авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |

Итехнико-экономического обоснованияиспользованияветроэнергетических установок

-- [ Страница 1 ] --

Российская академиясельскохозяйственных наук

Государственное научноеучреждение

Всероссийскийнаучно-исследовательский институт

электрификациисельского хозяйства

На правахрукописи

НИКОЛАЕВВладимир Геннадьевич

МЕТОДОЛОГИЯРЕСУРСНОГО ИТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯИСПОЛЬЗОВАНИЯВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Специальность 05.14.08–

энергоустановки наоснове возобновляемых видов энергии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертациина соискание ученой степени

докторатехнических наук

Москва– 2011

Работавыполнена в Автономной некоммерческойорганизации «Научно-информационныйцентр «АТМОГРАФ», г. Москва и

Санкт-Петербургскомгосударственном политехническомуниверситете

Научныйконсультант – доктор технических наук,

БезрукихПавел Павлович

Официальныеоппоненты: доктор технических наук,профессор

БелейВалерийФеодосиевич

докторфизико-математических наук

профессорСоловьев Александр Алексеевич

доктортехнических наук, профессор

ХарченкоВалерий Владимирович

Ведущаяорганизация – Московскийэнергетический институт (МЭИ)

Защита состоится «___» ____________ 2012 г. в 10 часов на заседании

диссертационногоСовета Д 006.037.01при ГНУ «Всероссийскийнаучно-исследовательский институтэлектрификации сельскогохозяйства»

по адресу: 109456, г. Москва,1-й Вешняковский проезд, д. 2, ВИЭСХ

Сдиссертацией можно ознакомиться вбиблиотеке ГНУВИЭСХ

Отзывы наавтореферат в двух экземплярах, заверенныепечатью, просим направлять поадресу:109456,г. Москва, 1-йВешняковский проезд,д. 2,ВИЭСХ

Авторефератразослан « ____ » ______________ 2011 г.

Ученыйсекретарь

диссертационного совета,

доктортехнических наук Некрасов А.И.

Списоктерминов, сокращений иобозначений

АПК

аграрно-промышленный комплексРФ

(V)

эмпирическая повторяемостьскорости

АС

аэрологическая станция

f(V),

аналитические функции плотности вероят-

МС

метеорологическая станция

G(V)

ности распределения скоростиветра

ВИЭ

возобновляемые источникиэнергии

P(V)

рабочая характеристика ВЭУ(зависимость

ВК ветроколесоВЭУ


еемощности от скорости ветра)
ВЭ

ветроэнергетика

скорость регулирования ВЭУ (VР10–15 м/с)

ВЭП

ветроэнергетическийпотенциал

VБУР

буреваяскорость ВЭУ (VБУР 20–30 м/с)

ВЭУ

ветроэнергетическаяустановка

PНОМ

номинальная мощность ВЭУ приVВЕТРА=VР

ВЭС

ветроэлектрическаястанция

PВЭУ

располагаемая мощность ВЭУ

ГазЭС

электростанция на газе

MAX=

максимальная доляудельной мощности

ДЭС

дизельнаяэлектростанция

СР.МАХ

ветра, утилизируемая ВЭУ

ЕС

Европейский Союз

In

индексгодовой инфляции

ЕТР

Европейская территория РФ

КИУМ

=РВЭУ/РНОМ(%) –коэффициент использова-

ЕЭС

единаяэлектроэнергетическая система


ния номинальной мощностиВЭУ

Кз

капитальные затраты

СХ

суточныйход

Эз

эксплуатационные затраты

ГХ

годовойход

ЛЭП

линияэлектропередачи

ЭлЭн

электроэнергия

ПСА

пограничный слой атмосферы

RПВУ

радиусподобия ветровых условий

СЭл

себестоимостьэлектроэнергии

GWEC

Global Wind EnergyCouncil

ТЭО

технико-экономическоеобоснование

EWEA

European Wind EnergyAssociation

РТП

вероятность техническихпростоев

СНГ

союзнезависимых Государств

РШТ

вероятность энергетическихштилей

ТЭК

топливно-энергетический комплекс

высотабашни (мачты) ВЭУ

ТГ

техническая готовность

HВК

высота осиветроколеса ВЭУ

ТП

технические простои

DВК

диаметр ветроколеса ВЭУ

ТЭС

топливныеэлектростанции

Актуальность темыобусловлена необходимостью созданиясистемынаучно-методического, информационного, технико-экономического инормативно-правового обеспечения ветроэнергетики вРоссиии важнейших для еестановленияразработок схемразмещенияВЭС вРФ, государственной ирегиональных стратегий, программ иправовой базы.Основу такой системы должнысоставлять достаточно достоверные иэффективные по срокам и затратам(отсутствующие ныне) методики определения характеристик ВЭП итехнико-экономических показателейВЭУ.

Цельработы – разработка методологии иреализующей ее расчетнойметодики для ресурсного и технико-экономического обоснования целесообразности, масштабов инаправлений использования ВЭУ в субъектахРФ и России в целом.

Научная новизна работысостоит в разработке ииспользовании нового методического подхода и реализующих егометодик определения в заданном месте илирайоне РФ энергетических и экономических показателей современных ВЭС, исследованияих технической эффективности и надежности, атакже оптимального планирования их использования с учетом ресурсных, инфраструктурныхи макроэкономическихусловий в РФи ее регионах, основными результатами которых явилисьвыявленные:

1)многолетний ход и долгосрочный (на весьресурсный период) прогноз ремонтныхпростоев, эксплуатационных затрат итехнической готовности и энергетическихпоказателей ВЭУ и ВЭС сучетом региональных и местныххарактеристик ВЭП.

2) новыезакономерности территориального ивременного распределения и существенно уточненные региональные характеристики ВЭП и энергетических показателей ВЭС натерритории России ивыявленные регионы РФ,перспективных для эффективногоиспользования современныхВЭС. Кардинальное повышение точности моделирования ВЭП и мощности ВЭС достигнуто автором с использованием компьютерныхтехнологий обработки и статистическогомоделирования многолетнихаэрологических данныхв совокупности с даннымиметеонаблюдений.

3) развитая методикапрогнозных оценок экономическихпоказателей ВЭУ и ВЭС вразных регионах РФ и достоверно установленная ихрыночная конкурентоспособность ввыработке электроэнергии с традиционнымидля РоссииТЭС.

4) возможности повышенияэнергетической и экономическойэффективности сетевых ВЭС и автономных ВДЭС и принципиальноновых энергоисточников на базе ВЭУ иисточников ЭлЭн на базе использования жидкого азота какэнергоносителя.

В части1 наиболееважными результатами автораявляются установленные:

– уравнения связи мощностей ВЭУ иих рабочих характеристик, диаметровветроколес ивысот их башен, высотных профилей скоростии направления ветра в ПСА;

–модели и количественная оценка факторов снижения мощностиВЭУ;

–прогностические модели изменчивостиза 20-летнийресурс вероятности и длительности техническихпростоев, технической готовности и выработкиэлектроэнергии ВЭС;

–прогноз располагаемоймощности ВЭУ взаданном районе или пункте России изначенийудельной(на 1 км2занимаемойплощади) мощности современных ВЭС;

–значения ипределы точности идостоверности долгосрочного определениямощности ВЭС иее региональной и сезонной изменчивости натерритории России;

–расчетвеличины техническогоВЭПадминистративных субъектов и РФ в целом.

В части 2 наиболее важныминаучными результатами являются установленные:

–статистическидостоверныесвязи средних сезонных скоростей и направлений ветра схарактеристиками подстилающейповерхности и рельефа и создание на их базеи классификации Милевского ветровой закрытостиМС метода“очистки” данных;

–новый класс наиболее достоверных из известных табулированныхфункций,аппроксимирующих региональные эмпирические повторяемостиветра по скоростям;

–факторы и закономерностивысотного распределениявысотных профилей скорости V(h) инаправления (h)ветра и ВЭП в ПСА в разных регионахРоссии;

– новыйкласс высокоточныхмногоуровневых моделей V(h)и (h),построенный по метеорологическим иаэрологическим даннымдля разных климатическихрегионов;

–значения ипределы точности идостоверности определенияВЭП в России;

–достоверные средние сезонныезначения ВЭПв 600-метровом ПСА в разныхклиматических регионахРоссии, рассчитанные помоделямV(h)и G(V);

– новые регионы России с достаточным ВЭП для эффективногоиспользования ВЭС.

В части 3 наиболее важныминаучными результатами являются:

– уточненные с использованиемразвитого методического подхода значенияэкономического ВЭП административных субъектов иРФ в целом;

–математическая модельсвязи капитальных затрат (Кз)на ВЭС с техническими параметрами ВЭУ иустановленные особенности структурыКз вроссийских условиях;

– прогностическиемодели многолетних расходовна ремонт и выявленные с их помощью многолетний ходзатрат на эксплуатацию ВЭС и их экономический ресурс;

– моделирование и прогноз наресурсный период доходов и расходов наВЭС приразличных сценариях инфляциии роста цен на электроэнергию и топливо в РФ иЕС;

– разработанная эффективная дляРФ схема ценообразования на электроэнергию ВЭС;

– установленные значения экономического эффектаиспользования ВЭС в России.

Практическаяценность работысостоит в том, что ее результатыобеспечивают возможности ускоренного идостоверного определениятехнико-экономическихпоказателейпроектов ВЭСлюбогомасштаба,разработки схем оптимальногоразмещенияВЭС натерриторииРоссии ирегиональных и государственной программ развития отечественнойветроэнергетики. Практически важныерезультатывключают:

– численные прогностические модели многолетнейдлительности ремонтных простоев,технической готовности, выработкиВЭС и эксплуатационных затратна них;





– численно реализованную методикустатистически достоверного расчета ВЭП, энергетических иэкономических показателей ВЭС на территорииРоссии;

– установленные субъекты РФ, районы, места иотрасли эффективного использования ВЭС с ихтехнико-экономической оценкой иобоснованием инвестиций;

– методические рекомендации по оптимальному с учетом местного ВЭП выбору технических характеристиксетевыхВЭС, оптимальной комплектации ВДЭСи использованию источниковэнергии нового типа на базе ВЭУ и жидкого азота дляэффективного и экологическичистого автономного производства ЭлЭн.

–рекомендации кразработке эффективной схемы закупочных цен наЭлЭнВЭС в РФ;

– установленные технологически,энергетически и экономическицелесообразные темпы и масштабыиспользования ВЭС вРоссии до2030 г., ресурсное итехнико-экономическое обоснованиегенеральной схемы размещения ВЭС вРФ до 2020 г.;

На защиту выносятсяследующие положения:

  1. Автором разработана методология иреализующая ее информационно-аналитичес-кая и численнаяметодика определения и анализа ВЭП иэнергетической эффективности ВЭС известных типов в заданнойместе или районе спогрешностью < 12–15% дляравнинныхи 18–24% длясложныхпо рельефу и подстилающей поверхноститерриторий,что минимум вдвое точнее других известныханалитических методик. Методика близка поточности к требуемой за рубежом 10%-нойточности обоснования инвестиций проектов ВЭС (достигаемой сиспользованием экспериментальных ианалитических методов), но в 3–4 раза эффективнее зарубежных позатратамвремени и средств.
  2. Выбор определяющихэнергетическую и экономическуюэффективность ВЭС технических параметров и типовбазовых ВЭУ, атакже их использования в гибридных(ветро-дизельных, ветро-криогенных) долженпроизводится с учетом характеристик ВЭП, существенноменяющихся по территории РФ.
  3. Результатыисследований, полученные с использованиемразработанных автором методик, доказывают, что вРоссииимеются все (за исключением правовой базы)необходимыересурсные, технические, энергетические и экономическиеусловия для широкомасштабногоэффективного использования ВЭС. Приэтом:

3.1)технический ВЭП РФ превышает 11500 млрд кВт·ч/год (в 11,5 раз больше потребления ЭлЭн встране), ВЭП Центрального, Северо-Западного, Приволжского и Южного ФО, где проживает73% населения РФ, составляет не менее 3450 млрд кВт·ч/год;

3.2)энергетический потенциал ВЭС, вырабатывающих ЭлЭн с меньшей на 18-20% себестоимостью, чем наиболее экономичные внастоящее время ТЭС на газе, превышает 1100 млрд кВтч/год (большесовременного потребления ЭлЭн вРФ);

3.3) сучетом установленных в работетехнологических и производственныхограниченийсуммарные установленныемощности ВЭСв РФ к 2020 и 2030годам могут составлять до 7 и 30 ГВтсоответственно с годовой выработкой неменее 17,5 и 80–85 млрд кВтч/год с ее долей до5–6% отпотребления ЭлЭн встране в2030 г.

3.4)годовое замещение газа в РФ приработе ВЭС суммарной мощности 30ГВт может составить 30–35млрд м3 присокращении выбросов в атмосферу СО240–50 млн т.

3.5)целесообразные масштабы эффективногоиспользования ВЭС составляют: в ТЭК– до 30 ГВт, на транспорте– до 17 ГВт, в АПК – не менее 1,9 ГВт;

Личный вклад авторасостоит в том, что им:

– проведен анализ достигнутогоуровня и перспектив развития ВЭ в мире и России;

–сформулирована иструктурирована актуальная для Россиинаучно-техническая проблема; разработанаметодология и обеспечено поэтапное еерешение;

– реализован сбор и анализ данныхизмерений МСи АС ина их основе разработана и численно реализована методикастатистическогомоделирования территориальных, сезонных и суточныхраспределений ВЭП вПСА на территории России;

–проведен анализ пространственного ивременного распределения ВЭП натерриторииРФ, выявлены районыего возможнойэффективнойутилизации;

–выявлены функциональные связихарактеристик ВЭП стехнико-экономическимипоказателями ВЭС иустановлены регрессионные соотношениямежду ними;

–разработаны и численно реализованыметодики определения экономическойэффективности ВЭУ и ВЭС на территории России;

–разработаны обоснованияинвестиций более 40 проектов ВЭС в РФдля международных и отечественных организаций (TACIS,NREL, РАО “ЕЭС России”, “РусГидро”,ЦАГИ, ИЭС,НИИЭС, НПО “Ветроэн”,“Ветроэн-Юг” идр.

Апробация и экспертиза работыи еерезультатов проводилось более чем на 60международных и российских конференциях и семинарах GWEC, EWEA, TACIS, NREL(США), RISO (Дания), IEO (Бразилия),ЦАГИ, ИФА РАН, МГУ, КГТУ,ИО РАН.

Диссертациясодержит 135 публикаций автора: 5 монографий, свыше 100 статей внаучно-технических журналах (23 – из списка ВАК), сборникахнаучных трудов, докладов и тезисов конференций, до20 отраслевых НТО,9 стандартов РФ и ISO.

Структура иобъемдиссертации. Диссертационная работасостоитиз введения, пятиглав,заключения, приложения испискалитературы из298 наименований. Работасодержит 273страниц текстаи включает132 таблицы, 128 рисунков и 25 цветныхкарт.

Содержаниеработы.

Вовведении определен предмет исследования.обоснована актуальность, сформулированынаучные проблемы, практическая значимостьработы, цель и основные положения,выносимые на защиту. Дана общаяхарактеристика работы.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.