально использовать потенциал ветра; обеспечить наиболее экономичный режим работы ДЭС; повысить эксплуатационный ресурс оборудования.

Практическая ценность работы:

- предложены универсальные методики расчета нагрузки потребления и ветроэнергетического потенциала для краткосрочного и долгосрочного планирования режимов работы ВДЭС;

- разработана методика оценки экономической эффективности автономной ветро-дизельной системы электроснабжения;

- разработаны рекомендации по повышению энергоэффективности автономных систем электроснабжения путем выбора рационального состава ВДЭС и режимов работы энергетического оборудования;

- создан программный пакет для исследования и формирования рациональных режимов работы ВДЭС и анализа её энергетических балансов.

Достоверность результатов диссертационной работы. Полученные в ходе диссертационной работы научные результаты базируются на всестороннем анализе выполненных ранее научно-исследовательских работ в данной области исследования. В ходе работы использовались аналитические и экспериментальные методы проверки достоверности результатов.

Реализация результатов работы. Полученные в диссертационной работе решения использованы в отчетах по ГК ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007 - 2012 годы» по направлению «Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований в области создания эффективных накопителей электрической энергии для нужд централизованной и автономной энергетики». Результаты выполненной работы использованы в учебном процессе на кафедре Электроснабжения промышленных предприятий Энергетического института Томского политехнического университета для студентов специальности «Возобновляемые источники энергии» при разработке методических рекомендаций для выполнения практических занятий и курсовых работ.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции "Электроэнергия от получения и распределения до эффективного использования", г.Томск, 2010 г., на Международной научно-технической конференции "IV чтения Ш. Шокина", г. Павлодар, 2010г.

Публикации. Основные положения и результаты выполненных исследований отражены в 5 публикациях, из них 3 по перечню ВАК.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, содержащих 143 страниц основного текста, 9 таблиц, 49 рисунка и список литературы из 72 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы диссертационного исследования, характеризуется степень ее разработанности, определяются цели, задачи, методологические основания исследования, отражается научная новизна полученных результатов их теоретическая и практическая значимость.

Первая глава работы посвящена рассмотрению актуальных проблем автономных систем электроснабжения, анализу различных вариантов построения систем на базе ветроустановок, определению рациональных структурных схем построения ветро-дизельных электростанций.

Основу малой энергетики России в настоящее время составляют до 50 тысяч различных, преимущественно дизельных электростанций. Практический опыт эксплуатации ДЭС показывает, что затраты на топливо являются определяющими в себестоимости вырабатываемой ДЭС электроэнергии. Поэтому минимизация расхода топлива при эксплуатации ДЭС является важнейшей стратегической задачей, определяющей экономическую эффективность электростанции.

На рис. 1 приведено распределение затрат на выработку электроэнергии на дизельных электростанциях ОАО "Сахаэнерго" в 2008 году.

ЗвршгшКМ 93,21% ■ -

Дополнительные затраты на компенсацию проезда е отпуск 0,384

Расходы на амортизацию оборудования 0.08%,

Общий фонд заработной платыЗ.Эб®

Экологический налог 019" с.

Отчисления по соц. ^ , , . „

страху 142% у / Затраты на материалы 0,21^

Накладные расходы 0,43% Прочие затраты 0,13%

Рис. 1. Диаграмма затрат на производство и транспорт электроэнергии: на ДЭС ОАО "Сахаэнерго".

К числу важнейших направлений развития систем энергоснабжения изолированных потребителей, обеспечивающих повышение качества и экономической эффективности электро- и теплоснабжения за счет снижения потребления топлива, наряду с реконструкцией, является применение возобновляемых источников энергии. Для зон децентрализованного электроснабжения чрезвычайный интерес представляют комбинированные или гибридные установки, сочетающие в себе ВЭС с дизельными

электростанциями, которые покрывают недостаток вырабатываемой энергии в безветренные промежутки времени.

Малые ветроэнергетические установки (ВЭУ) (мощностью до 100 кВт) находят широкое применение для автономного питания потребителей, т.к. они конструктивно просты, а необходимая ветровая энергия имеется во многих районах автономного электроснабжения.

Скорость ветра и нагрузка потребления являются случайными величинами, что в сочетании с соизмеримостью мощностей основного энергетического оборудования требует согласования в реальном масштабе времени режимов производства и потребления электроэнергии. Частично проблему согласования можно решить, используя в энергетической системе буферные накопители энергии, в качестве которых используются аккумуляторные батареи (АБ).

Повышение энергоэффективности дизельных электростанций с помощью ветроэнергетической установки достаточно сложная задача. Обзор структурных схем наиболее распространенных ВДЭС позволил определить перспективную систему (рис.2), обеспечивающую рациональное электроснабжение потребителя в широком диапазоне мощностей и ветровых условий.

в

-И-

сш

= Ток

ДД

га и

чГ Ток 380 и 50 ГП

Рис. 2. Перспективная блок-схема построения ВДЭС Условные обозначения: Г - генератор; РБ - регулятор балласта; В -выпрямитель; БН - блок балластных сопротивлений; АБ - аккумуляторная батарея; И - инвертор; Н - полезная нагрузка; ДД - дизельный двигатель; СГ -синхронный генератор; СШ - сборная шина; РА - регулятор аккумуляторной

батареи.

Многокомпонентная структура электростанции требует разработки специализированных алгоритмов управления, которые должны обеспечить бесперебойное снабжение потребителя электрической энергией в условиях изменяющихся внешних факторов, оказывающих существенное влияние на работу основного генерирующего оборудования (нагрузки и скорости ветра).

Кроме того, необходимо создание методик рационального выбора типа и мощности силовых агрегатов, а также методик расчета технико-экономических характеристик проекта.

Для практического использования установок возобновляемой энергетики в составе автономных энергетических комплексов, а также выбора основного энергетического оборудования необходимо решить ряд технических задач, рассмотренных во второй главе, важнейшей из которых является согласование режимов производства и потребления энергии в условиях стохастических временных процессов изменения электрической нагрузки потребителя и мощности первичного энергоносителя, ветра. Опираясь, на нормативные документы и типовые графики нагрузок, разработана универсальная методика определения нагрузки потребления децентрализованного потребителя (рис.3).

Основными факторами, определяющими режимы электропотребления населенного пункта, обеспечиваемого электроэнергией от автономной энергетической системы, являются численность жителей и виды электрических нагрузок, которые в общем случае подразделяется на:

- бытовую - нагрузку, потребляемую населением (жилые дома, общежития);

- социальную - нагрузку, потребляемую объектами социального назначения (магазины, школы, кинотеатры и т.д.)

- производственную - нагрузку, потребляемую предприятиями.

Существенное влияние на режимы электропотребления могут оказывать географические, климатические и технические характеристики конкретного населенного пункта: среднегодовая температура воздуха, количество зимних и летних дней, уровень комфортности коммунально-бытовой сферы и т.п.

Рис. 3. Блок-схема расчета прогнозных режимов потребления электрической энергии автономной энергетической системой

Определение нагрузки потребления основывается на использовании типовых графиков электирических нагрузок.

Проведенный анализ фактических данных по годовому потреблению электрической энергии автономными энергетическими системами показал, что объединение бытовой и социальной нагрузки с привязкой ее к численности населения, принятое в нормативных документах, обеспечивает невысокую точность прогноза.

На рис. 4 представлены осредненные за 2006 - 2010 гг. зависимости годового объема потребленной электрической энергии, построенные по фактическим данным электропотребления 79 автономными энергетическими системами Республики Саха (Якутия) с численностью обслуживаемого населения от 20 до 859 чел.

а) б)

Рис. 4. Фактическая зависимость годового потребления электроэнергии от численности населения автономных систем электроснабжения Республики Саха (Якутия): а) бытовая нагрузка б) социальная нагрузка.

На рисунке 4а хорошо видно, что между численностью населения и электропотреблением на бытовые нужды существует высокая корреляционная связь, которая с большой достоверностью может быть аппроксимированная линейной зависимостью вида:

)^бЬ1Т = 595,0-^, кВт-ч (1)

где N - численность населения, чел.

Расход электроэнергии на социальные нужды главным образом определяется количеством и типом коммунальных и социальных объектов, расположенных в конкретном населенном пункте, и слабо связан с численностью населения.

В предлагаемой методике расчета для определения режимов электропотребления используются типовые графики электрических нагрузок для различных групп потребителей. Предложенная схема расчета позволяет выполнить прогноз режимов электропотребления автономных энергетических систем при минимуме исходных данных. С ее помощью можно определить не только годовой объем потребленной электроэнергии, но и рассчитать более

9

детальные показатели, такие как суточные графики электрических нагрузок в любой день года с почасовой дискретизацией, зимний и летний максимумы нагрузок отдельно для каждой группы потребителей.

Предлагаемая методика позволяет получить имитационную математическую модель электрических нагрузок, которая может быть представлена в виде:

Р,=Рг±Ои (2)

где р, - средняя активная нагрузка из суммарного графика на интервале дискретизации; а, - среднеквадратическое отклонение.

Методика легко автоматизируется средствами простых прикладных программ и может быть полезна при проектировании систем автономного электроснабжения небольшой мощности.

Предложенная автоматизированная методика рационального выбора ветроэнергетических установок малой мощности позволяет сократить время и затраты на проектирование подобных систем, повысить качество проектных работ.

Предлагаемый автором алгоритм выбора ВЭС представлен на рис.5.

Среднемесячные и среднегодовые скорости ветра

Расчет коэффициентов Интегральная Распределения Вейбулла^ повторяемость ветра Г !341х.,407 ~~~ *

(п щ

»11 1Й

,|Г

о / 1

-Принятие решения о выборе ВЭУ

Рис.5. Алгоритм выбора ВЭС

С использованием функции распределения Вейбулла (получившую распространение в ветроэнергетике), определяется вероятность повторения ветра в любом интервале скоростей по выражению:

аУ с

— ■е

(3),

где с - параметр масштаба, к - параметр формы, Б(У) - функция интегральной повторяемости скорости ветра, которая характеризует долю времени (вероятности) того, что скорость ветра равна или ниже, чем V.

Затем определяется среднегодовое количество энергии, вырабатываемое ВЭС, которое можно рассчитать по формуле:

^ВЭУ = Т1Р, И • ^ (V), кВт • ч (4)

/=1

где т - количество градаций скоростей ветра; Т - общее число часов работы ВЭС в год; Р;(У) - повторяемость скорости в данной градации; Н(У) -выходная мощность ВЭС в данной градации скорости ветра, кВт (определяется по рабочей характеристике ВЭС как среднее значение для данной градации).

Предлагаемая методика позволяет построить прогнозную модель продольной составляющей скорости ветра на каждый час, которую можно представить в виде:

VI =Кр±сг> ^ (5)

где: - скорость ветра в интервале 6 часов (по данным метеонаблюдений);

сг - среднеквадратичное отклонение, которое можно определить из эмпирического анализа распределения ветра Ван -дер-Ховена.

Методика апробирована на конкретных примерах выбора ВЭС для электроснабжения ряда объектов, доказала свою работоспособность и удобство применения.

Полученные имитационные модели величины электрической нагрузки и энергетических характеристик ветра позволяют выполнить достоверный прогноз объемов генерируемой и потребляемой электроэнергии, необходимый для выбора основного генерирующего оборудования, а также подобрать эффективные алгоритмы управления потоками энергии в изолированной энергетической системе.

В третьей главе разработаны алгоритмы управления режимами работы ВДЭС, один из которых представлен на рис. 6. В логику работы предлагаемого алгоритма положены два основных принципа: максимальное полезное использование энергии, генерируемой ВЭС и минимизация числа часов работы ДЭС. Для практической реализации алгоритма управления необходим постоянный контроль за запасом энергии в буферном накопителе и текущими значениями генерируемой, потребляемой и аккумулируемой мощностями. Кроме того, ДЭС должна быть выполнена по 3 степени автоматизации, обеспечивающей дистанционный автоматический запуск и останов дизельного двигателя. Интеллектуальная система управления (СУ) ВДЭС обеспечивает постоянное распределение потоков энергии в замкнутой энергетической системе в зависимости от ее текущего состояния. С точки зрения управления, режим работы станции определяется соотношением текущих значений мощности, генерируемой ВЭУ и потребляемой нагрузкой. Возможны два основных режима:

Рис. 6. Алгоритм управления режимами ВДЭС

1. Выходная мощность ВЭУ больше потребляемой активной мощности нагрузки. В этом режиме потребитель полностью обеспечивается энергией от ВЭУ. Излишки вырабатываемой ВЭУ мощности направляются на заряд аккумуляторных батарей, а в случаях, когда они превышают максимальную зарядную мощность АБ, избыток энергии рассеивается на балластных сопротивлениях.

2. Выходная мощность ВЭУ меньше потребляемой активной мощности нагрузки. В этом режиме СУ определяет недостаток мощности, необходимой потребителю, и производит оценку возможности ее получения из АБ. Если необходимая в текущем режиме разрядная мощность накопителя не превышает предельно допустимых значений, покрытие электрической нагрузки ВДЭС производится за счет мощности ВЭУ и разрядной мощности АБ. В противном случае СУ формирует управляющий сигнал на запуск дизельного двигателя, и покрытие электрической нагрузки производится совместными усилиями ВЭУ и ДЭС, которые, кроме этого, обеспечивают заряд АБ.

В качестве примера на рисунке 7 показан суточный режим работы ВДЭС, построенной на базе дизель-генератора номинальной мощностью 15 кВт, ВЭУ

мощностью 50 кВт и буферного накопителя из 40 аккумуляторов с суммарной емкостью 90 кВт-ч.

Представленный график получен по результатам имитационного математического моделирования автономной системы электроснабжения, расположенной в поселке Усть-Оленёк, Булунский улус, республика Саха (Якутия), энергообеспечение данного поселка обеспечивается дизельными электростанциями. Использование ветро-дизельных систем электроснабжения обеспечит экономию топлива, увеличит моторесурс дизельгенератора. При моделировании использовались вероятностно-статистические модели нагрузок автономного потребителя и энергии воздушного потока, а также энергетические модели ВЭУ и ДЭС.

Результаты расчетов свидетельствуют о том, что для обеспечения рационального энергетического баланса в автономной ВДЭС, а соответственно повышения ее энергетической эффективности, необходимо тщательным образом согласовывать установленные мощности ДЭС, ВЭУ и АБ с учетом ветровых условий в месте размещения электростанции и прогнозного графика электрических нагрузок. Тем не менее, даже при рационально выбранной схеме ВДЭС остаются излишки генерируемой ВЭУ электроэнергии, которые невозможно полностью утилизировать с помощью накопителей энергии, построенных на базе АБ. Следовательно, любая автономная ВДЭС должна содержать в своем составе регулируюмую балластную нагрузку, необходимую для согласования режимов производства и потребления энергии в режимах превышения мощности, вырабатываемой ВЭУ над текущей мощностью нагрузки.

С учетом приведенных выше положений автором разработан усовершенствованный алгоритм управления рабочими режимами автономной ВДЭС, в котором регулируемая балластная нагрузка используется не только для согласования режимов производства и потребления энергии, но и обеспечивает эффективные режимы эксплуатации ДЭС и АБ. Блок-схема предлагаемого алгоритма управления представлена на рис.8.

Рис. 8. Алгоритм управления режимами ВДЭС с управляемой балластной

нагрузкой

* :.................................................................................................................................................................................................................. 0.00

Рис. 9. Оптимизированный суточный рабочий режим ВДЭС с буферным накопителем энергии и балластной нагрузкой

14

На рисунке 9 представлен суточный режим работы ВДЭС, полученный по результатам имитационного математического моделирования по алгоритму с использованием балластной нагрузки.

100,80

80.00

60,00

40,00

Как и в рассмотренном выше алгоритме управления, силовые агрегаты ДЭС переводятся в рабочее состояние при снижении остаточной емкости аккумуляторных батарей ниже некоторого порогового значения (обычно не менее 30% от полной емкости) и остаются в работе до полного заряда аккумуляторов, после чего система управления формирует сигнал на отключение ДЭС.

Однако, в отличие от ранее предложенного алгоритма, в данном случае система управления во всех возможных рабочих режимах обеспечивает оптимальный режим заряда аккумуляторных батарей и неизменную загрузку дизель-генераторов на уровне 90% от их номинальной мощности. Обеспечение энергетического баланса между генерируемой и потребляемой мощностью во всех режимах работы ВДЭС осуществляется с помощью регулируемой балластной нагрузки.

Проведенный сравнительный анализ рабочих режимов ВДЭС с предложенными алгоритмами управления показывет, что в большинстве практических случаев использование первого алгоритма управления является более предпочтительным, ввиду значительно меньших потерь энергии и более экономичного расхода топлива ДЭС. Однако, ВДЭС со вторым алгоритмом управления могут оказаться конкурентоспособными в системах электроснабжения, в которых большая часть электроэнергии используется на отопление и горячее водоснабжение.

В рамках выполнения работы предложена универсальная обобщенная схема ВДЭС и разработан пакет прикладных программ, позволяющий моделировать рабочие режимы гибридной системы автономного электроснабжения с целью рационального выбора состава оборудования и определения эффективных алгоритмов управления.

Методика выбора оптимального варианта построения ВДЭС основана на расчете и сравнительном анализе энергетических характеристик автономной электростанции, предназначенной для электроснабжения конкретного потребителя с географической привязкой к месту ее размещения. Улучшение энергетических характеристик ВДЭС достигается за счет рационального выбора установленных мощностей генерирующих и аккумулирующих источников, определяемых параметрами ветрового режима в месте размещения электростанции и характером электрической нагрузки потребителя, а также оптимального управления потоками энергии в замкнутой энергетической системе, которое обеспечивает единая система управления рабочими режимами. Так как рациональное соотношение установленных мощностей ДЭС, ВЭУ и БНЭ не является типовым, а определяется индивидуально для каждой ВДЭС с учетом конкретных условий ее размещения и эксплуатации, в качестве критерия выбора основного силового оборудования целесообразно использовать технико-экономические показатели.

Важным аргументом в принятии решения о целесообразности использования ВЭС для потребителя является оценка экономической эффективности проекта, расчет которой описан в четвертой главе. На рисунке

10 представлена блок-схема расчета оценки экономической эффективности применения ВЭС в системах автономного электроснабжения.

Основной подход к расчету экономических параметров установок возобновляемых источников энергии заключается в определении эффективности этих установок в современных рыночных условиях и конкуренции со стороны станций, работающих на органическом топливе.

Определение | нагрузки

Модель ветра

Технические характеристика, , сева ВЭУ выоор ВЭУ

Расчет вырабатываемо^ энергии ВЭУ

\\твэу >ТС нагр

Л'вэу< \\'нагр

Расчет затрат ва ВЭУ

Расчет кол-ва АБ

Расчет ЧХ1 ВЭУ

\\ ВЭ1ЧЦ >\\'нагр | \Увэу,лб <\*'жагр

Срок окупаемости

ВЭУ

Расчет затрат ВЭУ+АБ

Расчет расхода топлвва

ЦеваАБ

Расчет ЧДД ВЭУ+АБ

Цена 1 кВтч

Расчет овтвиальвого кол-ва АБ

Срок окупаемости ВЭУ+АБ

Расчет затрат

вдэс

ЦеиаДЭС

Цева топлива

Дева АБ

Расчет ТО ВДЭС

Ценз 1кВтч

Срок окупаемости ВДЭС

Рис. 10 Блок-схема выбора автономной системы электроснабжения и определения экономической эффективности выбранной системы.

Исходными данными в методике выбора автономной системы электроснабжения и определения ее экономической эффективности (рис.10)

16

являются: часовая нагрузка потребления и почасовая скорость ветра. По исходным данным определяем технические характеристики ВЭУ и ее стоимость. Расчитываем вырабатываемую энергию ВЭУ. При недостатке вырабатываемой энергии ВЭУ для покрытия нагрузки определяем необходимое количество АБ. Следует учесть, что при длительном отсутствии ветра для обеспечения нагрузки требуется большое количество АБ, что приводит к удорожанию системы и делает ее неэффективной. В систему включается ДГ, мощность которого определяется по пиковой нагрузке. Расчитываем затраты на приобретение и установку ВДЭС, с учетом стоимости кВтч электроэнергии расчитываем чистый дисконтированный доход ( ЧДД) и определяем срок окупаемости системы.

Используя выше описанную методику, можно проводить сравнительную оценку экономической эффективности различных вариантов построения автономных энергетических систем с использованием для выработки электроэнергии ВЭС.

На рисунке 11 показан пример выбора рациональной мощности ВЭС при различной стоимости дизельного топлива и распределении скоростей ветра за разные годы наблюдений. Из результатов расчета видно, что при стоимости топлива 35 и 45 рублей за литр оптимальным вариантом будет выбор ВЭС мощностью 30 кВт, при стоимости топлива 60 рублей эффективнее использовать ВЭС мощностью 50 кВт.

С помощью разработанной программы были рассчитаны оптимальные варианты выбора мощности ВЭУ для автономного энергоснабжения поселка Усть-Оленек Республики Саха (Якутия) (рис. 12).

Рис. 11. Приведенные годовые затраты на систему автономного электроснабжения

а) Выбор оптимального варианта ВЭС на основе зависимости общих затрат от мощности ВЭУ за период с 2001 по 2003 годы; б) График зависимости расхода топлива в ветродизельной системе от

мощности ВЭУ.

| чад

[ТОМИТЬ ЙТ.Ч Ст*Ш«Ть1.1ЛиТ0!и1!11 ----

М Шй руб ___-

■ Г.

♦ г 2 3 4 5 Ь 9 10 11 11 13 —дзс 13

-ДХ-ВЭУ53«8г

✓ —ДХ-ВЗУ 33 «8Н5Ц А£

Рис. 12 . График зависимости ЧДД от срока окупаемости инвестиционного проекта, оптимальные варианты гибридных систем электроснабжения п. Усть-Оленек при изменении стоимости дизельного топлива и кВтч вырабатываемой

энергии

Исходя из данных представленных на графиках (рис.12) делаем вывод, что при скорости ветра 5,32 м/с, в исследуемом поселке за многолетний период наблюдений, оптимальным вариантом электроснабжения является ВДЭС с аккумуляторными батареями (табл. 1).

Варианты электроснабжения п. Усть-Оленек

Таблица

показатели Рис.12 ДЭС ДЭС+ВЭУ ДЭС+ВЭУ+АБ

Мощность ВЭУ (кВт) а - 30 30

б - 30 40

с - 50 50

Количество АБ (шт) а - - 30

б - - 30

с - - 50

Срок окупаемости (лет) а 9 10,5 11

б 7,5 9,5 9,5

с 8 8 8

—да

—ДХ-ЗЭУЮ** -ДХ-ЭЭУ4О.ЗТТ30АБ

Стоимость 1 литра топлива (руб.) а 35 35 35

б 45 45 45

с 60 60 60

Стоимость 1 кВтч (руб.) а 15 15 15

б 19 19 19

с 24 24 24

Чистый дисконтированный доход (руб) а 330918 883064 953825

б 327666 1244930 1558953

с 192496 2278448 3004504

В данной методике выбора системы автономного энергоснабжения рассчитаны основные экономические показатели: чистый дисконтированный доход и срок окупаемости проекта.

Предлагаемая методика основана на Excel программном решении для анализа проектов автономного энергоснабжения с использованием систем ВДЭС. Результатом исследования явилось создание програмного средства доступного и удобного для широкого круга пользователей.

ВЫВОДЫ

Основные результаты проведенных в диссертационной работе исследований, направленных на повышение энергоэффективности системы автономного ветро-дизельного электроснабжения заключается в следующем:

1. Проведен анализ децентрализованной энергетики России, основу которой составляют дизелные электростанции. Выявлены негативные факторы, влияющие на надежность автономного электроснабжения, определяющие низкие технические показатели и экономические характеристики ДЭС. Определены основные направления повышения эффективности автнонмных электростанций с помощью возобновляемой энергетики.

2. Проанализированы варианты построения гибридных систем электроснабжения на базе ВДЭС, определена перспективная структурная схема построения ветро-дизельного электроснабжения автономного потребителя.

3. Проведен анализ методов определения основных энергетических параметров систем автономного электроснабжения с использованием ВЭС: ветроэнергетического потенциала и нагрузки потребления, определяющих выбор основных компонентов изолированной энергетической системы. Разработаны математические модели и предложена методика определения вырабатываемой энергии ВЭС с учетом реальных характеристик ветро-дизельной установки, и универсальная методика определения нагрузки электропотребления.

4. Разработаны эффективные алгоритмы управления режимами работы ветро-дизельных электростанций для автономного электроснабжения, позволяющие: максимально использовать потенциал ветра; обеспечить наиболее экономичный режим работы ДЭС; повысить эксплуатационный ресурс оборудования.

5. Предложена автоматизированная методика выбора компонентов децентрализованной ветро-дизельной системы электроснабжения, расчета основных показателей экономической эффективности применения ВДЭС.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих печатных работах:

1. Хошнау 3. П. Пути повышения энергоэффективности автономных ветроэлектростанций // Материалы Всероссийской научно-технической конференции "Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования" Национальный исследовательский Томский политехнический университет. - Изд-во Томского политехнического университета, 2010. - 351с.

2. Обухов С.Г., Сурков М.А., Хошнау З.П. Методика выбора ветроэнергетических установок малой мощности // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. - 2011 - №2 - С. 25 - 30.

3. Хошнау З.П. Методика выбора ветроэлектростанции по функции распределения вейбулла и определение экономической эффективности инвестиционного проекта // Сборник трудов международной научно-технической конференции "IV чтения Ш. Шокина" I том - Павлодар: ПТУ им. С. Торайгырова, 2010.-284 с.

4. Лукутин Б.В., Обухов С.Г., Шутов Е.А., Хошнау З.П. Обоснование применения буферных накопителей энергии для повышения энергоэффективности ветро-дизельных электростанций // Электричество, 2012. - № 6 - С. 24 - 29.

5. Обухов С.Г., Хошнау З.П. Прогнозирование режимов потребления электрической энергии автономными энергетическими системами // Промышленная энергетика, (в печати).

Подписано к печати 07.11.2012. Формат 60x84/16. Бумага «Снегурочка». Печать XEROX. Усл. печ. л. 1,22. Уч.-изд. л. 1,11.

_Заказ 1233-12. Тираж 100 экз._

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Система менеджмента качества Издательства Томского политехнического университета сертифицирована NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту BS EN ISO 9001:2008

ИЗДАТЕЛЬСТВОWW. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30 Тел/факс: +7 (3822) 56-35-35, www.tpu.ru

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПЕРСПЕКТИВЫ ВЕТРО-ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В АВТОНОМНЫХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ.

1.1. Проблемы автономных электроэнергетических систем.

1.2. Повышение энергоэффективности дизельных систем электроснабжения с помощью возобновляемой энергетики.

1.3. Варианты построения ветро-дизельных электростанций.

1.4. Выводы.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕМЕНТОВ АВТОНОМНОЙ ВЕТРО-ДИЗЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ.

2.1. Моделирование электрических нагрузок.

2.2. Моделирование энергетических характеристик ветра.

2.3. Моделирование статических режимов работы ветроэлектростанции.

2.4. Моделирование накопителей электроэнергии.

2.5. Моделирование процессов энергопреобразования в дизельной электростанции

2.6. Выводы.

3. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПОСТРОЕНИЮ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ВЕТРО-ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

3.1. Обоснование целесообразности применения ветро-дизельных электроэнергетических систем для электроснабжения автономного потребителя.

3.2. Алгоритм рационального формирования режимов энергопреобразования в ветро-дизельной электроэнергетической системе.

3.3. Повышение энергетической эффективности гибридной системы электроснабжения с применением регулируемой балластной нагрузки.

3.4 Выводы.

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГИБРИДНЫХ ВЕТРО-ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

4.1. Методика оценки эффективности инвестиционных проектов ветро-дизельных электростанций.

4.2. Оптимизация технико-экономических характеристик автономной ветро-дизельной системы электроснабжения.

4.3 Моделирование гибридной системы электроснабжения с целью рационального выбора состава оборудования и режимов его работы.

4.4 Выводы.

Актуальность. Более 20 млн. россиян, на сегодняшний день, проживая в удаленных от центра России регионах, не входящих в зону обслуживания российской централизованной энергетики, испытывают острый недостаток в электрической энергии. Основными проблемами энергоснабжения таких, изолированных от энергосистем, потребителей являются дальний транспорт топлива для локальных дизельных электростанций (ДЭС) и зависимость от его поставок. В наиболее труднодоступных районах эти проблемы усугубляются многозвенной транспортной схемой и ограниченностью сроков сезонного завоза. Одним из перспективных направлений развития автономного энергоснабжения, позволяющих в значительной степени решить проблемы ДЭС, является возобновляемая энергетика, в частности ветроэнергетика. Большая часть энергоисточников малой мощности расположена в северовосточных регионах России, что объясняется экономико-географическими характеристиками этой зоны, слабой освоенностью и преимущественно ресурсной специализацией. Более 30% всех дизельных электростанций (ДЭС) России расположено в северных районах Дальнего Востока, в которых доля ДЭС в суммарной выработке электроэнергии достигает 1215% в отличие от других регионов, где этот показатель в основном не превышает 1%.

Источники малой мощности, используемые для автономного энергоснабжения, имеют, как правило, низкие технико-экономические показатели - удельные расходы топлива составляют 500-600 г у.т./кВт ч и 300-350 кг у.т./Гкал. Дизельные электростанции и котельные зачастую находятся в неудовлетворительном состоянии. Моторесурс практически исчерпан: износ агрегатов достигает 80-90%.

Рост цен на дизельное топливо способствует повышению стоимости электроэнергии вырабатываемой дизельными электростанциями. Многие регионы Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера характеризуются высоким ветровым потенциалом, поэтому важным направлением в развитии децентрализованного энергоснабжения является применение ветроэлектрических станций (ВЭС) в составе автономных электросистем.

Применение возобновляемых источников энергии в составе автономных энергетических систем позволяет снизить топливную составляющую в себестоимости вырабатываемой электроэнергии, что существенно повышает их технико-экономическую эффективность. В настоящее время в мире применяются различные варианты построения гибридных электростанций на базе ВЭС, однако оптимальная структура системы не определена. Производительность комбинированных энергосистем во многом зависит от энергетических и рабочих характеристик входящих в неё установок и их режимов работы. Важной задачей является согласование режимов работы компонентов входящих в состав ветро-дизельных электростанций.

Научным исследованиям в области электроснабжения автономных потребителей на базе ВДЭС за последние 10 лет посвящен ряд научно-исследовательских работ российских ученых: П.П. Безруких, В.Г.Николаев, М.А. Сурков, В.Р. Киушкина, A.A. Аверин, A.B. Бобров, В.В. Вессарт, A.B. Чебодаев, А.Н. Дорошин, Н.М. Парников, Р.В. Пугачев, и зарубежных авторов: Tomilson Andrew, Memorial University of Newfoundland; Jeffries William Q. Ph.D. University of Massachusetts Amherst; Akarin Suwannarat, Institute of Energy Technology, Aalborg University, Denmark. В работах рассматриваются вопросы: математического моделирования рабочих режимов автономных электроэнергетических систем, алгоритмов работы ВДЭС, оценка экономической эффективности системы, однако существует ряд проблем в данной области, которые до конца не изучены.

Объект исследования. Автономные ветро-дизельные электроэнергетические системы (ВДЭС).

Предмет исследования. Энергетические процессы в автономной ветро-дизельной электроэнергетической системе, способы их управления и регулирования.

Цель работы. Повышение энергоэффективности автономных ветро-дизельных электроэнергетических систем путем рационального выбора основного генерирующего оборудования и оптимизации его рабочих режимов.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе определены и решены следующие задачи исследования:

- проведен сравнительный анализ вариантов построения ветро-дизельных электростанций, определена наиболее перспективная схема построения ВДЭС для автономного электроснабжения;

- проведен анализ существующих методов расчета мощности, вырабатываемой ВЭС, предложена методика, позволяющая более точно рассчитать вырабатываемую ветроэлектростанцией электроэнергию;

- проведен анализ методик по расчету электрических нагрузок в изолированных электроэнергетических системах, построению графиков электрических нагрузок автономного потребителя, разработана универсальная методика расчета нагрузки потребления;

- построен алгоритм эффективного управления рабочими режимами ВДЭС, обеспечивающий максимальное использование ветрового потенциала, что позволяет снизить расход топлива и повысить эксплуатационный ресурс оборудования;

- разработана методика оценки экономической эффективности автономных ветро-дизельных электростанций, позволяющая производить рациональный выбор основного генерирующего оборудования и режимов его работы.

Методы исследования. При выполнении диссертационной работы использовались: методы анализа и обобщения данных, приведенные в научно-технической литературе, вероятностно-статистические методы анализа данных; методы математического моделирования, имитационного моделирования, экспериментальные исследования.

Научная новизна работы. В результате выполнения исследований получены следующие новые научные результаты:

- предложены рациональные варианты структуры автономной системы электроснабжения на базе ВДЭС, в том числе с управляемой балластной нагрузкой, позволяющей оптимизировать режимы работы основного энергетического оборудования;

- разработана математическая модель ветро-дизельной электроэнергетической системы, учитывающая реальные изменения мощности нагрузки, соотношение установленных мощностей ветровой и дизельной составляющей генерирующего оборудования, действительные ветровые условия района электроснабжения;

- построены энергоэффективные алгоритмы управления режимами силовых энергетических установок ВДЭС.

Практическая ценность работы:

- предложены универсальные методики расчета нагрузки потребления и ветроэнергетического потенциала для краткосрочного и долгосрочного планирования режимов работы ВДЭС;

- разработана методика выбора основного энергетического оборудования автономной ветро-дизельной электроэнергетической системы и оценки ее экономической эффективности;

- разработаны рекомендации по повышению энергоэффективности автономных электроэнергетических систем путем выбора рационального состава ВДЭС и режимов работы энергетического оборудования;

- создан программный пакет для исследования и формирования статических режимов ВДЭС и анализа энергетических балансов автономной энергосистемы.

Достоверность результатов диссертационной работы. Полученные в ходе диссертационной работы научные результаты базируются на всестороннем анализе выполненных ранее научно-исследовательских работ в данной области исследования. В ходе работы использовались аналитические и экспериментальные методы проверки достоверности результатов.

Реализация результатов работы. Полученные в диссертационной работе решения использованы в отчетах по ГК ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007 - 2013 годы» по направлению «Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований в области создания эффективных накопителей электрической энергии для нужд централизованной и автономной энергетики». Результаты выполненной работы использованы в учебном процессе на кафедре Электроснабжения промышленных предприятий Энергетического института Томского политехнического университета для студентов специальности «Возобновляемые источники энергии» при разработке методических рекомендаций для выполнения практических занятий и курсовых работ.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции "Электроэнергия от получения и распределения до эффективного использования", г.Томск, 2010 г., на Международной научно-технической конференции "IV чтения Ш. Шокина", г. Павлодар, 2010г.

Публикации. Основные положения и результаты выполненных исследований отражены в 6 публикациях, из них 3 по перечню ВАК.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, содержащих 144 страниц основного текста, 9 таблиц, 49 рисунка и список литературы из 72 наименований.

Основные результаты проведенных в диссертационной работе исследований, направленных на повышение энергоэффективности автономных ветро-дизельных электроэнергетических систем заключаются в следующем:

1. Проведен анализ децентрализованной энергетики России, основу которой составляют дизельные электростанции. Выявлены негативные факторы, влияющие на надежность автономного электроснабжения потребителей, определяющие низкие технические показатели и экономические характеристики ДЭС. Определены основные направления повышения эффективности автономных электростанций с помощью возобновляемой энергетики.

2. Проанализированы варианты построения гибридных систем электроснабжения на базе ВДЭС, определена перспективная структурная схема построения ветро-дизельной электроэнергетической системы для автономного электроснабжения.

3. Проведен анализ методов определения основных энергетических параметров систем автономного электроснабжения с использованием ВЭС: ветроэнергетического потенциала и нагрузки потребления, определяющих выбор основных компонентов изолированной энергетической системы. Разработаны математические модели и предложена методика определения вырабатываемой энергии ВДЭС с учетом реальных характеристик ветро-дизельной установки, и универсальная методика определения нагрузки электропотребления.

4. Разработаны эффективные алгоритмы управления режимами работы ветро-дизельных электроэнергетических систем для автономного электроснабжения, позволяющие: максимально использовать потенциал ветра; обеспечить наиболее экономичный режим работы ДЭС; повысить эксплуатационный ресурс оборудования.

5. Предложена автоматизированная методика выбора компонентов ветро-дизельной электроэнергетической системы для децентрализованного электроснабжения, расчета основных показателей экономической эффективности применения ВДЭС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. AWS True Wind карты ветров мира. Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.awstruepower.com/wind-maps.cfm

2. Development of a Wind Turbine Simulator for Wind Generator Testing B. Neammanee et al. / International Energy Journal 8 (2007) 21-28

3. Erich Hau. Wind Turbines Fundamentals, Technologies, Application, Economics. 2nd edition // Springer Verlag Berlin Heidelberg. 2006, -783 pag.

4. HOMER energy Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.homerenergy.com/

5. Jukka V. Paatero and Peter D. Lund. 2006. A model for generating household electricity load profiles. International Journal of Energy Research, volume 30, number 5, pages 273290. © 2005 John Wiley & Sons

6. J.F.Manwell, J.G.McGowan, A.L.Rogers. Wind Energy Explained: Theory, Design and Application // Publisher. John Wiley & Sons, Ltd. 2002, 590 pag. ISBN: 0-471-49972-2

7. RETScreen International. Электронный ресурс. Режим доступа: http:// www.retscreen.net

8. Sathyajith Mathew. Wind Energy: Fundamentals, Resource Analysis and Economics // Springer. 2006, 246 pag. ISBN: 3540309055

9. Wind Energy: Fundamentals, Resource Analysis and Economics by Sathyajith Mathew Электронный ресурс. Режим доступа: http://ebookee.org/Wind-Energy-Fundamentals-Resource-Analysis-and-Economics-by-Sathyajith-Mathew277936.html#rfBrsqRs20zlx7bI.99

10. WindData карты ветров мира. Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.winddata.com/

11. Альтернативные источники энергии: типы, их плюсы и минусы/ Интернет сообщество электриков Электронный ресурс. Режим доступа: http://electricpeople.net

12. Безруких П.П. Использование энергии ветра. Техника, экономика, экология. М.: Колос, 2008. - 196 с.

13. Будзко И.А. и др. Электроснабжение сельского хозяйства / И.А.Будзко, Т.Б.Лещинская, В.И.Сукманов. -М.: Колос, 2000 536с.

14. Возобновляемые источники энергии: учебник / С.Н. Удалов -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009. 432с.

15. Возобновляемая энергия в России. От возможности к реальности. // О ОЭСР/МЭА, 2004, 120 с

16. ГОСТ 13822-82 Электроагрегаты и передвижные электростанции, дизельные. Общие технические условия

17. ГОСТ 20439-87 Электроагрегаты и передвижные электростанции с двигателями внутреннего сгорания. // Требования к надежности и методы контроля

18. ГОСТ 23377-84 Электроагрегаты и передвижные электростанции с двигателями внутреннего сгорания. Общие технические требования

19. ГОСТ 13109-97 Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

20. ГОСТ Р 51990-2002 Установки ветроэнергетические. Классификация.

21. ГОСТ Р 51991-2002 Установки ветроэнергетические. Общие технические требования.

22. Данченко A.M. и др. Кадастр возможностей / Под ред. Б.В.Лукутина Томск: Изд-во НТП, 2002. -280 е. ил.

23. Дизель-аккумуляторная система автономного электроснабжения: материалы сайта компании " Ваш Солнечный Дом" Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.solarhome.ru/

24. Иллюстрированный справочник по возобновляемой энергетике. Интерсоларцентр. Электронная версия. Электронный ресурс. -Режим доступа: http//www.intersolar.ru

25. Лукутин Б.В., Парников Н.М. Энергоэффективность автономных ветродизельных комплексов //Электрика, 2007. т. - № 9. - С. 19-23

26. Лукутин Б.В., Обухов С.Г., Шутов Е.А., Парников Н.М. Оптимизация числа и мощности дизель генераторов автономной дизельной электростанции // Промышленная энергетика, 2009, -№11. -с.27-32.

27. Лукутин Б.В., Обухов С.Г., Климова Г.Н., Шутов Е.А., Парников Н.М. Исследование работы инверторной дизельной электростанции на частичных характеристиках дизеля//Электричество, 2009,-№ 12 С.41-44

28. Лукутин Б.В., Климова Г.Н., Обухов С.Г., Шутов Е.А. Исследование закономерностей формирования графиков электрических нагрузок децентрализованных потребителей Республики Саха (Якутия) // Электрические станции, 2008. № 9. - с. 53-58

29. Лукутин Б.В., Киушкина В.Р. Ветроэлектростанции в автономной энергетике Якутии: Монография Электронный ресурс. Режим доступа: http://window.edu.ru/resource/258/75258

30. Лукутин Б.В., Обухов С.Г., Шутов Е.А., Хошнау З.П. Применение накопителей энергии для повышения энергоэффективности ветродизельных электростанций// Электричество, Июнь 2012. №6

31. Леонтьев Г. Малая энергетика в разных ракурсах // Мировая Энергетика, Июнь 2009. №6 (http://www.worldenergy.ru/doc20 61 3194.html)

32. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. Вторая редакция, исправленная и дополненная. Утв. Минэкономики РФ, Минфином РФ и Госстроем РФ от 21 июня 1999 г. № ВК 477

33. Монин A.C. Гидродинамическая теория краткосрочных прогнозов погоды // УФН, 1968. Т. 96. С. 327-367

34. Министерство промышленности и энергетики российской федерации. Приказ от 4 октября 2005 года N 268. «Об организации в141

35. Николаев В.Г. Ресурсное и технико-экономическое обоснование широкомасштабного развития ветроэнергетики в России. М.: АВТОМОГРАФ. 2011. 504с.

36. Нормативы для определения расчетных электрических нагрузок зданий (квартир), коттеджей, микрорайонов (кварталов), застройки и элементов городской распределительной сети. Утверждены Приказом Минтопэнерго России от «29» июня 1999г. № 213

37. Парников Н.М., Воротницкий В.Э., Заслонов C.B., Калинкина М.А. Методы расчета потерь электроэнергии в электрических сетях 0,38 кВ // "Вестник ВНИИЭ-2003", М.-"Издательство НЦ ЭНАС", 2003, с.73-78

38. Прикладная программа анализа атласа ветра (WAsP). RISO. Дания. 1993.

39. Применение ветроэнергетических установок для горячего водоснабжения и отопления Кудрин Б.И., Грозных В.А. Россия, г. Москва, МЭИ (ТУ)

40. Правила технической эксплуатации дизельных электростанций (ПТЭД)

41. Российский метеорологический сайт «Расписание погоды» Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.rp5,ru

42. РД 52.04.275-89 Методические указания. Проведение изыскательских работ по оценке ветроэнергетических ресурсов для обоснования схем размещения и проектирования ветроэнергетических установок. Зарегистрирован ЦКБ ГМП за № РД 52.04.275-89 от 16.08.90 г.

43. Российская компания ООО "Юнитор- М" Электронный ресурс. -Режим доступа: http://unitor.ucoz.ru/index/akkumuljatory/0-68

44. СНиП 2.07.01-89 Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений

45. Сайт компании ОАО «Сахаэнерго» Электронный ресурс. Режим дocтvпa:http://sakhaenergo.ru/index.php?option=comcontent&task=vie w&id=15&Itemid=29

46. Справочник по климату СССР, ч.З. Л.: Гидрометеоиздат, 1966-1969 гг.

47. Сайт цифровых учебно-методических материалов ВГУЭС // abc.wsu.ru, методическое обеспечение учебного процесса. http://abc.vvsu.ru/Books/budgetsistri7

48. Сервер «Погода России». Архив погоды. Электронный ресурс. -Режим доступа: http://meteo.infospace.ru

49. Сайт компании ООО "Mera дом" http://www.energycenter.rU/article/l 11/2/

50. Светотехника и электротехнология. Часть II «Электротехнология»: Электротермия: Курс лекций / A.M. Глушков, И.В. Юдаев; Волгогр. гос. с.-х. акад., Волгоград, 2008.

51. Смирнова JI. Н. Отопление и водоснабжение загородного дома Электронный ресурс. Режим доступа: http://lib.rus.ec/b/278259/read

52. Технические характеристики герметизированных свинцово -кислотных аккумуляторных батарей с фронтальным расположением выводов (GEL & AGM) Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.valleywinds.ru/wp-content/uploads/customer/haze hzygel.pdf

53. Харитонов В.П. Автономные ветроэлектрические установки. М.: ГНУ ВИЭСХ,2006. - 280с.

54. Шидловский А.К. и др. Расчеты электрических нагрузок систем электроснабжения промышленных предприятий / А.К.Шидловский, Г.Я.Вагин, Э.Г.Куренный. -М.: Энергоатомиздат, 1992. -224 с.

55. Электронный каталог торговой компании Мицуко LTD. Электронный ресурс. Режим доступа: http://mitsuko-ltd.kazprom.net

56. Экономика и управление энергообъектами. Кн. 1. Общие вопросы экономики и управления / А.И. Барановский, H.H. Кожевников, Н.В. Пирадова и др.; Под ред. А.И. Барановского, H.H. Кожевникова, Н.В. Пирадовой. —М.: Издательство МЭИ, 1998. —296 е.: ил

57. Энергоснабжение это оптимизация производства и потребления энергии / М. И. Божков, к. т. н., доцент, директор НПЦ АПЭС, Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.kudrinbi.ru/public/732/index.htm.

58. УТВЕРЖДАЮ» Проректор-директор щеского института (ЭНИН) университета1. Ю.С.Боровиков2012 г.1. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

59. В учебном процессе используются математические модели элементов ветро-дизельных систем и программное обеспечение, позволяющее провохитгь анализ режимов гибридных электростанций.

60. Начальник учебно-методического отдела ЭНИН ТПУ1. Н.М. Космынина