RU83367U1 - Электроэнергетический комплекс (варианты) - Google Patents
Электроэнергетический комплекс (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU83367U1 RU83367U1 RU2008118439/22U RU2008118439U RU83367U1 RU 83367 U1 RU83367 U1 RU 83367U1 RU 2008118439/22 U RU2008118439/22 U RU 2008118439/22U RU 2008118439 U RU2008118439 U RU 2008118439U RU 83367 U1 RU83367 U1 RU 83367U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- station
- cogenerators
- consumer
- cogenerator
- network
- Prior art date
Links
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к снабжающим потребителя электрической и сопутствующей тепловой энергией энергетическим комплексам. Энергетический комплекс, согласно первому варианту включает образующие систему энергоснабжения, сообщенную с потребителем, имеющим не менее, чем один комплексно снабжаемый электрической и тепловой энергией объект - когенерационную станцию, сетевую подстанцию с не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором и внешний источник теплоснабжения, например, котельную, при этом упомянутая станция включает когенератор или когенераторы, укомплектованные в соответствии с требованием обеспечения в условиях переменной мощности потребления долевой загрузки и минимума вырабатываемой мощности Nmin каждым когенератором не ниже минимальной допустимой долевой загрузки D по выработке электроэнергии, предусмотренной для когенератора, при этом каждый когенератор содержит моторгенератор и систему утилизации сопутствующей тепловой энергии, кроме того когенерационная станция автономно подключена к сетевой подстанции и через нее к потребителю. Энергетический комплекс по второму варианту он включает образующие систему энергоснабжения имеющего, по меньшей мере, один объект потребителя - внешнюю сетевую подстанцию с не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором, источник тепловой энергии, например, котельную и содержащую когенераторы, параллельно подключенную к сетевой подстанции с возможностью обратного перетока во внешние сети избытков вырабатываемой электроэнергии когенерационную станцию, создающую резервируемую мощность, максимальная величина которой принята не ниже полной мощности сетевой подстанции. Энергетический комплекс, согласно третьему и четвертому вариантам включает образующие систему энергоснабжения имеющего снабжаемые объекты потребителя - когенерационную станцию, внешнюю сетевую трансформаторную подстанцию с не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором и внешний источник теплоснабжения, например, котельную, при этом когенерационная станция параллельно без перетока во внешние сети вырабатываемой энергии подключена к упомянутой внешней сетевой трансформаторной подстанции и включает не менее одного, предпочтительно, группу дифференцированно сообщенных с объектами потребителя по вырабатываемой электрической и сопутствующей тепловой энергии когенераторов. Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в повышении
надежности и рентабельности снабжения электрической и тепловой энергией потребителей, а также в обеспечении бесперебойной работы всей системы энергоснабжения, включая аварийные обесточивания сетевых подстанций, путем задействования резервной мощности когенерационной станции, закоммутированной с потребителем через сетевую подстанцию, кроме того дополнительный выигрыш, создаваемый полезной моделью, достигается путем более экономичного наращивания мощностей электро- и теплоснабжения развивающихся регионов при минимуме капитальных затрат за счет увеличения количества энергопроизводящих единиц когенераторов, поставляемых в виде модулей, смонтированных в контейнерах, предназначенных для эксплуатации без дополнительной защиты от внешней среды. Реализация признаков данного технического решения обеспечивает также улучшение экологических параметров за счет уменьшения влияющих на парниковый эффект вредных выбросов в атмосферу, что позитивно отражается на общей инфраструктуре городской среды. 4 н.п. ф-лы, 28 з.п. ф-лы, 3 илл.
Description
Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к снабжающим потребителя электрической и сопутствующей тепловой энергией энергетическим комплексам.
Известен электротехнический комплекс, вырабатывающий поставляемые потребителю, электрическую и сопутствующую тепловую энергию, получивший название теплоэлектроцентрали ТЭЦ (см. Политехнический словарь, издательство «Советская энциклопедия, 1980, стр.521)
Известны аналогичные по назначению энергетические комплексы, а именно атомные электростанции с реакторами на быстрых и медленных нейтронах (см. Г.Ф.Быстрицкий, Основы энергетики, М., Инфра-М, 2007, стр.113)
Известны источники снабжения потребителя в виде сетевых трансформаторных подстанций, поставляющих потребителю электрическую энергию от объединенных сетей (RU №2240639, Н02В 5/00, 2003)
Известен энергетический комплекс в виде гидроэнергостанции, вырабатывающей электрическую и тепловую энергию раздельно работающими турбинными агрегатами (патент RU №2290531, F03B 13/00, 2004.11.15).
Известен энергетический комплекс, содержащий, по меньшей мере, один когенератор, вырабатывающий электрическую энергию и имеющий трубопроводы с горячей и холодной водой, которая при подаче потребителю смешивается посредством клапана (ЕР №1045127, F02G 5/04, 2000.10.18).
Однако, указанным энергетическим комплексам присущи неустранимые недостатки, заключающиеся в недостаточной надежности работы электрических сетей, о чем свидетельствуют прокатившиеся по многим странам крупные отключения целых регионов от снабжения электроэнергией, что привело к большому ущербу в экономике указанных регионов, связанному с остановкой электрических видов городского и междугороднего транспорта, лифтовых систем, городского тепло- и водоснабжения, остановкам производств с технологиями непрерывного действия, например, металлоплавильные печи на предприятиях черной и цветной металлургии,
перебоям в энергоснабжении учебных и медицинских центрах, нарушению работы средств связи.
Представления о надежности и безопасности промышленной выработки энергии на атомных станциях коренным образом изменились после трагических событий на Чернобыльской АЭС. Энергетические предприятия типа ТЭЦ или атомных станций, комплексно вырабатывающие электрическую и сопутствующую тепловую энергию, имеют органический недостаток, заключающийся в том, что необходимая для общего повышения реализуемого в экономике КПД этих предприятий утилизация сопутствующей тепловой энергии практически ограничена радиусом прокладки теплотрасс и исчисляется несколькими километрами от вырабатывающего энергию предприятия, а при выработке энергии предприятием большой мощности невозможно обеспечить адекватной, востребованной мощности потребления указанной сопутствующей тепловой энергии на ограниченной территории потребления, что в итоге приводит к понижению реализуемого КПД, снижению общей рентабельности таких энерговырабатывающих объектов, повышению себестоимости киловатта вырабатываемой энергии и что особенно неудовлетворительно, к ухудшению экологии окружающей среды вследствие теплового загрязнения водоемов сбросовыми водами ТЭЦ и других более опасных загрязнений окружающей среды, а также отъема значительных территорий для создания резервных и технологических водоемов при АЭС. При этом в плане снабжения энергией потребителей, удаленных от ТЭЦ и АЭС на расстояния, превышающие десятки и первые сотни километров, последние могут получать от указанных источников только электрическую энергию через сетевые подстанции, а для выработки и снабжения их другими видами энергии необходимы значительные капитальные и текущие затраты на строительство и эксплуатацию местных котельных и других низкорентабельных, но капиталоемких источников.
Задача, решаемая полезной моделью в части всех вариантов ее выполнения, заключается в повышении надежности энергоснабжения при повышении КПД вырабатывающих и поставляющих электрическую энергию систем, а также в снижении причиняемой авариями и отключениями сетевых источников убыточности снабжаемых электроэнергией предприятий и других локальных потребителей за счет создания источников резервной мощности, обеспечивающих бесперебойное
снабжение электроэнергией, в том числе в экстремальных аварийных ситуациях, на линиях сетевого электроснабжения и более полную утилизацию сопутствующей тепловой энергии объектами потребителей во все периоды годового цикла, в первую очередь, удаленных от крупных теплоэлектроцентралей АЭС и ГЭС на расстояния, делающие нерентабельным или технически недоступным снабжение их сопутствующей тепловой энергией, дополнительно вырабатываемой указанными источниками.
Поставленная задача в части первого варианта выполнения решается за счет того, что энергетический комплекс, согласно полезной модели, включает образующие систему энергоснабжения, сообщенную с потребителем, имеющим не менее, чем один комплексно снабжаемый электрической и тепловой энергией объект - когенерационную станцию, сетевую подстанцию с не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором и внешний источник теплоснабжения, например, котельную, при этом упомянутая станция включает когенератор или когенераторы, укомплектованные в соответствии с требованием обеспечения в условиях переменной мощности потребления долевой загрузки и минимума вырабатываемой мощности Nmin каждым когенератором не ниже минимальной допустимой долевой загрузки D по выработке электроэнергии, предусмотренной для когенератора, при этом каждый когенератор содержит моторгенератор и систему утилизации сопутствующей тепловой энергии, кроме того когенерационная станция автономно подключена к сетевой подстанции и через нее к потребителю, снабжена системой контроля и управления выключателями когенераторов и имеет максимальную мощность не менее максимальной мощности, необходимой потребителю при заменяющем дублировании энергоснабжения от указанной сетевой подстанции, а также закоммутирована с потребителем на условии приоритетной перед упомянутым внешним источником теплоснабжения подачи отводимой от когенераторов сопутствующей тепловой энергии, получаемой при фактическом уровне генерации электрической энергии когенерационной станцией, причем, по крайней мере, часть когенераторов выполнена в модульном исполнении и смонтирована в транспортабельных контейнерах, допускающих гибкое сочетание и образование объемно-планировочных композиций и выполнение указанной станции в приведенном выше диапазоне установочной мощности.
Потребитель энергии может состоять из отдельных объектов, например, в том числе жилых зданий с электрическими или газовыми плитами, не менее, чем одной поликлиники, торгового центра, учебного заведения, городской или районной котельной, водопроводной станции, причем упомянутые объекты или их группы могут быть снабжены трансформаторами, понижающими напряжение не менее, чем до 0,4 кВ, и/или потребитель может содержать, по меньшей мере, один объект, например, производственное предприятие, типа хлебозавода, кондитерской фабрики, молокозавода, ресторанного комплекса, бытового сервисного комбината и/или потребитель может включать, по крайней мере, один нефтегазоперерабатывающий объект типа нефтеперерабатывающего газоконденсатного завода, предприятия предварительной или комплексной подготовки газа, газового, нефтегазового, газоконденсатного промысла, и/или потребитель может содержать, по крайней мере, один машиностроительный объект типа авиационного, машиностроительного завода, судостроительной верфи, предприятия стройиндустрии, автомобильного комбината, автотранспортного, троллейбусного или железнодорожного сервисного комплекса.
Сетевая подстанция может быть выполнена понижающей, запитана с высокой стороны от высоковольтной линии, например, напряжением 35 кВ и оснащена не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором, преимущественно, масляным или сухим, обеспечивающим понижение напряжения, предпочтительно, не менее, чем до 10 или 6 кВ, и распределительной шиной для подключения к ней через выключатели пообъектных понижающих трансформаторов и через последние объектов потребителя, а также для прямого подключения когенераторов станции, предпочтительно, через выключатели, причем снабжаемые электрической энергией упомянутые объекты потребителя могут быть подключены через пообъектные понижающие трансформаторы, например, с параметрами преобразования напряжения 6,0/0,4 кВ или 10,0/0,4 кВ, а также через отдельные и/или групповые выключатели к распределительной шине сетевой, преимущественно, понижающей подстанции, например, с параметрами понижения напряжения 35/6 кВ и мощностью 10000÷50000 кВА и снабжена не менее, чем одним масляным или сухим трансформатором.
Когенерационная станция может быть укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых зависит от отношения минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin к общей мощности Noэ
когенераторов станции, покрывающей максимальную нагрузку в сети за расчетный период, например, годовой цикл, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки может быть принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 70% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция может быть укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых может зависить от отношения минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей максимальную нагрузку в сети за расчетный период, например, годовой цикл, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 50% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция может быть укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых может зависеть от отношения минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей максимальную нагрузку в сети за расчетный период, например, годовой цикл, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 30% номинальной мощности соответствующего когенератора станции.
При отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin к общей мощности Noэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Noэ≥D, когенерационная станция может содержать, предпочтительно, один рабочий когенератор, или при отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin к общей мощности Nоэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Nоэ≤D, когенерационная станция содержит не менее двух рабочих когенераторов, причем общее количество и суммарная мощность когенераторов станции может быть принята покрывающей максимальную, в том числе пиковую нагрузку в электрической сети потребителя, при этом номинальная мощность, по меньшей мере, большей части когенераторов, предпочтительно, принята практически дробнократной общей мощности Nоэ рабочих когенераторов
станции, или когенерационная станция содержит не менее одного резервного когенератора, номинальной мощностью не менее номинальной мощности, по меньшей мере, одного рабочего когенератора, предпочтительно, преобладающего по указанному параметру в составе когенерационной станции.
По меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания газового топлива, или, по меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания жидкого топлива типа бензина, реактивного, дизельного, синтетического топлива типа метанола, растительных масел, нефти или мазута, или по меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания твердого топлива типа угля, торфа, дров, отходов сельскохозяйственного производства.
По меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания экологически чистого топлива, например, водорода, или, по меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет универсального сжигания автономного с перенастройкой или в любом сочетании газообразного, жидкого и/или твердого топлива любых типов, или когенерационная станция может содержать когенераторы, работающие на одном, например, газовом или различных видах топлива.
Каждый когенератор станции может иметь оснащенную выключателем линию разъемного подключения через указанный выключатель к распределительной шине сетевой подстанции с возможностью управляемого избирательного автономного подключения, по меньшей мере, по вырабатываемой им электроэнергии к указанному потребителю при отключении указанной шины от трансформатора сетевого питания подстанции через систему контроля и управления выключателями когенераторов, при этом система контроля и управления выключателями когенераторов станции может быть выполнена с возможностью автономного подключения и подачи потребителю, по меньшей мере, электрической энергии одновременно только от одного из
указанных источников: сетевой подстанции или когенерационнои станции энергетического комплекса.
Поставленная задача в части второго варианта исполнения решается за счет того, что энергетический комплекс включает образующие систему энергоснабжения имеющего, по меньшей мере, один объект потребителя - внешнюю сетевую подстанцию с не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором, источник тепловой энергии, например, котельную и содержащую когенераторы, параллельно подключенную к сетевой подстанции с возможностью обратного перетока во внешние сети избытков вырабатываемой электроэнергии когенерационную станцию, создающую резервируемую мощность, максимальная величина которой принята не ниже полной мощности сетевой подстанции, при этом когенерационная станция снабжена системой управления, обеспечивающей возможность работы когенераторов станции в нормальных условиях эксплуатации комплекса, преимущественно, постоянно, практически с номинальной мощностью каждого и возможность работы при отключении сетевой подстанции, например, аварийном, допускающей образование из когенераторов станции их сочетаний, переменных по суммарной номинальной и вырабатываемой мощности, а также количеству одновременно задействуемых единиц когенераторов, адаптированных к изменениям текущей мощности потребления, при этом когенераторы снабжены системой утилизации сопутствующей тепловой энергии, имеющей в качестве рабочего тела теплоноситель, а система утилизации закоммутирована по теплоносителю с потребителем на условии приоритетного перед упомянутым источником теплоэнергии отвода от работающих когенераторов и подачи потребителю утилизируемой тепловой энергии, вырабатываемой когенерационнои станцией при фактическом уровне генерации электрической энергии, причем, по крайней мере, часть когенераторов выполнена в модульном исполнении.
Потребитель энергии может состоять из отдельных объектов, например, в том числе жилых зданий с электрическими или газовыми плитами, не менее, чем одной поликлиники, торгового центра, учебного заведения, городской или районной котельной, водопроводной станции, причем упомянутые объекты или их группы снабжены трансформаторами, понижающими напряжение не менее, чем до 0,4 кВ, и/или потребитель может содержать, по меньшей мере, один объект, например,
производственное предприятие, типа хлебозавода, кондитерской фабрики, молокозавода, ресторанного комплекса, бытового сервисного комбината, и/или потребитель может включать, по крайней мере, один нефтегазоперерабатывающий объект типа нефтеперерабатывающего газоконденсатного завода, предприятия предварительной или комплексной подготовки газа, газового, нефтегазового, газоконденсатного промысла, и/или потребитель может содержать, по крайней мере один машиностроительный объект типа авиационного, машиностроительного завода, судостроительной верфи, предприятия стройиндустрии, автомобильного комбината, автотранспортного, троллейбусного или железнодорожного сервисного комплекса.
Сетевая подстанция может быть выполнена понижающей, подключена с высокой стороны к высоковольтной линии, например, с напряжением 35 кВ и может быть оснащена не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором, преимущественно, масляным или сухим, обеспечивающим понижение напряжения, предпочтительно, не менее, чем до 10 или 6 кВ, и распределительной шиной, подключенной с одной стороны через выключатель к сетевому понижающему трансформатору, а с другой стороны через пообъектные понижающие трансформаторы и выключатели подключены объекты потребителя и через другие выключатели - когенераторы станции, причем снабжаемые электрической энергией упомянутый объект или объекты потребителя могут быть подключены через понижающие трансформаторы, например, с параметрами преобразования напряжения 6,0/0,4 кВ или 10,0/0,4 кВ, а также через отдельные и/или групповые выключатели к распределительной шине сетевой подстанции, которая выполнена, преимущественно, понижающей, например, с параметрами понижения напряжения 35/6 кВ и мощностью 10000÷150000кВА.
Когенерационная станция может быть оснащена когенераторами, номинальная мощность которых может быть определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной сетевой подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой
минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 70% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция может быть оснащена когенераторами, номинальная мощность которых может быть определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной сетевой подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Noэ когенераторов станции, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 50% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция может быть оснащена когенераторами, номинальная мощность которых может быть определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной сетевой подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 30% номинальной мощности соответствующего когенератора станции.
При отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции при отключенной сетевой подстанции к общей мощности Nоэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Noэ≥D, для когенерационной станции может быть минимально достаточен один рабочий когенератор при наличии в ее составе, предпочтительно, не менее одного дополнительного резервного когенератора такой же номинальной мощности, или при отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции при отключенной сетевой подстанции к общей мощности Noэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Nоэ≤D
когенерационная станция может содержать не менее двух рабочих когенераторов, причем общее количество и суммарная мощность когенераторов станции принята покрывающей максимальную для указанного, преимущественно, среднестатистического экстремального периода работы, в том числе возможную пиковую нагрузку в электрической сети потребителя, при этом номинальная мощность, по меньшей мере, большей части когенераторов, предпочтительно, может быть принята практически дробнократной общей мощности Nоэ рабочих когенераторов станции, или когенерационная станция, исходя из условий экстремальной работы в периоды, связанные с отключением сетевой подстанции оснащена, по меньшей мере, одним резервным когенератором, номинальной мощностью не менее номинальной мощности, по меньшей мере, одного рабочего когенератора, предпочтительно, преобладающего по указанному параметру в составе когенерационной станции.
По меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания газового топлива, или, по меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания жидкого топлива типа бензина, реактивного, дизельного, синтетического топлива типа метанола, растительных масел, нефти или мазута, или, по меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания твердого топлива типа угля, торфа, дров, отходов сельскохозяйственного производства.
По меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания экологически чистого топлива, например, водорода, или, по меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет универсального сжигания автономного с перенастройкой или в любом сочетании газообразного, жидкого и/или твердого топлива любых типов, или когенерационная станция может содержать когенераторы, работающие на монотопливе, например, на газе или любых сочетаниях различных видов топлива.
Каждый когенератор станции может иметь оснащенную выключателем линию разъемного подключения через указанный выключатель к распределительной шине сетевой подстанции с возможностью управляемого избирательного автономного подключения, по меньшей мере, по вырабатываемой им электроэнергии к электрической сети объектов потребителя при отключении указанной шины от понижающего сетевого трансформатора, для чего когенерационная станция может быть оснащена системой контроля и управления выключателями когенераторов, причем когенераторы, выполненные в модульном исполнении, могут быть смонтированы в транспортабельных контейнерах, допускающих гибкое сочетание и образование объемно-планировочных композиций и выполнение указанной станции в приведенном выше диапазоне установочной мощности.
Поставленная задача в части третьего варианта исполнения решается за счет того, что энергетический комплекс, согласно полезной модели, включает образующие систему энергоснабжения имеющего снабжаемые объекты потребителя - когенерационную станцию, внешнюю сетевую трансформаторную подстанцию с не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором и внешний источник теплоснабжения, например, котельную, при этом когенерационная станция параллельно без перетока во внешние сети вырабатываемой энергии подключена к упомянутой внешней сетевой трансформаторной подстанции и включает не менее одного, предпочтительно, группу дифференцированно сообщенных с объектами потребителя по вырабатываемой электрической и сопутствующей тепловой энергии когенераторов, каждый из которых содержит моторгенератор и систему утилизации сопутствующей тепловой энергии, кроме того, комплекс выполнен с возможностью адаптации к колебаниям текущей потребности в энергии и ситуациям во внешних сетях с изменением потребляемой мощности от максимальной до минимальной, а установочная мощность когенерационной станции принята не превышающей минимальную мощность потребления, при этом из объектов потребителя выделена приоритетная группа, которая непосредственно подключена к когенерационной станции как к резервной мощности с возможностью непрерывной подачи электроэнергии от последней, в том числе, при отключении снабжения от внешней сетевой трансформаторной подстанции, а максимальная мощность потребления электроэнергии упомянутой приоритетной группой объектов потребителя принята не
выше установочной мощности когенерационной станции, при этом каждый когенератор станции через теплоноситель закоммутирован с внешним источником теплоснабжения и объектом потребителя с возможностью приоритетного перед указанным источником отвода из системы утилизации и подачи объекту потребителя сопутствующей тепловой энергии, количественно пропорциональной ситуационно адаптированному текущему уровню выработки электрической энергии, причем, по крайней мере, часть когенераторов выполнена в модульном исполнении и смонтирована в транспортабельных контейнерах, допускающих гибкое сочетание и образование объемно-планировочных композиций и выполнение указанной станции в приведенном выше диапазоне установочной мощности.
Потребитель энергии может состоять из отдельных объектов, например, в том числе жилых зданий с электрическими или газовыми плитами, не менее, чем одной поликлиники, торгового центра, учебного заведения, городской или районной котельной, водопроводной станции, при этом упомянутые объекты или их группы могут быть снабжены трансформаторами, понижающими напряжение не менее, чем до 0,4 кВ, и/или потребитель может содержать, по меньшей мере, один объект, например, производственное предприятие, типа хлебозавода, кондитерской фабрики, молокозавода, ресторанного комплекса, бытового сервисного комбината, и/или потребитель включает, по крайней мере, один нефтегазоперерабатывающий объект типа нефтеперерабатывающего газоконденсатного завода, предприятия предварительной или комплексной подготовки газа, газового, нефтегазового, газоконденсатного промысла, и/или потребитель может содержать, по крайней мере, один машиностроительный объект типа авиационного, машиностроительного завода, судостроительной верфи, предприятия стройиндустрии, автомобильного комбината, автотранспортного, троллейбусного или железнодорожного сервисного комплекса.
Внешняя сетевая трансформаторная подстанция может быть выполнена понижающей, подключена с высокой стороны к высоковольтной линии, например, с напряжением 35 кВ и может быть оснащена не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором, преимущественно, масляным или сухим, обеспечивающим понижение напряжения, предпочтительно, не менее, чем до 10 или 6 кВ и распределительной шиной для подключения к ней объектов потребителя и когенераторов, при этом распределительная шина может быть выполнена из разъемно
соединенных через выключатель двух частей, одна из которых подключена через выключатель к понижающей стороне сетевого трансформатора и к ней через пообъектные понижающие трансформаторы и выключатели подключены объекты неприоритетной группы потребителя, а к другой части распределительной шины через выключатели подключены когенераторы станции и дополнительно через пообъектные понижающие трансформаторы и выключатели подключены объекты приоритетной группы потребителя, причем снабжаемые электрической энергией упомянутые объекты потребителя могут быть подключены через понижающие трансформаторы, например, с параметрами преобразования напряжения 6,0/0,4 кВ или 10,0/0,4 кВ, а также через отдельные и/или групповые выключатели к распределительной шине внешней сетевой трансформаторной подстанции, которая может быть
выполнена, преимущественно, понижающей, например, с параметрами понижения напряжения 35/6 кВ и мощностью 10000÷120000 кВА.
Когенерационная станция может быть укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых может быть определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки может быть принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 70% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция может быть укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых может быть определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Noэ когенераторов станции, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки может быть принята не ниже
допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 50% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Noэ когенераторов станции, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки может быть принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 30% номинальной мощности соответствующего когенератора станции.
При отношении минимальной мощности потребления в электрической сети объекта потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции к общей мощности Nоэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Nоэ≥D, для когенерационной станции минимально может быть достаточен один рабочий когенератор при наличии в ее составе, предпочтительно, не менее одного дополнительного резервного когенератора такой же номинальной мощности, или при отношении минимальной мощности потребления в электрической сети объекта потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции к общей мощности Моэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Noэ≤D, когенерационная станция может содержать не менее двух рабочих когенераторов, причем общее количество и суммарная мощность когенераторов станции может быть принята покрывающей максимальную для указанного, преимущественно, среднестатистического экстремального периода работы, в том числе возможную пиковую нагрузку в электрической сети объекта потребителя, при этом номинальная мощность, по меньшей мере, большей части когенераторов, предпочтительно, может быть принята практически дробнократной общей мощности Nоэ рабочих когенераторов станции, или когенерационная станция, исходя из условий
экстремальной работы в периоды, связанные с отключением внешней сетевой трансформаторной подстанции, может быть оснащена, по меньшей мере, одним резервным когенератором, номинальной мощностью не менее номинальной мощности, по меньшей мере, одного рабочего когенератора, предпочтительно, преобладающего по указанному параметру в составе когенерационной станции.
По меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания газового топлива, или, по меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания жидкого топлива типа бензина, реактивного, дизельного, синтетического топлива типа метанола, растительных масел, нефти или мазута, или, по меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания твердого топлива типа угля, торфа, дров, отходов сельскохозяйственного производства., или,
По меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания экологически чистого топлива, например, водорода, или, по меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет универсального сжигания автономного с перенастройкой или в любом сочетании газообразного, жидкого и/или твердого топлива любых типов, или когенерационная станция может содержать когенераторы, работающие на монотопливе, например, на газе или вариабельных сочетаниях различных видов топлива.
Каждый когенератор станции может иметь оснащенную выключателем линию разъемного подключения через указанный выключатель к распределительной шине внешней сетевой трансформаторной подстанции с возможностью управляемого избирательного автономного отключения-подключения, по меньшей мере, по вырабатываемой им электроэнергии к электрической сети объекта потребителя при отключении указанной шины от сетевого понижающего трансформатора подстанции, для чего когенерационная станция оснащена системой контроля и управления выключателями когенераторов, при этом когенераторы, выполненные в модульном
исполнении, могут быть смонтированы в транспортабельных контейнерах, допускающих образование объемно-планировочных композиций на подготовленной площадке, в том числе, открытого типа с температурой наружного воздуха от -60°С до +50°С.
Поставленная задача в части четвертого варианта исполнения решается за счет того, что энергетический комплекс, согласно полезной модели, включает образующие систему энергоснабжения имеющего снабжаемые объекты потребителя - когенерационную станцию, внешнюю сетевую трансформаторную подстанцию с не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором и внешний источник теплоснабжения, например, котельную, при этом когенерационная станция параллельно без перетока во внешние сети вырабатываемой в ней энергии подключена к упомянутой сетевой трансформаторной подстанции, включает не менее одного, предпочтительно, группу дифференцированно сообщенных с объектами потребителя по вырабатываемой электрической и сопутствующей тепловой энергии когенераторов, каждый из которых может содержать моторгенератор и систему утилизации сопутствующей тепловой энергии, кроме того, комплекс выполнен с возможностью адаптации к колебаниям текущей потребности в энергии и ситуациям во внешних сетях с изменением потребляемой мощности от максимальной до минимальной, а установочная мощность когенерационной станции принята в интервале значений от величины, менее максимальной мощности внешней сетевой трансформаторной подстанции до минимальной мощности потребления электроэнергии указанным объектом потребителя, при этом из объектов потребителя выделена приоритетная группа, которая в качестве снабжения резервной мощностью подключена к когенерационной станции с обеспечением возможности непрерывной подачи электроэнергии, в том числе в ситуациях, связанных с отключением внешней сетевой трансформаторной подстанции, а максимальная мощность потребления электроэнергии для упомянутой приоритетной группы объектов потребителя принята не выше установочной мощности когенерационной станции, причем когенераторы закоммутированы с возможностью работы при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции с последовательным или избирательным отключением одного или части из них при нарастающем превышении суммарной вырабатываемой мощности над текущей мощностью потребления выше установленного предела,
например, на величину более номинальной мощности одного когенератора и с последовательным или избирательным включением их при нарастающем увеличении текущей мощности потребления, при этом каждый когенератор станции закоммутирован через теплоноситель с внешним источником теплоснабжения объекта потребителя с возможностью приоритетного перед указанным источником отвода из системы утилизации и подачи объекту потребителя сопутствующей тепловой энергии, количественно адекватной ситуационно адаптированному текущему уровню выработки когенераторами электрической энергии, причем, по крайней мере, часть когенераторов выполнена в модульном исполнении и смонтирована в транспортабельных контейнерах, допускающих гибкое сочетание и образование объемно-планировочных композиций и выполнение указанной станции в приведенном выше диапазоне установочной мощности.
Потребитель энергии может состоять из отдельных объектов, например, в том числе жилых зданий с электрическими или газовыми плитами, не менее, чем одной поликлиники, торгового центра, учебного заведения, городской или районной котельной, водопроводной станции, при этом упомянутые объекты или их группы могут быть снабжены трансформаторами, понижающими напряжение не менее, чем до 0,4 кВ, и/или потребитель может содержать, по меньшей мере, один объект, например, производственное предприятие, типа хлебозавода, кондитерской фабрики, молокозавода, ресторанного комплекса, бытового сервисного комбината, и/или потребитель может включать, по крайней мере, один нефтегазоперерабатывающий объект типа нефтеперерабатывающего газоконденсатного завода, предприятия предварительной или комплексной подготовки газа, газового, нефтегазового, газоконденсатного промысла, и/или потребитель может содержать, по крайней мере, один машиностроительный объект типа авиационного, машиностроительного завода, судостроительной верфи, предприятия стройиндустрии, автомобильного комбината, автотранспортного, троллейбусного или железнодорожного сервисного комплекса.
Внешняя сетевая трансформаторная подстанция может быть выполнена понижающей, подключена с высокой стороны к высоковольтной линии, например, с напряжением 35 кВ и может быть оснащена не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором, преимущественно, масляным или сухим, обеспечивающим понижение напряжения, предпочтительно, не менее, чем до 10 или
6 кВ и распределительной шиной для подключения к ней объектов потребителя и когенераторов, при этом распределительная шина может быть выполнена из разъемно соединенных через выключатель двух частей, одна из которых может быть подключена через выключатель к понижающей стороне сетевого трансформатора и к ней через пообъектные понижающие трансформаторы и выключатели могут быть подключены объекты неприоритетной группы потребителя, а к другой части распределительной шины через выключатели могут быть подключены когенераторы станции и дополнительно через пообъектные понижающие трансформаторы и выключатели подключены объекты приоритетной группы потребителя, при этом снабжаемые электрической энергией упомянутый объект или объекты потребителя подключены через понижающие трансформаторы, например, с параметрами преобразования напряжения 6,0/0,4 кВ или 10,0/0,4 кВ, а также через отдельные и/или групповые выключатели к распределительной шине внешней сетевой трансформаторной подстанции, которая выполнена, преимущественно, понижающей, например, с параметрами понижения напряжения 35/6 кВ и мощностью 10000÷170000 кВА.
Когенерационная станция может быть укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки может быть принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 70% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция может быть укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых может быть определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nnun потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции,
покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 50% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция может быть укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки может быть принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 30% номинальной мощности соответствующего когенератора станции.
При отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции при отключенной сетевой подстанции к общей мощности Nоэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Noэ≥D, для когенерационной станции минимально может быть достаточен один рабочий когенератор при наличии в ее составе, предпочтительно, не менее одного дополнительного резервного когенератора такой же номинальной мощности, или при отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции при отключенной сетевой подстанции к общей мощности Noэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Noэ≤D когенерационная станция может содержать не менее двух рабочих когенераторов, причем общее количество и суммарная мощность когенераторов станции может быть принята покрывающей максимальную для указанного, преимущественно среднестатистического экстремального периода работы, в том числе возможную пиковую нагрузку в электрической сети потребителя, при этом номинальная мощность, по меньшей мере, большей части когенераторов, предпочтительно, может
быть принята практически дробнократной общей мощности Noэ рабочих когенераторов станции, или когенерационная станция, исходя из условий экстремальной работы в периоды, связанные с отключением внешней сетевой трансформаторной подстанции, оснащена, по меньшей мере, одним резервным когенератором, номинальной мощностью не менее номинальной мощности, по меньшей мере, одного рабочего когенератора, предпочтительно, преобладающего по указанному параметру в составе когенерационной станции.
По меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания газового топлива, или, по меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания жидкого топлива типа бензина, реактивного, дизельного, синтетического топлива типа метанола, растительных масел, нефти или мазута, или, по меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания твердого топлива типа угля, торфа, дров, отходов сельскохозяйственного производства.
По меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания экологически чистого топлива, например, водорода, или, по меньшей мере, один когенератор станции может содержать моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет универсального сжигания автономного с перенастройкой или в любом сочетании газообразного, жидкого и/или твердого топлива любых типов, или когенерационная станция может содержать когенераторы, работающие на монотопливе, например, на газе или вариабельных сочетаниях различных видов топлива.
Каждый когенератор станции может иметь оснащенную выключателем линию разъемного подключения через указанный выключатель к распределительной шине внешней сетевой трансформаторной подстанции с возможностью управляемого избирательного автономного отключения-подключения, по меньшей мере, по вырабатываемой им электроэнергии к электрической сети указанного регионального потребителя при отключении указанной шины от сетевого понижающего
трансформатора подстанции, для чего когенерационная станция оснащена системой контроля и управления выключателями когенераторов, при этом когенераторы, выполненные в модульном исполнении, смонтированы в транспортабельных контейнерах, допускающих образование объемно-планировочных композиций на подготовленной площадке, в том числе, открытого типа с температурой наружного воздуха от -60°С до +50°С.
Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков по первому варианту, заключается в повышении надежности и рентабельности снабжения электрической и тепловой энергией потребителей, в том числе локальных, региональных или удаленных от крупных ТЭЦ, АЭС и ГЭС на расстояния, недоступные или неприемлемые по экономическим показателям для использования и утилизации сопутствующей тепловой энергии, получаемой на указанных объектах, а также в обеспечении бесперебойной работы всей системы энергоснабжения, включая аварийные обесточивания сетевых подстанций, путем задействования резервной мощности когенерационной станции, закоммутированной с потребителем через сетевую подстанцию автономно, т.е. взаимозаменяемо, с возможностью снабжения электроэнергией при отключенной сетевой подстанции за счет работы указанной когенерационной станции, КПД которой достигает уровня более 80%, в том числе за счет предусмотренной в полезной модели приоритетной или практически полной утилизации вырабатываемой сопутствующей тепловой энергии с высвобождением мощностей существующей котельной, например, для профилактики или ремонта энергетического оборудования последней, кроме того дополнительный выигрыш, создаваемый техническим решением, достигается путем более экономичного наращивания мощностей электро- и теплоснабжения развивающихся регионов при минимуме капитальных затрат за счет увеличения количества энергопроизводящих единиц когенераторов, поставляемых в виде модулей, смонтированных в контейнерах, предназначенных для эксплуатации без дополнительной защиты от внешней среды. Существенный экономический выигрыш достигается полезной моделью также за счет подключения резервных мощностей когенерационной станции к действующим сетям, что сводит к минимуму капитальные затраты на создание и задействование резервных мощностей когенерационной станции в предлагаемом комплексе. Реализация признаков данного технического решения обеспечивает также
улучшение экологических параметров за счет уменьшения влияющих на парниковый эффект вредных выбросов в атмосферу, что позитивно отражается на общей инфраструктуре городской среды.
Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков по второму варианту, заключается в повышении надежности работы энергетического комплекса, в том числе в аварийных ситуациях, возникающих при сбое или отключении электроэнергоснабжения от внешних сетевых трансформаторных подстанций у объектов потребителей, к которым относятся также жизненно важные объекты лечебно-оздоровительного комплекса, промышленные предприятия непрерывного рабочего цикла за счет параллельного подключения к внешней сетевой трансформаторной подстанции когенерационной станции, образованной, по крайней мере, одним или группой когенераторов, которые работают с сетевой трансформаторной подстанцией совместно, синхронно, подстраиваясь под параметры сети с перетоком избытков энергии во внешние сети в ситуациях падения мощности потребления энергии и отключения от сетевой трансформаторной подстанции при авариях с полным резервированием мощностей электроэнергокомплекса, причем мощность когенерационной станции принята не меньше максимальной мощности сетевой станции, кроме того, при использовании данного решения снижается себестоимость вырабатываемой энергии, срок окупаемости электроэнергокомплекса и возможность его реконструкции в процессе эксплуатации с увеличением мощности при условии размещения каждого когенератора внутри транспортного всепогодного контейнера, смонтированного на когенерационной станции и количественного изменения вводимых в работу когенераторов, при этом при реализации признаков данного решения обеспечивается улучшение экологических параметров за счет снижения уровня вредных выбросов в атмосферу, в том числе, парниковых газов, являющихся причиной появления парниковых эффектов, что позитивно влияет на общую инфраструктуру городской среды.
Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков по третьему и четвертому вариантам, заключается в повышении надежности работы электроэнергетического комплекса в аварийных ситуациях, возникающих при сбое или отключении энергоснабжения от внешних сетевых трансформаторных подстанций у приоритетных потребителей, к которым относятся жизненно важные
объекты лечебно-оздоровительного комплекса, промышленные предприятия непрерывного рабочего цикла за счет параллельного подключения к сетевой подстанции когенерационной станции, образованной, по крайней мере, одним или группой когенераторов, которые работают с сетевой подстанцией совместно, синхронно, подстраиваясь под параметры сети в ситуациях падения мощности потребления энергии и отключения от сетевой станции при авариях с частичным резервированием мощностей электроэнергетического комплекса для чего вводится распределительная шина, к которой через задействованный при авариях выключатель присоединяются приоритетные объекты потребителя и когенераторы, причем мощность когенерационной станции не должна превышать минимальную мощность потребления, кроме того при использовании данного решения снижается себестоимость вырабатываемой энергии, срок окупаемости электроэнергетический комплекса и возможность его реконструкции в процессе эксплуатации с увеличением мощности при условии размещения каждого когенератора внутри транспортного всепогодного контейнера, смонтированного на когенерационной станции и количественного изменения вводимых в работу когенераторов, при этом при реализации признаков данного решения обеспечивается улучшение экологических параметров за счет снижения уровня вредных выбросов в атмосферу, в том числе, парниковых газов, являющихся причиной появления парниковых эффектов, что позитивно влияет на общую инфраструктуру городской среды.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 приведена схема энергетического комплекса с автономным подключением когенерационной станции к сетевой подстанции и энергетического комплекса с параллельным подключением когенерационной станции к внешней сетевой трансформаторной подстанции с возможностью перетока вырабатываемой электроэнергии во внешние электрические сети;
на фиг.2 - схема системы утилизации сопутствующей тепловой энергии от когенератора.
на фиг.3 - схема энергетического комплекса с параллельным подключением когенерационной станции к внешней сетевой трансформаторной подстанции без перетока вырабатываемой электроэнергии во внешние электрические сети;
По первому варианту энергетический комплекс 1 (фиг.1) включает когенерационную станцию 2, внешнюю сетевую подстанцию 3 и внешний источник теплоснабжения (условно не показано), например, котельную. Когенерационная станция 2 может состоять из одного или нескольких когенераторов 4, которые укомплектовываются в соответствии с требованием обеспечения в условиях переменной мощности потребления, фактической долевой загрузки и минимума вырабатываемой мощности Nmin каждым когенератором 4 не ниже минимальной допустимой долевой загрузки D по выработке электроэнергии, предусмотренной для когенератора. Каждый когенератор 4 содержит моторгенератор 5 и систему 6 утилизации сопутствующей тепловой энергии. Система 6 утилизации состоит из котла-утилизатора 7 выхлопных газов моторгенератора 5 и утилизационного теплообменника 8, отводящего тепло от моторгенератора 5, и аварийного радиатора 9.
Когенерационная станция 2 автономно подключена к сетевой подстанции 3 и через нее к потребителю 10. Кроме того Когенерационная станция 2 снабжена системой 11 контроля и управления выключателями 12 когенераторов 4. Когенерационная станция 2 имеет максимальную мощность не менее максимальной мощности, необходимой потребителю 10 при заменяющем дублировании энергоснабжения от указанной сетевой подстанции 3. Кроме того Когенерационная станция 2 закоммутирована с потребителем 10 на условии приоритетной перед упомянутым внешним источником теплоснабжения (условно не показано) подачи отводимой от когенераторов 4 сопутствующей тепловой энергии, получаемой при фактическом уровне генерации электрической энергии когенерационной станцией 2.
Сетевая подстанция 3 выполнена понижающей, запитана с высокой стороны от высоковольтной линии (условно не показана), например, с напряжением 35 кВ и оснащена не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором 13, масляным или сухим, который запитан с высокой стороны от высоковольтной линии, например, с напряжением 35 кВ и выдающим на распределительную шину 14 пониженное напряжение, например, 10 или 6 кВ. Распределительная шина 14 подключена к понижающей стороне трансформатора через выключатель 15, а с другой стороны к распределительной шине 14 подключен потребитель 10 и
когенераторы 4 когенерационной станции 2, преимущественно, через систему управления 11. Потребитель 10 запитан от распределительной шины 14 через понижающие трансформаторы 16, преобразующие напряжение в 10 или 6 кВ, поступающее с высокой стороны, в рабочее напряжение в 0,4 кВ или 380 В.
Потребитель 10 состоит из отдельных объектов 17, в том числе жилых зданий с электрическими или газовыми плитами, не менее, чем одной поликлиники, торгового центра, учебного заведения, городской или районной котельной, водопроводной станции. Причем упомянутые объекты 17 или их группы могут быть снабжены трансформаторами 16, понижающими напряжение не менее, чем до 0,4 кВ.
Потребитель 10 содержит один объект 17 в виде производственного предприятия, типа хлебозавода, кондитерской фабрики, молокозавода, ресторанного комплекса, бытового сервисного комбината.
Потребитель 10 в качестве объекта 17 содержит один машиностроительный объект типа авиационного, машиностроительного завода, судостроительной верфи, предприятия стройиндустрии, автомобильного комбината, автотранспортного, троллейбусного или железнодорожного сервисного комплекса, а также один нефтегазоперерабатывающий объект типа нефтеперерабатывающего газоконденсатного завода, предприятия предварительной или комплексной подготовки газа, газового, нефтегазового, газоконденсатного промысла.
Снабжаемые электрической энергией объекты 17 потребителя подключены через пообъектные понижающие трансформаторы 16, например, с параметрами преобразования напряжения 6,0/0,4 кВ или 10,0/0,4 кВ, а также через отдельные и/или групповые выключатели к распределительной шине 14 сетевой подстанции 3, которая может быть выполнена, преимущественно, понижающей, например, с параметрами понижения напряжения 35/6 кВ и мощностью 10000÷50000 кВА и снабжена не менее, чем одним масляным или сухим трансформатором (условно не показано).
Когенерационная станция 2 укомплектована когенераторами 5, номинальная мощность которых зависит от отношения минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя 10 Nmin к общей мощности Noэ когенераторов 4 станции 2, покрывающей максимальную нагрузку в сети за расчетный период, например, годовой цикл. Электрическая загрузка каждого когенератора 4 от момента его включения до остановки должна быть принята не ниже допустимой минимальной
долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 70% номинальной мощности соответствующего когенератора 4 станции 2.
Когенерационная станция 2 может быть укомплектована когенераторами 4, номинальная мощность которых зависит от отношения минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя 10 Nmin к общей мощности Nоэ когенераторов 4 станции 2, покрывающей максимальную нагрузку в сети за расчетный период, например, годовой цикл, при этом электрическая загрузка каждого когенератора 4 от момента его включения до остановки должна быть принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 50% номинальной мощности соответствующего когенератора 4 станции 2.
Когенерационная станция 2 может быть укомплектована когенераторами 4, номинальная мощность которых зависит от отношения минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя 10 Nmin к общей мощности Nоэ когенераторов 4 станции 2, покрывающей максимальную нагрузку в сети за расчетный период, например, годовой цикл, при этом электрическая загрузка каждого когенератора 4 от момента его включения до остановки должна быть принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 30% номинальной мощности соответствующего когенератора 4 станции 2.
При отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя 10 Nmin к общей мощности Noэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Noэ≥D, Когенерационная станция 2 содержит один рабочий когенератор 4.
При отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя 10 Nmin к общей мощности Noэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Noэ≤D, когенерационная станция 2 содержит не менее двух рабочих когенераторов 4. Общее количество и суммарная мощность когенераторов 4 станции 2 при этом принята покрывающей максимальную, в том числе пиковую нагрузку в электрической сети потребителя 10. Номинальная мощность большей части когенераторов 4 принята практически дробнократной общей мощности Noэ рабочих когенераторов станции 2.
Когенерационная станция 2 содержит не менее одного резервного когенератора 4, номинальной мощностью не менее номинальной мощности, по меньшей мере,
одного рабочего когенератора 4, преобладающего по указанному параметру типа в составе когенерационной станции 2.
Один из когенераторов 4 станции 2, рабочий или резервный, содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за
счет сжигания газового топлива.
Один из когенераторов 4 станции 2, рабочий или резервный, содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания жидкого топлива типа бензина, реактивного, дизельного, синтетического топлива типа метанола, растительных масел, нефти или мазута.
Один из когенераторов 4 станции 2, рабочий или резервный, содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания твердого топлива типа угля, торфа, дров, отходов сельскохозяйственного производства.
Один из когенераторов 4 станции 2, рабочий или резервный, содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания экологически чистого топлива.
Один из когенераторов 4 станции 2, рабочий или резервный, содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет универсального сжигания автономного с перенастройкой или в любом сочетании газообразного, жидкого и/или твердого топлива любых типов.
Когенерационная станция 2 имеет когенераторы 4, работающие на одном, например, газовом или различных видах топлива.
Каждый когенератор 4 станции 2 имеет оснащенную выключателем 12 линию разъемного подключения через указанный выключатель 12 к распределительной шине 14 сетевой подстанции 3 с возможностью управляемого избирательного автономного подключения по вырабатываемой им электроэнергии к электрической сети указанного регионального потребителя 10 при отключении шины 14 от трансформатора 13 сетевого питания подстанции 3, для чего когенерационная станция 2 оснащена системой 11 контроля и управления выключателями 12 когенераторов 4.
Система 11 контроля и управления выключателями 12 когенераторов 4 станции 2 запроектирована на автономное подключение и подачу потребителю электрической
энергии одновременно только от одного из указанных источников: сетевой подстанции 3 или когенерационной станции 2 энергокомплекса 1.
Когенераторы 4 могут быть выполнены в модульном исполнении и смонтированы в транспортабельных контейнерах (условно не показаны), допускающих гибкое сочетание и образование объемно-планировочных композиций когенерационной станции 2, что существенно снижает сроки изготовления, монтажа и пуска в эксплуатацию энергетического комплекса в целом.
При автономном режиме подключения когенерационной станции 2 к сетевой подстанции 3 объекты 17 потребителя 10 получают энергию либо от когенерационной станции 2, либо от сетевой подстанции 3.
При автономном режиме работы когенерационной станции 2 выключатель 15 выключен, а система 11 контроля и управления выключателями 12 обеспечивает совместную работу когенераторов 4 между собой, равномерно распределяя нагрузку между собой, отключая часть когенераторов 4 при низком потреблении и увеличивая их количество по мере роста загрузки.
Работает предлагаемый энергетический комплекс следующим образом. В нормальном режиме эксплуатации выключатель 15 разомкнут, сетевое питание отключено. Выключатели 12, соединяющие когенераторы 4 станции 2 с распределительной шиной 14 сетевой подстанции 3 и выключатели 18, соединяющие объекты 17 потребителя 10 с указанной распределительной шиной 14 включены. Когенераторы 4 станции 2 в количестве необходимом и достаточной для обеспечения текущей мощности потребления электроэнергии включены и работают с обеспечением загрузки каждого когенератора 4 не ниже допускаемой минимальной долевой загрузки и при текущем изменении мощности потребления автоматика регулирует подключение или отключение одного или части из них с соблюдением упомянутого условия загрузки.
В экстремальных ситуациях, например, при поломке одного из рабочих когенераторов автоматика включает заменяющий резервный когенератор. В наиболее сложной экстремальной ситуации, например, при отсутствии топлива для когенераторов 4 автоматика разъединяет их выключатели 12 с распределительной шиной 14 сетевой подстанции 3. Выключателем 15 распределительную шину 14 и
объекты 17 потребителя 10 запитывают через сетевой трансформатор 13 от внешних электрических сетей на период, необходимый для исчерпания экстремальной ситуации. После чего выключают выключатель 15, снова подключают когенераторы 4 и энергоснабжение производят по схеме нормального режима эксплуатации. Одновременно во всех ситуациях когенераторы 4 по трубопроводам теплоснабжения обеспечивают приоритетной перед котельной снабжение объектов 17 потребителя 10 тепловой энергией в объеме вырабатываемой когенераторами 4 сопутствующей тепловой энергией или в объеме текущей мощности потребления тепловой энергией.
По второму варианту энергетический комплекс 1 (фиг.1) включает образующие систему энергоснабжения имеющего, по меньшей мере, один объект 17 потребителя 10 - внешнюю сетевую подстанцию 3, источник тепловой энергии, например, котельную (на чертежах не показано) и содержащую когенераторы 4, параллельно подключенную к сетевой подстанции 3 с возможностью обратного перетока во внешние сети избытков вырабатываемой электроэнергии когенерационную станцию 2, создающую резервируемую мощность, максимальная величина которой принята не ниже полной мощности сетевой подстанции 3. Когенерационная станция 2 снабжена системой управления, обеспечивающей возможность работы когенераторов 4 станции 2 в нормальных условиях эксплуатации комплекса 1, преимущественно, постоянно, практически с номинальной мощностью каждого и возможность работы при отключении сетевой подстанции 3, например, аварийном, допускающей образование из когенераторов 4 станции 2 их сочетаний, переменных по суммарной номинальной и вырабатываемой мощности, а также количеству одновременно задействуемых единиц когенераторов 4, адаптированных к изменениям текущей мощности потребления, при соблюдении условия обеспечения минимальной загрузки и минимума вырабатываемой мощности каждым когенератором 4 не ниже минимальной допустимой долевой загрузки D, предусмотренной для когенератора 4. Когенераторы 4 снабжены системой 6 утилизации сопутствующей тепловой энергии, имеющей в качестве рабочего тела теплоноситель, преимущественно, жидкостный. Система 6 утилизации закоммутирована по теплоносителю с потребителем на условии приоритетного перед упомянутым источником теплоэнергии отвода от работающих когенераторов 4 и
подачи потребителю 10 утилизируемой тепловой энергии, вырабатываемой когенерационной станцией 2 при фактическом уровне генерации электрической энергии.
Сетевая подстанция 3 выполнена понижающей, подключена с высокой стороны к высоковольтной линии, например, с напряжением 35 кВ и оснащена не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором 13, преимущественно, масляным или сухим, обеспечивающим понижение напряжения, предпочтительно, не менее, чем до 10 или 6 кВ, и распределительной шиной 14. Распределительная шина 14 подключена с одной стороны через выключатель 15 к сетевому понижающему трансформатору 13, а с другой стороны через пообъектные понижающие трансформаторы 16 и выключатели 18 подключены объекты 17 потребителя и через другие выключатели 12 - когенераторы 4 станции 2.
Потребитель энергии состоит из отдельных объектов 17, например, в том числе жилых зданий с электрическими или газовыми плитами, не менее, чем одной поликлиники, торгового центра, учебного заведения, городской или районной котельной, водопроводной станции. Упомянутые объекты 17 или их группы снабжены трансформаторами 16, понижающими напряжение не менее, чем до 0,4 кВ.
Потребитель содержит, по меньшей мере, один объект 17, например, производственное предприятие, типа хлебозавода, кондитерской фабрики, молокозавода, ресторанного комплекса, бытового сервисного комбината.
Потребитель включает, по крайней мере, один нефтегазоперерабатывающий объект 17 типа нефтеперерабатывающего газоконденсатного завода, предприятия предварительной или комплексной подготовки газа, газового, нефтегазового, газоконденсатного промысла.
Потребитель содержит, по крайней мере один машиностроительный объект 17 типа авиационного, машиностроительного завода, судостроительной верфи, предприятия стройиндустрии, автомобильного комбината, автотранспортного, троллейбусного или железнодорожного сервисного комплекса.
Снабжаемые электрической энергией упомянутый объект 17 или объекты потребителя подключены через понижающие трансформаторы 16, например, с параметрами преобразования напряжения 6,0/0,4 кВ или 10,0/0,4 кВ, а также через отдельные и/или групповые выключатели 18 к распределительной шине 14 сетевой
подстанции 3, которая выполнена, преимущественно, понижающей, например, с параметрами понижения напряжения 35/6 кВ и мощностью 10000÷150000 кВА.
Когенерационная станция 2 оснащена когенераторами 4, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной сетевой подстанции 3 и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами 17 потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Noэ когенераторов станции, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора 4 от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 70% номинальной мощности соответствующего когенератора 4 станции 2.
Когенерационная станция 2 оснащена когенераторами 4, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной сетевой подстанции 3 и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами 17 потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора 4 от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 50% номинальной мощности соответствующего когенератора 4 станции 2.
Когенерационная станция 2 оснащена когенераторами 4, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной сетевой подстанции 3 и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами 17 потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора 4 от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 30% номинальной мощности соответствующего когенератора 4 станции 2.
При отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции 2 при отключенной сетевой подстанции 3 к общей мощности NОЭ когенераторов 4 станции 2, удовлетворяющем условию Nmin/NОЭ≥D, для когенерационной станции минимально достаточен один рабочий когенератор при наличии в ее составе, предпочтительно, не менее одного дополнительного резервного когенератора такой же номинальной мощности.
При отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции 2 при отключенной сетевой подстанции 3 к общей мощности NОЭ когенераторов 4 станции 2, удовлетворяющем условию Nmin/NОЭ≤D, когенерационная станция содержит не менее двух рабочих когенераторов, причем общее количество и суммарная мощность когенераторов станции принята покрывающей максимальную для указанного, преимущественно, среднестатистического экстремального периода работы, в том числе возможную пиковую нагрузку в электрической сети потребителя, при этом номинальная мощность, по меньшей мере, большей части когенераторов, предпочтительно, принята практически дробнократной общей мощности NОЭ рабочих когенераторов станции.
Когенерационная станция 2, исходя из условий экстремальной работы в периоды, связанные с отключением сетевой подстанции 3, оснащена, по меньшей мере, одним резервным когенератором, номинальной мощностью не менее номинальной мощности, по меньшей мере, одного рабочего когенератора, предпочтительно, преобладающего по указанному параметру в составе когенерационной станции.
По меньшей мере, один когенератор 4 станции 2 содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания газового топлива.
По меньшей мере, один когенератор 4 станции 2 содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания жидкого топлива типа бензина, реактивного, дизельного, синтетического топлива типа метанола, растительных масел, нефти или мазута.
По меньшей мере, один когенератор 4 станции 2 содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания твердого топлива типа угля, торфа, дров, отходов сельскохозяйственного производства.
По меньшей мере, один когенератор 4 станции 2 содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания экологически чистого топлива, например водорода.
По меньшей мере, один когенератор 4 станции 2 содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет универсального сжигания автономного с перенастройкой или в любом сочетании газообразного, жидкого и/или твердого топлива любых типов.
Когенерационная станция 2 содержит когенераторы 4, работающие на монотопливе, например на газе или любых сочетаниях различных видов топлива.
Каждый когенератор 4 станции 2 имеет оснащенную выключателем линию разъемного подключения через указанный выключатель 12 к распределительной шине 14 сетевой подстанции 3 с возможностью управляемого избирательного автономного подключения, по меньшей мере, по вырабатываемой им электроэнергии к электрической сети объектов 17 потребителя при отключении указанной шины 14 от понижающего сетевого трансформатора 13, для чего когенерационная станция 2 оснащена системой 11 контроля и управления выключателями 12 когенераторов 4.
Система 6 утилизации сопутствующей тепловой энергии состоит из котла-утилизатора 7 выхлопных газов моторгенератора 5, утилизационного теплообменника 8, отводящего тепло от моторгенератора 5, и аварийного радиатора 9.
Когенераторы 4 выполнены в модульном исполнении и смонтированы в транспортабельных контейнерах, допускающих гибкое сочетание и образование объемно-планировочных композиций и выполнение указанной станции в приведенном выше диапазоне установочной мощности.
Работает предлагаемый энергетический комплекс следующим образом.
Когенерационную станцию 2 выполняют с полным резервированием мощности сетевой подстанции 3 и подключают к распределительной шине 14 сетевой
подстанции 3 параллельно с возможностью перетока во внешние электрические сети избытков вырабатываемой когенераторами 4 электрической энергии. В нормальном режиме объекты 17 потребителя получают электроэнергию в полном объеме от когенераторов 4 станции 2, которые работают совместно с внешней электрической сетью, синхронно подстраиваясь под параметры сети с обеспечением необходимых защит. В ночные периоды, когда мощность потребления электроэнергии падает, избыток электрической энергии, вырабатываемой когенераторами 4, через понижающий сетевой трансформатор 13 упомянутой подстанции 3 передают на высокую сторону напряжения последнего и далее распределяют по другим сетевым подстанциям сети.
При аварии в сети сетевой трансформатор 13 отключают от объектов 17 потребителя, а последние продолжают получать электроэнергию от когенераторов 4. После возобновления сетевого питания когенераторы 4 автоматически синхронизируются с сетью и выдается команда на совместную работу с сетью. Аварии на отдельных когенераторах 4 станции 2 автоматически отключают их от сетевой подстанции 3, а дефицит электроэнергии восполняют из сети.
По третьему варианту энергетический комплекс 1 (фиг.3) включает образующие систему энергоснабжения имеющего снабжаемые объекты 17 потребителя 10 - когенерационную станцию 2, внешнюю сетевую трансформаторную подстанцию 3 и внешний источник теплоснабжения, например, котельную (условно не показано). Когенерационная станция 2 параллельно без перетока во внешние сети вырабатываемой энергии подключена к упомянутой внешней сетевой трансформаторной подстанции 3 и включает не менее одного, предпочтительно, группу дифференцированно сообщенных с объектами 17 потребителя 10 по вырабатываемой электрической и сопутствующей тепловой энергии когенераторов 4, каждый из которых содержит моторгенератор 5 и систему 6 утилизации сопутствующей тепловой энергии.
Энергетический комплекс 1 выполнен с возможностью адаптации к колебаниям текущей потребности в энергии и ситуациям во внешних сетях с изменением потребляемой мощности от максимальной до минимальной, а установочная мощность когенерационной станции 2 принята не превышающей минимальную
мощности потребления. Из объектов 17 потребителя выделена приоритетная группа 19, которая непосредственно подключена к когенерационной станции 2 как к резервной мощности с возможностью непрерывной подачи электроэнергии от последней, в том числе, при отключении снабжения от внешней сетевой трансформаторной подстанции 3. Максимальная мощность потребления электроэнергии упомянутой приоритетной группой 19 объектов 17 потребителя принята не выше установочной мощности когенерационной станции 2. Каждый когенератор 4 станции 2 по трубопроводам 20 с теплоносителем закоммутирован с внешним источником теплоснабжения и объектом 17 потребителя с возможностью приоритетного перед указанным источником отвода из системы 6 утилизации и подачи объекту 17 потребителя сопутствующей тепловой энергии, количественно пропорциональной ситуационно адаптированному текущему уровню выработки электрической энергии.
Сетевая подстанция 3 выполнена понижающей, подключена с высокой стороны к высоковольтной линии, например, с напряжением 35 кВ и оснащена не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором 13, преимущественно, масляным или сухим, обеспечивающим понижение напряжения, предпочтительно, не менее, чем до 10 или 6 кВ и распределительной шиной 14 для подключения к ней объектов 17 потребителя и когенераторов 4. Распределительная шина 14 выполнена из разъемно соединенных через выключатель 21 двух частей 22 и 23. Одна часть 22 распределительной шины 14 подключена через выключатель 15 к понижающей стороне сетевого трансформатора 13 и к ней через пообъектные понижающие трансформаторы 16 и выключатели 18 подключены объекты 17 потребителя неприоритетной группы 24. К другой части 23 распределительной шины 14 через выключатели 25 подключены когенераторы 4 станции и дополнительно через пообъектные понижающие трансформаторы 26 и выключатели 27 подключены объекты 17 потребителя приоритетной группы 19.
Потребитель энергии состоит из отдельных объектов 17, например, в том числе жилых зданий с электрическими или газовыми плитами, не менее, чем одной поликлиники, торгового центра, учебного заведения, городской или районной котельной, водопроводной станции. Упомянутые объекты 17 или их группы
снабжены трансформаторами 16, 26, понижающими напряжение не менее, чем до 0,4 кВ.
Потребитель содержит, по меньшей мере, один объект 17, например, производственное предприятие, типа хлебозавода, кондитерской фабрики, молокозавода, ресторанного комплекса, бытового сервисного комбината.
Потребитель включает, по крайней мере, один нефтегазоперерабатывающий объект 17 типа нефтеперерабатывающего газоконденсатного завода, предприятия предварительной или комплексной подготовки газа, газового, нефтегазового, газоконденсатного промысла.
Потребитель содержит, по крайней мере, один машиностроительный объект 17 типа авиационного, машиностроительного завода, судостроительной верфи, предприятия стройиндустрии, автомобильного комбината, автотранспортного, троллейбусного или железнодорожного сервисного комплекса.
Снабжаемые электрической энергией упомянутые объекты 17 потребителя подключены через понижающие трансформаторы 16, 26, например, с параметрами преобразования напряжения 6,0/0,4 кВ или 10,0/0,4 кВ, а также через отдельные и/или групповые выключатели 18, 27 к распределительной шине 14 внешней сетевой трансформаторной подстанции 3, которая выполнена, преимущественно, понижающей, например, с параметрами понижения напряжения 35/6 кВ и мощностью 10000÷120000 кВА.
Когенерационная станция 2 укомплектована когенераторами 4, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной сетевой подстанции 3 и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами 17 потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов 4 станции 2, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов. Электрическая загрузка при этом каждого когенератора 4 от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 70% номинальной мощности соответствующего когенератора 4 станции 2.
Когенерационная станция 2 укомплектована когенераторами 4, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при
отключенной сетевой подстанции 3 и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами 17 потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Noэ когенераторов 4 станции 2, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов. Электрическая загрузка при этом каждого когенератора 4 от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 50% номинальной мощности соответствующего когенератора 4 станции 2.
Когенерационная станция 2 укомплектована когенераторами 4, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной сетевой подстанции 3 и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами 17 потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Noэ когенераторов 4 станции 2, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов. Электрическая загрузка при этом каждого когенератора 4 от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 30% номинальной мощности соответствующего когенератора 4 станции 2.
Когенерационная станция 2, исходя из условий экстремальной работы в периоды, связанные с отключением сетевой подстанции 3 оснащена, по меньшей мере, одним резервным когенератором, номинальной мощностью не менее номинальной мощности, по меньшей мере, одного рабочего когенератора 4, предпочтительно, преобладающего по указанному параметру в составе когенерационной станции 2.
При отношении минимальной мощности потребления в электрической сети объекта 17 потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции 2 при отключенной сетевой подстанции 3 к общей мощности Nоэ когенераторов 4 станции 2, удовлетворяющем условию Nmin/Nоэ≥D, для когенерационной станции 2 минимально достаточен один рабочий когенератор 4 при наличии в ее составе, предпочтительно, не менее одного дополнительного резервного когенератора такой же номинальной мощности.
При отношении минимальной мощности потребления в электрической сети объекта 17 потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции 2 при отключенной сетевой подстанции 3 к общей мощности Nоэ когенераторов 4 станции 2, удовлетворяющем условию Nmin/Noэ≤D когенерационная станция 2 содержит не менее двух рабочих когенераторов, причем общее количество и суммарная мощность когенераторов 4 станции 2 принята покрывающей максимальную для указанного, преимущественно среднестатистического экстремального периода работы, в том числе возможную пиковую нагрузку в электрической сети объекта 17 потребителя, при этом номинальная мощность, по меньшей мере, большей части когенераторов 4, предпочтительно, принята практически дробнократной общей мощности Noэ рабочих когенераторов станции.
По меньшей мере, один когенератор 4 станции 2 содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания газового топлива.
По меньшей мере, один когенератор 4 станции 2 содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания жидкого топлива типа бензина, реактивного, дизельного, синтетического топлива типа метанола, растительных масел, нефти или мазута.
По меньшей мере, один когенератор 4 станции 2 содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания твердого топлива типа угля, торфа, дров, отходов сельскохозяйственного производства.
По меньшей мере, один когенератор 4 станции 2 содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания экологически чистого топлива, например, водорода.
По меньшей мере, один когенератор 4 станции 2 содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет универсального сжигания автономного с перенастройкой или в любом сочетании газообразного, жидкого и/или твердого топлива любых типов.
Когенерационная станция 2 содержит когенераторы 4, работающие на монотопливе, например, на газе или вариабельных сочетаниях различных видов топлива.
Каждый когенератор 4 станции 2 имеет оснащенную выключателем 25 линию разъемного подключения через указанный выключатель к распределительной шине 14 сетевой подстанции 3 с возможностью управляемого избирательного автономного отключения-подключения, по меньшей мере, по вырабатываемой им электроэнергии к электрической сети объекта 17 потребителя при отключении указанной шины 14 от сетевого понижающего трансформатора 13 подстанции 3, для чего когенерационная станция 2 оснащена системой 11 контроля и управления выключателями 25 когенераторов 4.
Система 6 утилизации сопутствующей тепловой энергии состоит из котла-утилизатора 7 выхлопных газов моторгенератора 5, утилизационного теплообменника 8, отводящего тепло от моторгенератора, и аварийного радиатора 9.
Когенераторы 4 выполнены в модульном исполнении и смонтированы в транспортабельных контейнерах, допускающих гибкое сочетание и образование объемно-планировочных композиций на подготовленной площадке, в том числе, открытого типа с температурой наружного воздуха от -60°С до +50°С и выполнение указанной станции 2 в приведенном выше диапазоне установочной мощности.
Работает предлагаемый энергетический комплекс следующим образом.
Когенерационную станцию 2 выполняют с частичным резервированием мощностей, как правило, не превышающим минимальной мощности потребления электроэнергии в расчетные циклически повторяющиеся периоды времени, при этом когенераторы 4 станции 2 параллельно подключают к распределительной шине 14 сетевой трансформаторной подстанции 3 без возможности перетока вырабатываемой когенерационной станцией 2 электрической энергии во внешние сети. В нормальном режиме эксплуатации все объекты 17 потребителя получают электроэнергию от когенераторов 4 станции 2 и от внешней электрической сети, при этом когенераторы 4 работают с номинальной мощностью независимо от колебания текущей мощности потребления.
В экстремальной ситуации при отключении сетевого питания когенераторы 4 не могут обеспечить электроэнергией все объекты 17 потребителя, включая неприоритетные по условиям снабжения электроэнергией. При этом выключателем 21 отключают часть распределительной шины 14 с подсоединенными к ней неприоритетной группой 24 объектов 17 потребителя. Когенерационная станция 2 продолжает работать с номинальной мощностью когенераторов 4, обеспечивая прежде всего электроэнергией подключенную ко второй части распределительной шины 14 вместе с когенераторами 4 приоритетную группу 19 объектов 17 потребителя, требующих непрерывного снабжения электроэнергией. Одновременно по трубопроводам 20 теплоснабжения подают объектам 17 потребителя в преимущественном режиме перед котельной и таким образом утилизируют сопутствующую тепловую энергию, вырабатываемую когенераторами 4 станции 2.
По четвертому варианту энергетический комплекс 1 (фиг.) включает образующие систему энергоснабжения имеющего снабжаемые объекты 17 потребителя - когенерационную станцию 2, внешнюю сетевую трансформаторную подстанцию 3 и внешний источник теплоснабжения, например, котельную (на чертежах не показано). Когенерационная станция 2 параллельно без перетока во внешние сети вырабатываемой в ней энергии подключена к упомянутой сетевой трансформаторной подстанции 3, включает не менее одного, предпочтительно, группу дифференцированно сообщенных с объектами 17 потребителя по вырабатываемой электрической и сопутствующей тепловой энергии когенераторов 4. Каждый когенератор 4 содержит моторгенератор 5 и систему 6 утилизации сопутствующей тепловой энергии.
Энергетический комплекс 1 выполнен с возможностью адаптации к колебаниям текущей потребности в энергии и ситуациям во внешних сетях с изменением потребляемой мощности от максимальной до минимальной, а установочная мощность когенерационной станции 2 принята в интервале значений от величины, менее максимальной мощности внешней сетевой трансформаторной подстанции 3 до минимальной мощности потребления электроэнергии указанным объектом 17 потребителя. Из объектов 17 потребителя выделена приоритетная группа 19, которая в качестве снабжения резервной мощностью подключена к когенерационной станции
2 с обеспечением возможности непрерывной подачи электроэнергии, в том числе в ситуациях, связанных с отключением внешней сетевой трансформаторной подстанции 3. Максимальная мощность потребления электроэнергии для упомянутой приоритетной группы 19 объектов 17 потребителя принята не выше установочной мощности когенерационной станции 2. Когенераторы 4 закоммутированы с возможностью работы при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции 3 с последовательным или избирательным отключением одного или части из них при нарастающем превышении суммарной вырабатываемой мощности над текущей мощностью потребления выше установленного предела, например, на величину более номинальной мощности одного когенератора 4 и с последовательным или избирательным включением их при нарастающем увеличении текущей мощности потребления. Каждый когенератор 4 станции 2 закоммутирован по трубопроводам 20 с теплоносителем с внешним источником теплоснабжения объекта 17 потребителя с возможностью приоритетного перед указанным источником отвода из системы 6 утилизации и подачи объекту 17 потребителя сопутствующей тепловой энергии, количественно адекватной ситуационно адаптированному текущему уровню выработки когенераторами 4 электрической энергии.
Сетевая подстанция 3 выполнена понижающей, подключена с высокой стороны к высоковольтной линии, например, с напряжением 35 кВ и оснащена не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором 13, преимущественно, масляным или сухим, обеспечивающим понижение напряжения, предпочтительно, не менее, чем до 10 или 6 кВ и распределительной шиной 14 для подключения к ней объектов 17 потребителя и когенераторов 4. Распределительная шина 14 выполнена из разъемно соединенных через выключатель 21 двух частей 22, 23. Одна часть 22 распределительной шины 14 подключена через выключатель 15 к понижающей стороне сетевого трансформатора
13 и к ней через пообъектные понижающие трансформаторы 16 и выключатели 18 подключены объекты потребителя неприоритетной группы 24. К другой части 23 распределительной шины 14 через выключатели 25 подключены когенераторы 4 станции и дополнительно через пообъектные понижающие трансформаторы 26 и выключатели 27 подключены объекты 17 потребителя приоритетной группы 19.
Потребитель энергии состоит из отдельных объектов 17, например, в том числе жилых зданий с электрическими или газовыми плитами, не менее, чем одной поликлиники, торгового центра, учебного заведения, городской или районной котельной, водопроводной станции. Упомянутые объекты 17 или их группы снабжены трансформаторами 16, 26, понижающими напряжение не менее, чем до 0,4 кВ.
Потребитель содержит, по меньшей мере, один объект 17, например производственное предприятие, типа хлебозавода, кондитерской фабрики, молокозавода, ресторанного комплекса, бытового сервисного комбината.
Потребитель включает, по крайней мере, один нефтегазоперерабатывающий объект 17 типа нефтеперерабатывающего газоконденсатного завода, предприятия предварительной или комплексной подготовки газа, газового, нефтегазового, газоконденсатного промысла.
Потребитель содержит, по крайней мере, один машиностроительный объект 17 типа авиационного, машиностроительного завода, судостроительной верфи, предприятия стройиндустрии, автомобильного комбината, автотранспортного, троллейбусного или железнодорожного сервисного комплекса.
Снабжаемые электрической энергией упомянутые объекты 17 потребителя подключены через понижающие трансформаторы 16, 26, например, с параметрами преобразования напряжения 6,0/0,4 кВ или 10,0/0,4 кВ, а также через отдельные и/или групповые выключатели 18, 27 к распределительной шине 14 внешней сетевой трансформаторной подстанции 3, которая выполнена, преимущественно, понижающей, например, с параметрами понижения напряжения 35/6 кВ и мощностью 10000÷120000 кВА.
Когенерационная станция 2 укомплектована когенераторами 4, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной сетевой подстанции 3 и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами 17 потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности NОЭ когенераторов 4 станции 2, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов. Электрическая загрузка при этом каждого когенератора 4 от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой
минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 70% номинальной мощности соответствующего когенератора 4 станции 2.
Когенерационная станция 2 укомплектована когенераторами 4, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной сетевой подстанции 3 и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами 17 потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Noэ когенераторов 4 станции 2, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов. Электрическая загрузка при этом каждого когенератора 4 от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 50% номинальной мощности соответствующего когенератора 4 станции 2.
Когенерационная станция 2 укомплектована когенераторами 4, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной сетевой подстанции 3 и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами 17 потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов 4 станции 2, покрывающей, в том числе, максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов. Электрическая загрузка при этом каждого когенератора 4 от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей, предпочтительно, не менее 30% номинальной мощности соответствующего когенератора 4 станции 2.
При отношении минимальной мощности потребления в электрической сети объекта 17 потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции 2 при отключенной сетевой подстанции 3 к общей мощности Nоэ когенераторов 4 станции 2, удовлетворяющем условию Nmin/Noэ≥D, для когенерационной станции 2 минимально достаточен один рабочий когенератор 4 при наличии в ее составе, предпочтительно, не менее одного дополнительного резервного когенератора такой же номинальной мощности.
При отношении минимальной мощности потребления в электрической сети объекта 17 потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции 2 при отключенной сетевой подстанции 3 к общей мощности Noэ
когенераторов 4 станции 2, удовлетворяющем условию Nmin/Nоэ≤D когенерационная станция 2 содержит не менее двух рабочих когенераторов, причем общее количество и суммарная мощность когенераторов 4 станции 2 принята покрывающей максимальную для указанного, преимущественно среднестатистического экстремального периода работы, в том числе возможную пиковую нагрузку в электрической сети объекта 17 потребителя, при этом номинальная мощность, по меньшей мере, большей части когенераторов 4, предпочтительно, принята практически дробнократной общей мощности Noэ рабочих когенераторов станции.
Когенерационная станция 2, исходя из условий экстремальной работы в периоды, связанные с отключением сетевой подстанции 3 оснащена, по меньшей мере, одним резервным когенератором, номинальной мощностью не менее номинальной мощности, по меньшей мере, одного рабочего когенератора 4, предпочтительно, преобладающего по указанному параметру в составе когенерационной станции 2.
По меньшей мере, один когенератор 4 станции 2 содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания газового топлива.
По меньшей мере, один когенератор 4 станции 2 содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания жидкого топлива типа бензина, реактивного, дизельного, синтетического топлива типа метанола, растительных масел, нефти или мазута.
По меньшей мере, один когенератор 4 станции 2 содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания твердого топлива типа угля, торфа, дров, отходов сельскохозяйственного производства.
По меньшей мере, один когенератор 4 станции 2 содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания экологически чистого топлива, например, водорода.
По меньшей мере, один когенератор 4 станции 2 содержит моторгенератор 5, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет
универсального сжигания автономного с перенастройкой или в любом сочетании газообразного, жидкого и/или твердого топлива любых типов.
Когенерационная станция 2 содержит когенераторы 4, работающие на монотопливе, например, на газе или вариабельных сочетаниях различных видов топлива.
Каждый когенератор 4 станции 2 имеет оснащенную выключателем 25 линию разъемного подключения через указанный выключатель к распределительной шине 14 сетевой подстанции 3 с возможностью управляемого избирательного автономного отключения-подключения, по меньшей мере, по вырабатываемой им электроэнергии к электрической сети объекта 17 потребителя при отключении указанной шины 14 от сетевого понижающего трансформатора 13 подстанции 3, для чего когенерационная станция 2 оснащена системой 11 контроля и управления выключателями 25 когенераторов 4.
Система 6 утилизации сопутствующей тепловой энергии состоит из котла-утилизатора 7 выхлопных газов моторгенератора 5, утилизационного теплообменника 8, отводящего тепло от моторгенератора, и аварийного радиатора 9.
Когенераторы 4 выполнены в модульном исполнении и смонтированы в транспортабельных контейнерах, допускающих гибкое сочетание и образование объемно-планировочных композиций на подготовленной площадке, в том числе, открытого типа с температурой наружного воздуха от -60°С до +50°С и выполнение указанной станции 2 в приведенном выше диапазоне установочной мощности.
Работает предлагаемый энергетический комплекс следующим образом. Когенерационную станцию 2 выполняют с частичным резервированием мощностей в объеме от равного минимальной мощности потребления электроэнергией до непревышающего максимальной мощности потребления электроэнергии в расчетные циклически повторяющиеся периоды времени, при этом когенераторы 4 станции 2 параллельно подключают к распределительной шине 14 сетевой трансформаторной подстанции без возможности перетока вырабатываемой когенерационной станцией 2 электрической энергией во внешние сети. В нормальном режиме эксплуатации все объекты 17 потребителя получают электроэнергию от когенераторов 4 станции 2 и от внешней электрической сети, при этом когенераторы
4 работают с номинальной мощностью до тех пор пока текущая мощность потребления электроэнергии объектами 17 потребителя не упадет ниже уровня суммарной номинальной мощности когенераторов 4. Если текущая мощность потребления электроэнергии становится ниже указанного уровня автоматика последовательно отключает необходимое количество когенераторов 4. При возрастании мощности потребления осуществляют последовательное автоматическое включение когенераторов 4, необходимых для компенсации возникающего дефицита электроэнергии для покрытия его в первую очередь электроэнергией, вырабатываемой когенераторами 4.
В экстремальной ситуации при отключении сетевого питания, если когенераторы 4 не могут обеспечить текущей мощности потреблении электроэнергии все объекты 17 потребителя, включая неприоритетные по условиям снабжения электроэнергией, то выключателем 21 отключают часть 22 распределительной шины 14 с подсоединенными к ней неприоритетной группой 24 объектов 17 потребителя. Когенерационная станция 2 продолжает работать с номинальной мощностью когенераторов 4, обеспечивая прежде всего электроэнергией подключенную ко второй части 23 распределительной шины 14 вместе с когенераторами 4 приоритетную группу 19 объектов 17 потребителя, требующих непрерывного снабжения электроэнергией. При падении текущей мощности потребления ниже суммарной номинальной мощности когенераторов 4 производят автоматическое отключение необходимого числа когенераторов 4 с их последующим автоматическим включением при возрастании мощности потребления электроэнергии. Одновременно по трубопроводам теплоснабжения подают объектам 17 потребителя в преимущественном режиме перед котельной и таким образом утилизируют сопутствующую тепловую энергию, вырабатываемую когенераторами 4 станции 2.
Claims (32)
1. Энергетический комплекс, характеризующийся тем, что он включает образующие систему энергоснабжения, сообщенную с потребителем, имеющим не менее чем один комплексно снабжаемый электрической и тепловой энергией объект - когенерационную станцию, сетевую подстанцию с не менее чем одним сетевым понижающим трансформатором и внешний источник теплоснабжения, например, котельную, при этом упомянутая станция включает когенератор или когенераторы, укомплектованные в соответствии с требованием обеспечения в условиях переменной мощности потребления долевой загрузки и минимума вырабатываемой мощности Nmin каждым когенератором не ниже минимальной допустимой долевой загрузки D по выработке электроэнергии, предусмотренной для когенератора, при этом каждый когенератор содержит мотор-генератор и систему утилизации сопутствующей тепловой энергии, кроме того, когенерационная станция автономно подключена к сетевой подстанции и через нее к потребителю, снабжена системой контроля и управления выключателями когенераторов и имеет максимальную мощность не менее максимальной мощности, необходимой потребителю при заменяющем дублировании энергоснабжения от указанной сетевой подстанции, а также закоммутирована с потребителем на условии приоритетной перед упомянутым внешним источником теплоснабжения подачи отводимой от когенераторов сопутствующей тепловой энергии, получаемой при фактическом уровне генерации электрической энергии когенерационной станцией, причем, по крайней мере, часть когенераторов выполнена в модульном исполнении и смонтирована в транспортабельных контейнерах, допускающих гибкое сочетание и образование объемно-планировочных композиций и выполнение указанной станции в приведенном выше диапазоне установочной мощности.
2. Энергетический комплекс по п.1, отличающийся тем, что потребитель энергии состоит из отдельных объектов, например, в том числе жилых зданий с электрическими или газовыми плитами, не менее чем одной поликлиники, торгового центра, учебного заведения, городской или районной котельной, водопроводной станции, причем упомянутые объекты или их группы снабжены трансформаторами, понижающими напряжение не менее чем до 0,4 кВ, и/или потребитель содержит, по меньшей мере, один объект, например производственное предприятие типа хлебозавода, кондитерской фабрики, молокозавода, ресторанного комплекса, бытового сервисного комбината, и/или потребитель включает, по крайней мере, один нефтегазоперерабатывающий объект типа нефтеперерабатывающего газоконденсатного завода, предприятия предварительной или комплексной подготовки газа, газового, нефтегазового, газоконденсатного промысла, и/или потребитель содержит, по крайней мере, один машиностроительный объект типа авиационного, машиностроительного завода, судостроительной верфи, предприятия стройиндустрии, автомобильного комбината, автотранспортного, троллейбусного или железнодорожного сервисного комплекса.
3. Энергетический комплекс по п.1, отличающийся тем, что сетевая подстанция выполнена понижающей, запитана с высокой стороны от высоковольтной линии, например, напряжением 35 кВ, и оснащена не менее, чем одним сетевым понижающим трансформатором, преимущественно масляным или сухим, обеспечивающим понижение напряжения предпочтительно не менее чем до 10 или 6 кВ, и распределительной шиной для подключения к ней через выключатели пообъектных понижающих трансформаторов и через последние объектов потребителя, а также для прямого подключения когенераторов станции предпочтительно через выключатели, причем снабжаемые электрической энергией упомянутые объекты потребителя подключены через пообъектные понижающие трансформаторы, например, с параметрами преобразования напряжения 6,0/0,4 кВ или 10,0/0,4 кВ, а также через отдельные и/или групповые выключатели к распределительной шине сетевой, преимущественно понижающей подстанции, например, с параметрами понижения напряжения 35/6 кВ и мощностью 10000÷50000 кВА, и снабжена не менее чем одним масляным или сухим трансформатором.
4. Энергетический комплекс по п.1, отличающийся тем, что когенерационная станция укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых зависит от отношения минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей максимальную нагрузку в сети за расчетный период, например годовой цикл, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей предпочтительно не менее 70% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых зависит от отношения минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей максимальную нагрузку в сети за расчетный период, например годовой цикл, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей предпочтительно не менее 50% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых зависит от отношения минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей максимальную нагрузку в сети за расчетный период, например годовой цикл, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей предпочтительно не менее 30% номинальной мощности соответствующего когенератора станции.
5. Энергетический комплекс по п.4, отличающийся тем, что при отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin к общей мощности Nоэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Nоэ≥D, когенерационная станция содержит предпочтительно один рабочий когенератор, или при отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin к общей мощности Nоэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Nоэ≤D, когенерационная станция содержит не менее двух рабочих когенераторов, причем общее количество и суммарная мощность когенераторов станции принята покрывающей максимальную, в том числе пиковую нагрузку в электрической сети потребителя, при этом номинальная мощность, по меньшей мере, большей части когенераторов предпочтительно принята практически дробнократной общей мощности Nоэ рабочих когенераторов станции, или когенерационная станция содержит не менее одного резервного когенератора, номинальной мощностью не менее номинальной мощности, по меньшей мере, одного рабочего когенератора, предпочтительно преобладающего по указанному параметру в составе когенерационной станции.
6. Энергетический комплекс по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания газового топлива, или, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания жидкого топлива типа бензина, реактивного, дизельного, синтетического топлива типа метанола, растительных масел, нефти или мазута, или по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания твердого топлива типа угля, торфа, дров, отходов сельскохозяйственного производства.
7. Электроэнергетический комплекс по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания экологически чистого топлива, например водорода, или, по меньшей мере, один когенератор станции содержит моторгенератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет универсального сжигания автономного с перенастройкой или в любом сочетании газообразного, жидкого и/или твердого топлива любых типов, или когенерационная станция содержит когенераторы, работающие на одном, например газовом, или различных видах топлива.
8. Электроэнергетический комплекс по п.1, отличающийся тем, что каждый когенератор станции имеет оснащенную выключателем линию разъемного подключения через указанный выключатель к распределительной шине сетевой подстанции с возможностью управляемого избирательного автономного подключения, по меньшей мере, по вырабатываемой им электроэнергии к указанному потребителю при отключении указанной шины от трансформатора сетевого питания подстанции через систему контроля и управления выключателями когенераторов, при этом система контроля и управления выключателями когенераторов станции выполнена с возможностью автономного подключения и подачи потребителю, по меньшей мере, электрической энергии одновременно только от одного из указанных источников: сетевой подстанции или когенерационной станции энергетического комплекса.
9. Энергетический комплекс, характеризующийся тем, что он включает образующие систему энергоснабжения, имеющего, по меньшей мере, один объект потребителя - внешнюю сетевую подстанцию с не менее чем одним сетевым понижающим трансформатором, источник тепловой энергии, например котельную,и содержащую когенераторы, параллельно подключенную к сетевой подстанции с возможностью обратного перетока во внешние сети избытков вырабатываемой электроэнергии когенерационную станцию, создающую резервируемую мощность, максимальная величина которой принята не ниже полной мощности сетевой подстанции, при этом когенерационная станция снабжена системой управления, обеспечивающей возможность работы когенераторов станции в нормальных условиях эксплуатации комплекса, преимущественно постоянно, практически с номинальной мощностью каждого и возможность работы при отключении сетевой подстанции, например, аварийном, допускающей образование из когенераторов станции их сочетаний, переменных по суммарной номинальной и вырабатываемой мощности, а также количеству одновременно задействуемых единиц когенераторов, адаптированных к изменениям текущей мощности потребления, при этом когенераторы снабжены системой утилизации сопутствующей тепловой энергии, имеющей в качестве рабочего тела теплоноситель, а система утилизации закоммутирована по теплоносителю с потребителем на условии приоритетного перед упомянутым источником теплоэнергии отвода от работающих когенераторов и подачи потребителю утилизируемой тепловой энергии, вырабатываемой когенерационной станцией при фактическом уровне генерации электрической энергии, причем, по крайней мере, часть когенераторов выполнена в модульном исполнении.
10. Энергетический комплекс по п.9, отличающийся тем, что потребитель энергии состоит из отдельных объектов, например, в том числе жилых зданий с электрическими или газовыми плитами, не менее чем одной поликлиники, торгового центра, учебного заведения, городской или районной котельной, водопроводной станции, причем упомянутые объекты или их группы снабжены трансформаторами, понижающими напряжение не менее чем до 0,4 кВ, и/или потребитель содержит, по меньшей мере, один объект, например производственное предприятие типа хлебозавода, кондитерской фабрики, молокозавода, ресторанного комплекса, бытового сервисного комбината, и/или потребитель включает, по крайней мере, один нефтегазоперерабатывающий объект типа нефтеперерабатывающего газоконденсатного завода, предприятия предварительной или комплексной подготовки газа, газового, нефтегазового, газоконденсатного промысла, и/или потребитель содержит, по крайней мере, один машиностроительный объект типа авиационного, машиностроительного завода, судостроительной верфи, предприятия стройиндустрии, автомобильного комбината, автотранспортного, троллейбусного или железнодорожного сервисного комплекса.
11. Энергетический комплекс по п.9, отличающийся тем, что сетевая подстанция выполнена понижающей, подключена с высокой стороны к высоковольтной линии, например, с напряжением 35 кВ, и оснащена не менее чем одним сетевым понижающим трансформатором, преимущественно масляным или сухим, обеспечивающим понижение напряжения предпочтительно не менее чем до 10 или 6 кВ, и распределительной шиной, подключенной с одной стороны через выключатель к сетевому понижающему трансформатору, а с другой стороны через пообъектные понижающие трансформаторы и выключатели подключены объекты потребителя и через другие выключатели - когенераторы станции, причем снабжаемые электрической энергией упомянутый объект или объекты потребителя подключены через понижающие трансформаторы, например, с параметрами преобразования напряжения 6,0/0,4 кВ или 10,0/0,4 кВ, а также через отдельные и/или групповые выключатели к распределительной шине сетевой подстанции, которая выполнена преимущественно понижающей, например, с параметрами понижения напряжения 35/6 кВ и мощностью 10000÷150000 кВА.
12. Энергетический комплекс по п.9, отличающийся тем, что когенерационная станция оснащена когенераторами, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной сетевой подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей в том числе максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей предпочтительно не менее 70% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция оснащена когенераторами, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной сетевой подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей в том числе максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей предпочтительно не менее 50% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция оснащена когенераторами, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной сетевой подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей в том числе максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей предпочтительно не менее 30% номинальной мощности соответствующего когенератора станции.
13. Энергетический комплекс по п.12, отличающийся тем, что при отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции при отключенной сетевой подстанции к общей мощности Nоэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Nоэ≥D, для когенерационной станции минимально достаточен один рабочий когенератор при наличии в ее составе предпочтительно не менее одного дополнительного резервного когенератора такой же номинальной мощности, или при отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции при отключенной сетевой подстанции к общей мощности Nоэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Nоэ≤D, когенерационная станция содержит не менее двух рабочих когенераторов, причем общее количество и суммарная мощность когенераторов станции принята покрывающей максимальную для указанного преимущественно среднестатистического экстремального периода работы, в том числе возможную пиковую нагрузку в электрической сети потребителя, при этом номинальная мощность, по меньшей мере, большей части когенераторов предпочтительно принята практически дробнократной общей мощности Nоэ рабочих когенераторов станции, или когенерационная станция, исходя из условий экстремальной работы в периоды, связанные с отключением сетевой подстанции, оснащена, по меньшей мере, одним резервным когенератором, номинальной мощностью не менее номинальной мощности, по меньшей мере, одного рабочего когенератора, предпочтительно преобладающего по указанному параметру в составе когенерационной станции.
14. Энергетический комплекс по п.9, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания газового топлива, или, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания жидкого топлива типа бензина, реактивного, дизельного, синтетического топлива типа метанола, растительных масел, нефти или мазута, или, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания твердого топлива типа угля, торфа, дров, отходов сельскохозяйственного производства.
15. Энергетический комплекс по п.9, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания экологически чистого топлива, например водорода, или, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет универсального сжигания автономного с перенастройкой или в любом сочетании газообразного, жидкого и/или твердого топлива любых типов, или когенерационная станция содержит когенераторы, работающие на монотопливе, например на газе, или любых сочетаниях различных видов топлива.
16. Энергетический комплекс по п.9, отличающийся тем, что каждый когенератор станции имеет оснащенную выключателем линию разъемного подключения через указанный выключатель к распределительной шине сетевой подстанции с возможностью управляемого избирательного автономного подключения, по меньшей мере, по вырабатываемой им электроэнергии к электрической сети объектов потребителя при отключении указанной шины от понижающего сетевого трансформатора, для чего когенерационная станция оснащена системой контроля и управления выключателями когенераторов, причем когенераторы, выполненные в модульном исполнении, смонтированы в транспортабельных контейнерах, допускающих гибкое сочетание и образование объемно-планировочных композиций и выполнение указанной станции в приведенном выше диапазоне установочной мощности.
17. Энергетический комплекс, характеризующийся тем, что он включает образующие систему энергоснабжения имеющего снабжаемые объекты потребителя - когенерационную станцию, внешнюю сетевую трансформаторную подстанцию с не менее чем одним сетевым понижающим трансформатором и внешний источник теплоснабжения, например котельную, при этом когенерационная станция параллельно без перетока во внешние сети вырабатываемой энергии подключена к упомянутой внешней сетевой трансформаторной подстанции и включает не менее одного, предпочтительно группу дифференцированно сообщенных с объектами потребителя по вырабатываемой электрической и сопутствующей тепловой энергии когенераторов, каждый из которых содержит мотор-генератор и систему утилизации сопутствующей тепловой энергии, кроме того, комплекс выполнен с возможностью адаптации к колебаниям текущей потребности в энергии и ситуациям во внешних сетях с изменением потребляемой мощности от максимальной до минимальной, а установочная мощность когенерационной станции принята не превышающей минимальную мощность потребления, при этом из объектов потребителя выделена приоритетная группа, которая непосредственно подключена к когенерационной станции как к резервной мощности с возможностью непрерывной подачи электроэнергии от последней, в том числе при отключении снабжения от внешней сетевой трансформаторной подстанции, а максимальная мощность потребления электроэнергии упомянутой приоритетной группой объектов потребителя принята не выше установочной мощности когенерационной станции, при этом каждый когенератор станции через теплоноситель закоммутирован с внешним источником теплоснабжения и объектом потребителя с возможностью приоритетного перед указанным источником отвода из системы утилизации и подачи объекту потребителя сопутствующей тепловой энергии, количественно пропорциональной ситуационно адаптированному текущему уровню выработки электрической энергии, причем, по крайней мере, часть когенераторов выполнена в модульном исполнении и смонтирована в транспортабельных контейнерах, допускающих гибкое сочетание и образование объемно-планировочных композиций и выполнение указанной станции в приведенном выше диапазоне установочной мощности.
18. Энергетический комплекс по п.17, отличающийся тем, что потребитель энергии состоит из отдельных объектов, например, в том числе жилых зданий с электрическими или газовыми плитами, не менее чем одной поликлиники, торгового центра, учебного заведения, городской или районной котельной, водопроводной станции, при этом упомянутые объекты или их группы снабжены трансформаторами, понижающими напряжение не менее чем до 0,4 кВ, и/или потребитель содержит, по меньшей мере, один объект, например производственное предприятие типа хлебозавода, кондитерской фабрики, молокозавода, ресторанного комплекса, бытового сервисного комбината, и/или потребитель включает, по крайней мере, один нефтегазоперерабатывающий объект типа нефтеперерабатывающего газоконденсатного завода, предприятия предварительной или комплексной подготовки газа, газового, нефтегазового, газоконденсатного промысла, и/или потребитель содержит, по крайней мере, один машиностроительный объект типа авиационного, машиностроительного завода, судостроительной верфи, предприятия стройиндустрии, автомобильного комбината, автотранспортного, троллейбусного или железнодорожного сервисного комплекса.
19. Энергетический комплекс по п.17, отличающийся тем, что внешняя сетевая трансформаторная подстанция выполнена понижающей, подключена с высокой стороны к высоковольтной линии, например, с напряжением 35 кВ, и оснащена не менее чем одним сетевым понижающим трансформатором, преимущественно масляным или сухим, обеспечивающим понижение напряжения предпочтительно не менее чем до 10 или 6 кВ, и распределительной шиной для подключения к ней объектов потребителя и когенераторов, при этом распределительная шина выполнена из разъемно соединенных через выключатель двух частей, одна из которых подключена через выключатель к понижающей стороне сетевого трансформатора и к ней через пообъектные понижающие трансформаторы и выключатели подключены объекты неприоритетной группы потребителя, а к другой части распределительной шины через выключатели подключены когенераторы станции и дополнительно через пообъектные понижающие трансформаторы и выключатели подключены объекты приоритетной группы потребителя, причем снабжаемые электрической энергией упомянутые объекты потребителя подключены через понижающие трансформаторы, например, с параметрами преобразования напряжения 6,0/0,4 кВ или 10,0/0,4 кВ, а также через отдельные и/или групповые выключатели к распределительной шине внешней сетевой трансформаторной подстанции, которая выполнена преимущественно понижающей, например, с параметрами понижения напряжения 35/6 кВ и мощностью 10000÷120000 кВА.
20. Энергетический комплекс по п.17, отличающийся тем, что когенерационная станция укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей в том числе максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей предпочтительно не менее 70% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей в том числе максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей предпочтительно не менее 50% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей в том числе максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей предпочтительно не менее 30% номинальной мощности соответствующего когенератора станции.
21. Энергетический комплекс по п.20, отличающийся тем, что при отношении минимальной мощности потребления в электрической сети объекта потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции к общей мощности Nоэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Nоэ≥D, для когенерационной станции минимально достаточен один рабочий когенератор при наличии в ее составе предпочтительно не менее одного дополнительного резервного когенератора такой же номинальной мощности, или при отношении минимальной мощности потребления в электрической сети объекта потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции к общей мощности Nоэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Nоэ≤D, когенерационная станция содержит не менее двух рабочих когенераторов, причем общее количество и суммарная мощность когенераторов станции принята покрывающей максимальную для указанного преимущественно среднестатистического экстремального периода работы, в том числе возможную пиковую нагрузку в электрической сети объекта потребителя, при этом номинальная мощность, по меньшей мере, большей части когенераторов предпочтительно принята практически дробнократной общей мощности Nоэ рабочих когенераторов станции, или когенерационная станция, исходя из условий экстремальной работы в периоды, связанные с отключением внешней сетевой трансформаторной подстанции, оснащена, по меньшей мере, одним резервным когенератором, номинальной мощностью не менее номинальной мощности, по меньшей мере, одного рабочего когенератора, предпочтительно преобладающего по указанному параметру в составе когенерационной станции.
22. Энергетический комплекс по п.17, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания газового топлива, или, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания жидкого топлива типа бензина, реактивного, дизельного, синтетического топлива типа метанола, растительных масел, нефти или мазута, или, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания твердого топлива типа угля, торфа, дров, отходов сельскохозяйственного производства.
23. Энергетический комплекс по п.17, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания экологически чистого топлива, например водорода, или, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет универсального сжигания автономного с перенастройкой или в любом сочетании газообразного, жидкого и/или твердого топлива любых типов, или когенерационная станция содержит когенераторы, работающие на монотопливе, например на газе, или вариабельных сочетаниях различных видов топлива.
24. Энергетический комплекс по п.17, отличающийся тем, что каждый когенератор станции имеет оснащенную выключателем линию разъемного подключения через указанный выключатель к распределительной шине внешней сетевой трансформаторной подстанции с возможностью управляемого избирательного автономного отключения-подключения, по меньшей мере, по вырабатываемой им электроэнергии к электрической сети объекта потребителя при отключении указанной шины от сетевого понижающего трансформатора подстанции, для чего когенерационная станция оснащена системой контроля и управления выключателями когенераторов, при этом когенераторы, выполненные в модульном исполнении, смонтированы в транспортабельных контейнерах, допускающих образование объемно-планировочных композиций на подготовленной площадке, в том числе открытого типа, с температурой наружного воздуха от -60°С до +50°С.
25. Энергетический комплекс, характеризующийся тем, что он включает образующие систему энергоснабжения имеющего снабжаемые объекты потребителя - когенерационную станцию, внешнюю сетевую трансформаторную подстанцию с не менее чем одним сетевым понижающим трансформатором и внешний источник теплоснабжения, например котельную, при этом когенерационная станция параллельно без перетока во внешние сети вырабатываемой в ней энергии подключена к упомянутой сетевой трансформаторной подстанции, включает не менее одного, предпочтительно группу дифференцированно сообщенных с объектами потребителя по вырабатываемой электрической и сопутствующей тепловой энергии когенераторов, каждый из которых содержит мотор-генератор и систему утилизации сопутствующей тепловой энергии, кроме того, комплекс выполнен с возможностью адаптации к колебаниям текущей потребности в энергии и ситуациям во внешних сетях с изменением потребляемой мощности от максимальной до минимальной, а установочная мощность когенерационной станции принята в интервале значений от величины менее максимальной мощности внешней сетевой трансформаторной подстанции до минимальной мощности потребления электроэнергии указанным объектом потребителя, при этом из объектов потребителя выделена приоритетная группа, которая в качестве снабжения резервной мощностью подключена к когенерационной станции с обеспечением возможности непрерывной подачи электроэнергии, в том числе в ситуациях, связанных с отключением внешней сетевой трансформаторной подстанции, а максимальная мощность потребления электроэнергии для упомянутой приоритетной группы объектов потребителя принята не выше установочной мощности когенерационной станции, причем когенераторы закоммутированы с возможностью работы при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции с последовательным или избирательным отключением одного или части из них при нарастающем превышении суммарной вырабатываемой мощности над текущей мощностью потребления выше установленного предела, например, на величину более номинальной мощности одного когенератора и с последовательным или избирательным включением их при нарастающем увеличении текущей мощности потребления, при этом каждый когенератор станции закоммутирован через теплоноситель с внешним источником теплоснабжения объекта потребителя с возможностью приоритетного перед указанным источником отвода из системы утилизации и подачи объекту потребителя сопутствующей тепловой энергии, количественно адекватной ситуационно адаптированному текущему уровню выработки когенераторами электрической энергии, причем, по крайней мере, часть когенераторов выполнена в модульном исполнении и смонтирована в транспортабельных контейнерах, допускающих гибкое сочетание и образование объемно-планировочных композиций и выполнение указанной станции в приведенном выше диапазоне установочной мощности.
26. Энергетический комплекс по п.25, отличающийся тем, что потребитель энергии состоит из отдельных объектов, например, в том числе жилых зданий с электрическими или газовыми плитами, не менее чем одной поликлиники, торгового центра, учебного заведения, городской или районной котельной, водопроводной станции, при этом упомянутые объекты или их группы снабжены трансформаторами, понижающими напряжение не менее чем до 0,4 кВ, и/или потребитель содержит, по меньшей мере, один объект, например производственное предприятие типа хлебозавода, кондитерской фабрики, молокозавода, ресторанного комплекса, бытового сервисного комбината, и/или потребитель включает, по крайней мере, один нефтегазоперерабатывающий объект типа нефтеперерабатывающего газоконденсатного завода, предприятия предварительной или комплексной подготовки газа, газового, нефтегазового, газоконденсатного промысла, и/или потребитель содержит, по крайней мере, один машиностроительный объект типа авиационного, машиностроительного завода, судостроительной верфи, предприятия стройиндустрии, автомобильного комбината, автотранспортного, троллейбусного или железнодорожного сервисного комплекса.
27. Энергетический комплекс по п.25, отличающийся тем, что внешняя сетевая трансформаторная подстанция выполнена понижающей, подключена с высокой стороны к высоковольтной линии, например, с напряжением 35 кВ, и оснащена не менее чем одним сетевым понижающим трансформатором, преимущественно масляным или сухим, обеспечивающим понижение напряжения, предпочтительно не менее чем до 10 или 6 кВ, и распределительной шиной для подключения к ней объектов потребителя и когенераторов, при этом распределительная шина выполнена из разъемно соединенных через выключатель двух частей, одна из которых подключена через выключатель к понижающей стороне сетевого трансформатора и к ней через пообъектные понижающие трансформаторы и выключатели подключены объекты неприоритетной группы потребителя, а к другой части распределительной шины через выключатели подключены когенераторы станции и дополнительно через пообъектные понижающие трансформаторы и выключатели подключены объекты приоритетной группы потребителя, при этом снабжаемые электрической энергией упомянутый объект или объекты потребителя подключены через понижающие трансформаторы, например, с параметрами преобразования напряжения 6,0/0,4 кВ или 10,0/0,4 кВ, а также через отдельные и/или групповые выключатели к распределительной шине внешней сетевой трансформаторной подстанции, которая выполнена преимущественно понижающей, например, с параметрами понижения напряжения 35/6 кВ и мощностью 10000÷170000 кВА.
28. Энергетический комплекс по п.25, отличающийся тем, что когенерационная станция укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей в том числе максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей предпочтительно не менее 70% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей в том числе максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей предпочтительно не менее 50% номинальной мощности соответствующего когенератора станции, или когенерационная станция укомплектована когенераторами, номинальная мощность которых определена с учетом работы в экстремальных условиях при отключенной внешней сетевой трансформаторной подстанции и зависит от отношения минимальной мощности Nmin потребления энергии объектами потребителя, по крайней мере, для экстремального периода работы к общей мощности Nоэ когенераторов станции, покрывающей в том числе максимальную возможную нагрузку в сети для указанного и аналогичных периодов, при этом электрическая загрузка каждого когенератора от момента его включения до остановки принята не ниже допустимой минимальной долевой загрузки D, составляющей предпочтительно не менее 30% номинальной мощности соответствующего когенератора станции.
29. Энергетический комплекс по п.28, отличающийся тем, что при отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции при отключенной сетевой подстанции к общей мощности Nоэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Nоэ≥D, для когенерационной станции минимально достаточен один рабочий когенератор при наличии в ее составе предпочтительно не менее одного дополнительного резервного когенератора такой же номинальной мощности или при отношении минимальной мощности потребления в электрической сети потребителя Nmin для экстремального периода работы когенерационной станции при отключенной сетевой подстанции к общей мощности Nоэ когенераторов станции, удовлетворяющем условию Nmin/Nоэ≤D когенерационная станция содержит не менее двух рабочих когенераторов, причем общее количество и суммарная мощность когенераторов станции принята покрывающей максимальную для указанного преимущественно среднестатистического экстремального периода работы, в том числе возможную пиковую нагрузку в электрической сети потребителя, при этом номинальная мощность, по меньшей мере, большей части когенераторов предпочтительно принята практически дробнократной общей мощности Nоэ рабочих когенераторов станции, или когенерационная станция, исходя из условий экстремальной работы в периоды, связанные с отключением внешней сетевой трансформаторной подстанции, оснащена, по меньшей мере, одним резервным когенератором, номинальной мощностью не менее номинальной мощности, по меньшей мере, одного рабочего когенератора, предпочтительно преобладающего по указанному параметру в составе когенерационной станции.
30. Энергетический комплекс по п.25, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания газового топлива, или, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания жидкого топлива типа бензина, реактивного, дизельного, синтетического топлива типа метанола, растительных масел, нефти или мазута, или, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания твердого топлива типа угля, торфа, дров, отходов сельскохозяйственного производства.
31. Энергетический комплекс по п.25, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет сжигания экологически чистого топлива, например водорода, или, по меньшей мере, один когенератор станции содержит мотор-генератор, вырабатывающий электрическую и сопутствующую тепловую энергию за счет универсального сжигания автономного с перенастройкой или в любом сочетании газообразного, жидкого и/или твердого топлива любых типов, или когенерационная станция содержит когенераторы, работающие на монотопливе, например, на газе или вариабельных сочетаниях различных видов топлива.
32. Энергетический комплекс по п.25, отличающийся тем, что каждый когенератор станции имеет оснащенную выключателем линию разъемного подключения через указанный выключатель к распределительной шине внешней сетевой трансформаторной подстанции с возможностью управляемого избирательного автономного отключения-подключения, по меньшей мере, по вырабатываемой им электроэнергии к электрической сети указанного регионального потребителя при отключении указанной шины от сетевого понижающего трансформатора подстанции, для чего когенерационная станция оснащена системой контроля и управления выключателями когенераторов, при этом когенераторы, выполненные в модульном исполнении, смонтированы в транспортабельных контейнерах, допускающих образование объемно-планировочных композиций на подготовленной площадке, в том числе открытого типа, с температурой наружного воздуха от -60°С до +50°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118439/22U RU83367U1 (ru) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | Электроэнергетический комплекс (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118439/22U RU83367U1 (ru) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | Электроэнергетический комплекс (варианты) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU83367U1 true RU83367U1 (ru) | 2009-05-27 |
Family
ID=41023934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008118439/22U RU83367U1 (ru) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | Электроэнергетический комплекс (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU83367U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116937410A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-10-24 | 山东汇能电气有限公司 | 一种基于互联网的智能化远程充气柜无线监控系统 |
-
2008
- 2008-05-12 RU RU2008118439/22U patent/RU83367U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116937410A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-10-24 | 山东汇能电气有限公司 | 一种基于互联网的智能化远程充气柜无线监控系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0686463A (ja) | エネルギー供給システム | |
US11190024B2 (en) | Method for regulating a power supply system | |
Prousalidis et al. | Green shipping in emission controlled areas: Combining smart grids and cold ironing | |
RU2353035C1 (ru) | Электроэнергетический комплекс | |
Lachs et al. | Battery storage plant within large load centres | |
CN112636385A (zh) | 一种多能流互补控制的微电网控制方法及系统 | |
RU2353036C1 (ru) | Способ электроэнергоснабжения потребителя | |
KR102479198B1 (ko) | 태양광을 이용한 건물 에너지 공급 시스템 | |
RU2341857C1 (ru) | Электроэнергетический комплекс | |
Kumar et al. | An overview of distributed generation in power sector | |
RU83367U1 (ru) | Электроэнергетический комплекс (варианты) | |
RU84164U1 (ru) | Электроэнергетический комплекс | |
CN219329622U (zh) | 一种火电厂熔盐储热联合新能源电站的调频调峰系统 | |
RU2353032C1 (ru) | Способ электроэнергоснабжения потребителя | |
RU2353037C1 (ru) | Способ электроэнергоснабжения потребителя | |
RU84166U1 (ru) | Электроэнергетический комплекс | |
RU84165U1 (ru) | Электроэнергетический комплекс | |
RU2353041C1 (ru) | Электроэнергетический комплекс | |
RU82950U1 (ru) | Электроэнергетический комплекс | |
RU2353033C1 (ru) | Электроэнергетический комплекс | |
RU2353034C1 (ru) | Способ электроэнергоснабжения потребителя | |
RU109222U1 (ru) | Установка автономного энергоснабжения с газотурбинным двигателем | |
CN110492601B (zh) | 一种多能互济火电厂厂用电源系统及其控制方法 | |
Rzayeva et al. | USE OF RENEWABLE ENERGY SOURCES TO MEET THE NEEDS OF THE OIL PIPELINE | |
Long et al. | The evaluation of electric heating load construction based on renewable energy generation for coal-to-electricity project |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100513 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20121110 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140513 |