Разработка пермских ученых сохранит качество энергии отечественных электростанций
Российские ученые оценили эффективность импортозамещающих технологий при утилизации попутного нефтяного газа, выделяющегося в процессе добычи и подготовки нефти. По итогам исследований они предложили рекомендации, которые позволят оптимизировать затраты на поддержание качества электроэнергии. Этими рекомендациями будут пользоваться в компании ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ».
В научном проекте приняли участие ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (Пермский Политех), разработчики из Пермского научно-образовательного центра (НОЦ) мирового уровня «Рациональное недропользование», Горного института Национального исследовательского технологического университета (НИТУ) «МИСиС» и группы предприятий «Спутник».
Исследователи сделали математическое описание систем электроснабжения газотурбинных станций и схему распределения электроэнергии, а также провели инструментальные измерения. Они проанализировали режимы электростанций на базе отечественных установок «Урал-4000» — аналогов зарубежного оборудования фирм Siemens и Capstone. Это позволило выявить факторы, которые влияют на качество электроэнергии, чтобы разработать рекомендации по устранению проблем.
«Наша разработка поможет оценить эффективность импортозамещающих технологий при утилизации попутного нефтяного газа. Рекомендации, которые мы предложили на основе результатов исследования, позволят оптимизировать затраты на поддержание качества электроэнергии. С одной стороны, с их помощью можно будет выполнить обязательства по утилизации попутного нефтяного газа, с другой стороны — обеспечить нужные параметры режима выработки электроэнергии во внешнюю сеть», — рассказывает один из разработчиков, старший преподаватель кафедры «Микропроцессорные средства автоматизации» Пермского Политеха Дмитрий Лейзгольд.
По словам ученых, при проектировании газотурбинных электростанций необходимо учитывать специфику предприятий. К факторам, влияющим на качество электроэнергии, относятся работа технологического оборудования, структура электроэнергетической системы, состав и характер электрической нагрузки потребителей и перетоки энергии с других подстанций.
Как отмечает научный руководитель исследовательской группы, заведующий кафедрой «Микропроцессорные средства автоматизации» Пермского Политеха Антон Петроченков, совершенствование процессов автоматизации испытаний и управления энергетическими установками позволит повысить качество электроэнергии. Кроме того, специалисты смогут учитывать технологические, климатометеорологические, территориальные и геологические условия и факторы промыслов.
«Исследование соответствует сразу нескольким приоритетным направлениям НОЦ. Это и рациональное использование углеводородов, и энергетическое машиностроение, и цифровизация производств и сервисов. Объединение в проекте ученых из Пермского Политеха, «МИСиС» и компаний реального сектора позволило получить решение, которое актуально и с точки зрения глобальной экологической повестки, и с точки зрения стратегии импортозамещения, так как полностью основано на российских разработках», — отметил директор НОЦ «Рациональное недропользование» Павел Илюшин.
Испытания ученые провели на базе газотурбинной электростанции «Ильичевская» в Пермском крае. Они выяснили, что параллельная работа электростанции и основной энергосистемы незначительно снижает качество электроэнергии по сравнению с локальным режимом, но улучшает устойчивость системы.
Ученые предложили решения для повышения эффективности систем электроснабжения. Они рекомендовали анализировать ключевые режимы работы газотурбинных электростанций и составлять карты действующих выключателей их элементов, а также проводить инструментальные измерения в случае возникновения проблем. Улучшить качество электроэнергии также помогут устройства для снижения общего уровня искажений и компенсации проблем с напряжением. Это позволит устранить провалы напряжения и перенапряжения в сети, считают разработчики.
Результаты работы исследователи опубликовали в журнале Sustainability.
Напоминаем, что научные центры мирового уровня созданы в рамках национального проекта «Наука и университеты», реализуемого Минобрнауки России.