Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Работа гидроэлектростанций с переменной скоростью. Взгляд в прошлое, настоящее и будущее. Обзор

Г. Б. Лазарев

Аннотация


Современные объединённые энергосистемы (ОЭС), генерация которых формируется ТЭС, АЭС и ГЭС, и суточные графики электрических нагрузок которых  отличаются, как известно,  высокой степенью неравномерности,  должны сочетать диспетчеризуемые стабильную мощность, идущую на покрытие базовой части графика нагрузки, и пиковую  маневренную мощность,  которая обеспечивает сглаживание провалов и подъёмов графика нагрузки, необходимую гибкость и резервирование на случай возникновения форс-мажорных ситуаций. При этом в связи сохраняющейся устойчивой тенденцией укрупнения маломаневренных энергоблоков ТЭС и АЭС, интенсивного развития генерации возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в ОЭС многих стран проблема выравнивания графика электрической нагрузки усугубляется. При нестабильной выработке электроэнергии, что особенно проявляется в энергосистемах, содержащих значительный объём ВИЭ-генерации, основой маневренных мощностей и  главным источником мобильного резерва объективно являются гидроэлектростанции, наиболее приспособленные для регулирования частоты и активной мощности.  


Полный текст:

PDF

Литература


Pumped Storage Development Council. Challenges and opportunities for new pumped storage development // National Hydropower Association, Washington, D.C., White Paper, 2012.

Проблемы и возможности разработки новых гидроаккумулирующих накопителей

Liang J., Harley R. G. Pumped storage hydro-plant models for system transient and long-term dynamic studies // In Proc. IEEE Power & Energy Society General Meeting, 2010, pp. 1–8.

Модели гидроаккумулирующих электростанций для исследования переходных процессов и долгосрочной динамики системы

Modeling and analysis of value of advanced pumped storage hydropower in the United States // Argonne National Laboratory, Lemont, IL, Tech. Rep. ANL/DIS-14/7 105786, 2014.

Моделирование и анализ стоимости передовых гидроаккумулирующих электростанций в США

Voith GmbH (2017). Pumped storage machines, reversible pump turbines, ternary sets, and motor- generators. [Online]. Available: http://www.voith.com/ca-en/11_06_Broschuere-Pumped-storage_einzeln.pdf

Гидроаккумулирующие машины, реверсивные насосные турбины, трехмашинные агрегаты и мотор-генераторы

Skotak A., Stegner P. (2014, Jan. 1). Choosing turbines for lowhead pump-storage plants. [Online]. Available: https://www.hydroworld .com/articles/print/volume-22/issue-1/articles/choosing-turbines-for-lowhead-pumped-storage-plants.html

Выбор турбин для низконапорных насосно-аккумулирующих станций

Fayolle D., Lafon S. Variable speed applied to hydroelectric schemes: History of a technology and today’s state of art // In Proc. Hydro, 2008.

Применение переменной скорости в гидроэлектрических системах: История технологии и сегодняшнее состояние техники.

Valavi M., Nysveen A. Variable-speed operation of hydropower plants: Past, present and future // In Proc. Int. Conf. Electrical Machines, 2016, pp. 640–646.

Работа гидроэлектростанций с переменной скоростью: Прошлое, настоящее и будущее

Kuwabara T. Design and dynamic response characteristics of 400 MW adjustable speed pumped storage unit for Ohkawachi power station / T. Kuwabara, A. Shibuya, H. Furuta, E. Kita, K. Mitsuhashi // IEEE Trans. Energy Convers., vol. 11, no. 2, pp. 376–384, June 1996.

Конструкция и динамические характеристики насосно-аккумулирующей установки с регулируемой скоростью вращения мощностью 400 МВт для электростанции Ohkawachi

Guide for preliminary design and specification of hydro stations with HVDC unit connected generators/ International Council on Large Electric Systems, Paris, France, Tech. Rep. JWG 11/14.09, Aug. 1997

Руководство по предварительному проектированию и спецификации гидростанций с генераторами, подключенными к c высоковольтной линии электропередачи постоянного тока

KWI Architects Engineers Consultants. Status report on variable speed operation in small hydropower // European Commission, Directorate-General for Energy and Transport, Energie, New Solutions in Energy, St. Pölten, Austria, 2000.

Отчёт о состоянии дел в области регулирования скорости в малой гидроэнергетике

Nicolet C. Variable speed and ternary units to mitigate wind and solar intermittent production / C. Nicolet, A. Beguin, B. Kawkabani, Y. Pannatier, A. Schwery, F. Avellan // In Proc. Hydrovision Conf., Nashville, TN, July 2014.

Агрегаты с регулируемой скоростью вращения и трёхмашинные агрегаты для смягчения перебоев в работе ветрового и солнечного оборудования

Suul J. A., Uhlen K., Undeland T. Variable speed pumped storage hydropower for integration of wind energy in isolated grids: Case description and control strategies // In Proc. Nordic Workshop on Power and Industrial Electronics, Espoo, Finland, 2008.

Насосные гидроэлектростанции с переменной скоростью вращения для интеграции энергии ветра в изолированных сетях. Описание конкретного случая и стратегии управления

Ulbig. A., Borsche T. S., Andersson G. Impact of low rotational inertia on power system stability and operation // Proc. IFAC World Congress. 2014, Aug. P. 7290–7297. [Online]. Available: https://www. sciencedirect.com/science/article/pii/S1474667016427618

Влияние сниженной инерции вращения на устойчивость и работу энергосистемы

Krenn J., Keck H., Sallaberger M. Small and mid-size pumpturbines with variable speed // Energy Power Eng., vol. 5, no. 2A, pp. 48–54, 2013.

Малые и средние насос-турбины с регулируемой скоростью вращения

Gjerde J. O. Enhancement of power system stability in a deregulated environment: ASD-machines a promising alternative / J. O. Gjerde, T. Gjengedal, R. Flоlo, A. Elstrоm // In Proc. Power System Technology Conf., 1998, pp. 1393–1397.

Повышение устойчивости энергосистемы в условиях дерегулирования: привод с регулируемой скоростью - перспективная альтернатива

Schafer D., Simond J. J. Аdjustable speed asynchronous machine in hydro power plants and its advantages for electric grid stability // CIGRE, Paris, France, 1998.

Асинхронная машина с регулируемой скоростью на гидроэлектростанциях и ее преимущества для стабильности электрической сети

Sporild R., Gjerde J. O., Gjengedal T. Economic and technological aspects of adjustable speed hydro machines applied for improved stability in power networks // In Proc. IEEE Power & Energy Society Summer Meeting, 2000, pp. 2469–2474.

Экономические и технологические аспекты применения гидромашин с регулируемой скоростью вращения для повышения устойчивости электрических сетей

Hodder A., Simond J. J., Schwery A. Double trouble // IEEE Ind. Appl. Mag., vol. 14, no. 2, pp. 32–39, 2008.

Двойная проблема

Padoan A. C. Dynamical behavior comparison between variable speed and synchronous machines with PSS / A. C. Padoan, B. Kawkabani, A. Schwery, C. Ramirez, C. Nicolet, J. J. Simond, and F. Avellan // IEEE Trans. Power Syst., vol. 25, no. 3, pp. 1555–1565, 2010.

Сравнение динамического поведения машин с регулируемой скоростью и синхронных машин с PSS (стабилизатором энергосистемы)

Auber S. Power on tap from variable speed pumped water storage scheme // Energize, pp. 23–27, July 2012.

Подача электроэнергии насосами с переменной скоростью в схеме аккумулирования воды

Wu C. C. Role and value of pumped storage units in an ancillary services market for isolated power systems: Simulation in the Taiwan power system / C. C. Wu, W. J. Lee, C. L. Cheng, H. W. Lan // IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 44, no. 6, pp. 1924–1929, 2008.

Роль и значение гидроаккумулирующих агрегатов на рынке вспомогательных услуг для изолированных энергосистем: моделирование в энергосистеме Тайваня

Hozouri M. A. On the use of pumped storage for wind energy maximization in transmission constrained power systems / M. A. Hozouri, A. Abbaspour, M. Fotuhi-Firuzabad, and M. MoeiniAghtaie // IEEE Trans. Power Syst., vol. 30, no. 2, pp. 1017–1025, 2015.

Об использовании насосно-аккумулирующих систем для максимизации энергии ветра в энергосистемах с ограничениями по передаче электроэнергии

Nagura O. Hitachi’s adjustable speed pumped-storage system contribution to prevention of global warming / O. Nagura, M. Higuchi, K. Tani, T. Oyake // Hitachi Review, vol. 59, no. 3, pp. 99–105, 2010.

Регулируемая скорость насосно-аккумулирующей системы Hitachi вносит вклад в предотвращение глобального потепления

Bocquel A., Janning J. Analysis of a 300 MW variable speed drive for pump-storage plant applications // In Proc. European Conf. Power Electronics and Applications, 2005, pp. 1–10.

Анализ частотно-регулируемого привода мощностью 300 МВт для применения в насосно-аккумулирующих установках

Pannatier Y. Dynamic behavior of a 2 variable speed pump-turbine power plant / Y. Pannatier, C. Nicolet, B. Kawkabani, J. J. Simond, and P. Allenbach // In Proc. Int. Conf. Electrical Machines, 2008, pp. 1–6.

Динамическое поведение насосно-турбинной электростанции с двумя переменными скоростями вращения

Linthal 2015 case study: Variable speed pumped storage plant. Alstom. [Online]. Available: http://www.alstom.com/Global/OneAlstomPlus/ Group/Documents/Press%20releases%20docs/Case-Study-Linthal-2015 .pdf?epslanguage=en-GB

Тематическое исследование Линталь 2015: Насосно-аккумулирующая установка с переменной скоростью. Альстом

Scherer K. Recent developments in pumped storage energy// presented at the Int. Council on Large Electric Systems Panel Session, Aug. 2008.

Последние разработки в области насосных накопителей энергии

Borghetti A. Maximum efficiency point tracking for adjustable-speed small hydropower plant / A. Borghetti, M. Di Silvestro, G. Naldi, M. Paolone, M. Alberti // In Proc. Power Systems Computation Conf., 2008.

Слежение за точкой максимального КПД малой гидроэлектростанции с регулируемой скоростью

Pannatier Y. Investigation of control strategies for variable-speed pumpturbine units by using a simplified model of the converters / Y. Pannatier, B. Kawkabani, C. Nicolet, J. J. Simond, A. Schwery, P. Allenbach // IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 57, no. 9, pp. 3039–3049, 2010.

Исследование стратегий управления насосно-турбинными агрегатами с регулируемой частотой вращения с помощью упрощенной модели преобразователей

Kerkman R. J. An in-quiry into adjustable speed operation of a pumped hydro plant. Part 1: Machine design and performance / R. J. Kerkman, T. A. Lipo, W. G. Newman, J. E. Thirkell // IEEE Trans. Power App. Syst., vol. PAS99, no. 5, pp. 1828–1837, 1980.

Исследование регулируемого скоростного режима работы насосной гидростанции. Часть 1. Конструкция и характеристики машины

Adjustable speed pumped storage features. Toshiba. [Online]. Available: https://www.toshiba.co.jp/tech/review/2015/high2015/high2015pdf/ 1503.pdf

Особенности насосных накопителей с регулируемой скоростью. Тошиба

Technical analysis of pumped storage and integration with wind power in the Pacific Northwest // MWH Americas, Inc., Bellevue, WA, Tech. Rep. MWH-HDC-T12, 2009.

Технический анализ гидроаккумулирования и интеграции с ветроэнергетикой на северо-западе Тихого океана

Janning J., Schwery A. Next generation variable speed pumpstorage power stations // In Proc. European Conf. Power Electronics and Applications, 2009, pp. 1–10.

ГАЭС нового поколения с регулируемой скоростью вращения

Lautier P. Variable speed operation of a new very low head hydro turbine with low environmental impact / P. Lautier, C. O’Neil, C. Deschenes, H. J. N. Ndjana, R. Fraser, M. Leclerc // In Proc. IEEE Canada Electrical Power Conf., 2007, pp. 85–90.

Работа новой гидротурбины с очень низким напором и низким воздействием на окружающую среду с переменной скоростью

Borkowski D., Wegiel T. Small hydropower plant with integrated turbine-generators working at variable speed// IEEE Trans. Energy Convers., vol. 28, no. 2, pp. 452–459, 2013.

Малая гидроэлектростанция с интегрированными турбинами-генераторами, работающими с переменной скоростью вращения

Duflon P., Mailloux M. Stanley-Adamson: The first industrial size variable speed compact hydro project worldwide // In Proc. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2014.

Стэнли-Адамсон: первая в мире компактная промышленная гидроэлектростанция с регулируемой скоростью

Donalek P. (1995). Application of adjustable-speed machines in conventional and pumped-storage hydro projects // Elect. Power Res. Inst. Palo Alto, CA. Tech. Rep. EPRI-TR-105542. [Online]. Available: https://www .osti.gov/biblio/206542-application-adjustable-speed-machinesconventional-pumped-storage-hydro-projects-final-report

Применение регулируемых машин в традиционных проектах ГАЭС

Senn F., Wolf D. Pumped Storage Power in Austria: Experiences, New Projects, Economic Situation // Tulsa, OK: PennWell Corp., 2013.

Гидроаккумулирующие электростанции в Австрии: опыт, новые проекты, экономическая ситуация

Korpås M., Wolfgang O., Aam S. Norwegian pumped hydro for providing peaking power in a low-carbon European power market // In Proc. European Energy Market Conf., 2015.

Насосные гидроэлектростанции Норвегии для обеспечения пиковой мощности в условиях низкоуглеродного европейского рынка электроэнергии

Cavazzini G., Perez-Diaz J. I. Technological developments for pumped-hydro energy storage// European Educ. Res. Assoc. Berlin. 2014, May. [Online]. Available: https://www.eera-set.eu/wp-content/uploads/ Technological-Developments-for-Pumped-Hydro-Energy-Storage_¬ЕERAreport-2014.pdf

Технологические разработки для гидроаккумулирования энергии

Fairley P. A pumped hydro energy storage renaissance // IEEE Spectr., vol. 52, no. 4, pp. 9–10, 2015.

Ренессанс гидроаккумулирования энергии

Henry J. M. Converting to variable speed at a pumped-storage plant / J. M. Henry, F. Maurer, J. Drommi, and T. Sautereau // HRW-Hydro Review. 2013. [Online]. Available: https://www.hydroworld.com/articles/print/ volume-21/issue-5/articles/pumped-storage/converting-to-variable-speedat-a-pumped-storage-plant.html

Перевод гидроаккумулирующей станции на регулируемую скорость

Antheaume S. Upgrading two pumped storage plants to variable speed / S. Antheaume, G. Darona, J. B. Houdeline, Y. Labrecque, P. Laurier. HRW-Hydro Review. 2015. [Online]. Available: https://www.hydroworld.com/ articles/print/volume-23/issue-1/equipment-refurbishment/upgradingtwo-pumped-storage-plants-to-variable-speed.html

Модернизация двух гидроаккумулирующих электростанций до регулируемой скорости

Schlunegger H., Thöni A. 100 MW full-size converter in the Grimsel 2 pumped-storage plant // In Proc. Hydro, 2013.

Полноразмерный преобразователь частоты мощностью 100 МВт на гидроаккумулирующей электростанции Гримзель-2

Europump and Hydraulic Institute. Variable Speed Pumping. A Guide to Successful Applications. Amsterdam. The Netherlands: Elsevier, 2004. 170 р.

Насосы с переменной скоростью. Руководство по успешному применению

Kerkman R. J. An inquiry into adjustable speed operation of a pumped hydro plant. Part 2: System analysis / R. J. Kerkman, T. A. Lipo, W. G. Newman, J. E. Thirkell // IEEE Trans. Power App. Syst., vol. 99, no. 5, pp.1838–1844, 1980.

Исследование регулируемого скоростного режима работы насосной гидростанции. Часть2: Системный анализ

Boldea I. The Electric Generators Handbook. Vol. 2: Variable Speed Generators // Boca Raton, FL: CRC, 2006.

Справочник по электрогенераторам. Том 2: Генераторы с переменной частотой вращения

Pronin M. V. Features of a drive system for pumped-storage plant applications based on the use of DFIM with a multistage-multilevel frequency converter / M. V. Pronin, O. B. Shonin, A. G. Vorontsov, G. A. Gogolev // In Proc. 15th Int. Power Electronics and Motion Control Conf., 2012

Особенности системы привода насосно-аккумулирующих установок на основе использования DFIM с многоступенчато-многоуровневым преобразователем частоты

Steimer P. K. Converter-fed synchronous machines for pumped hydro storage plants / P. K. Steimer, O. Senturk, S. Aubert, S. Linder //In Proc. IEEE Energy Conversion Congr. Exposition, 2014, pp. 4561–4567

Синхронные машины с преобразователем частоты для гидроаккумулирующих электростанций

Pannatier Y. Startup and synchronization of a variable speed pump-turbine unit in pumping mode / Y. Pannatier, B. Kawkabani, C. Nicolet, A. Schwery, J. J. Simond // In Proc. Int. Conf. Electrical Machines, 2010.

Пуск и синхронизация насосно-турбинной установки с регулируемой скоростью в насосном режиме

Schmidt E. Studies about the low voltage ride through capabilities of variable-speed motor-generators of pumped storage hydro power plants / E. Schmidt, J. Ertl, A. Preiss, R. Zensch, R. Schürhuber, J. Hell // In Proc. Australasian Universities Power Engineering Conf., 2011.

Исследования возможностей электродвигателей-генераторов с регулируемой частотой вращения гидроаккумулирующих электростанций при низком напряжении

Bidgoli M. A., Mohammadpour H. A., Bathaee S. M. T. Advanced vector control design for DFIM-based hydropower storage for fault ride-through enhancement // IEEE Trans. Energy Convers., vol. 30, no. 4, pp. 1449–1459, 2015.

Усовершенствованное векторное управления ГАЭС на основе DFIM для повышения эффективности преодоления отказов

Merino J. M., Lopez A. ABB Varspeed generator boosts efficiency and operating flexibility of hydropower plant// ABB Rev. 1996, Mar., pp. 33–38. [Online]. Available: https://library.e.abb.com/public/5a122ee41 2d4a8c5c1256ddd00346d69/33-38m527.pdf

Генератор ABB Varspeed повышает эффективность и эксплуатационную гибкость гидроэлектростанции.

Koedding L. Modern design for variable speed motor generators // VOITH. 2014. [Online]. Available: http://www.shf-hydro.org/maj/ phototheque/photos/pdf/2-enh-014-koedding_final.pdf

Современная конструкция генераторов-двигателей с регулируемой скоростью

Yang X. Optimized operation of hydropower plant with VSC HVDC unit connection / X. Yang, C. Yang, C. Yue, D. Yao, and C. Yuan. CIGRE. 2014. Paris, France // [Online]. Available: https://library.e.abb.com/public/ dae5b0ddbc83bd7bc1257d0400508f0d/Optimized%20Operation%20 of%20Hydropower%20Plant%20with%20VSC%20HVDC%20Unit%20 Connection.pdf

Оптимизация работы гидроэлектростанции с подключением к преобразователю VSC передачи постоянного тока HVDC

Galasso G. Adjustable speed operation of pumped hydroplants // In Proc. AC and DC Power Transmission Conf., 1991, pp. 424–427.

Работа насосных гидростанций с регулируемой скоростью

Grimsel 2: The world’s largest power converter for variable speed pumped hydropower // ABB Case Note. [Online]. Available: https:// library.e.abb.com/public/0ee456abcf33cf89c1257d6900347076/Reference_ Grimsel_RevA.pdf

Grimsel 2: крупнейший в мире силовой преобразователь для насосной гидроэлектростанции с регулируемой скоростью. Деловая записка АББ

Xin C., Minxiao H., Chao Z. Power control analysis for variable speed pumped storage with full-size converter // In Proc. Annu. Conf. IEEE Industrial Electronics Society, 2015.

Анализ управления мощностью гидроаккумулятора с переменной скоростью с полноразмерным преобразователем частоты

Engevik E. L., Valavi M., Nysveen A. Efficiency and loss calculations in design of converter-fed synchronous hydrogenerators // In Proc. Int. Conf. Electrical Machines, 2016, pp. 1636–1642.

Расчеты КПД и потерь при проектировании синхронных гидрогенераторов с питание от преобразователя

Muljadi E. Dynamic modeling of adjustable-speed pumped storage hydropower plant / E. Muljadi, M. Singh, V. Gevorgian, M. Mohanpurkar, R. Hovsapian, V. Koritarov // In Proc. IEEE Power & Energy Society General Meeting, 2015.

Динамическое моделирование ГАЭС с регулируемой скоростью

Schwery A. Variable speed pumped storage // In Proc. Int. Conf. Electrical Machines, 2016.

ГАЭС с переменной скоростью вращения

Steimer P. K. High power electronics innovation // In Proc. Int. Conf. Power Electronics and ECCE Asia, 2015.

Инновации в области мощной электроники


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© 1998 — 2024 НТФ «Энергопрогресс»

Адрес редакции:
129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetik@energy-journals.ru