Доклады и презентации

К изучению сейсмоэлектромагнитных явлений приступили совсем недавно – порядка одного десятилетия назад, но данная область исследований обещает быть чрезвычайно важной и перспективной для таких как стран, как, например, Япония, где наблюдается достаточно высокий уровень сейсмической активности. Ранее применявшийся метод краткосрочного прогнозирования землетрясений был основан на традиционных механических (сейсмических) измерениях движений земной коры, однако уже десять лет тому назад был сделан вывод о неэффективности данного метода краткосрочного прогнозирования. За этим последовала новая волна исследований электромагнетических (несейсмических) явлений как перспективного метода прогнозирования землетрясений на протяжении десяти лети. Землетрясению предшествуют несколько явлений. Первое из них – ультранизкочастотные электромагнитные излучения литосферы, второе – сейсмические атмосферные возмущения, и третье – ионосферные возмущения, связанные с землетрясениями субионосферным распространением ультра-низкочастотных и низкочастотных волн. Нам бы хотелось представить обзор наших исследований по данному вопросу, и мы выражаем свою надежду на то, что важная роль электромагнитных явлений в прогнозировании землетрясений станет очевидной.

Статья Альберта Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел», опубликованная в 1905 г. в журнале «Анналы физики», вначале была встречена с определённым скептицизмом. Однако, постепенно, при активной поддержке Макса Планка, стала вызывать растущий интерес, прежде всего в среде философов, и со временем стала основой одной из важнейших теорий современной физической науки, названной Специальной теорией относительности (СТО). Проблемы, связанные с движением заряженных тел, рассматривали Гендрик Лоренц и Анри Пуанкаре. Однако именно эта статья Эйнштейна возбудила интерес к теории относительности в научном сообществе благодаря тому, что у Эйнштейна время превратилось в нечто неопределённое, зависящее от скорости движения. Несмотря на труднодоступность для понимания, СТО даёт возможность рассчитать электрические и магнитные поля движущихся заряженных частиц при помощи преобразования составляющих координат в исходных формулах, полученных для неподвижных зарядов.

Зарождение и развитие электротехники коренным образом изменило человеческую жизнедеятельность и стало продуктивной силой общественного развития. В свою очередь, социально-культурные процессы в обществе, обусловленные в частности, социально-экономическими нововведениями, культурными революциями и т.д. существенным образом сказываются на развитии электротехники. В этой связи интерес представляет изучение взаимосвязи и взаимообусловленности развития электротехники и общества, осуществляемое хотя бы в целях более достоверного прогнозирования развития электротехники и его социальных последствий. Цель настоящего доклада заключается во введении инструментария такого изучения – дискурсивного (логико-понятийного), методологического и т.д.

Многолетними и фундаментальными работами в области проектирования и конструирования синхронных турбогенераторов (СТГ) и их систем возбуждения, исследованиями и разработками в области регулирования возбуждения достигнуты достаточно высокие показатели их надёжности и устойчивости работы в электроэнергетических системах. Вместе с тем специфические особенности СТГ, обусловленные их принципом действия, не позволяют в ряде случаев решать наилучшим образом существующие и вновь возникающие в электроэнергетических системах проблемы, обеспечить требуемую степень устойчивости, надёжность и экономичность работы электроэнергетических систем в нормальных (установившихся) и в переходных (динамических) режимах работы.

Цель настоящего доклада – представить унифицированный подход к описанию электромеханических преобразователей с линейной и нелинейной магнитной цепью. С этой целью применяется «классический» лагранжев формализм, основанный на функции коэнергии. Известно, что при условии линейности магнитной цепи преобразователя функция коэнергии имеет квадратичную форму токов в обмотке преобразователя и характеризуется собственной и взаимной индуктивностями. При условии магнитной нелинейности функция коэнергии становится непредсказуемой токовой функцией со многими переменными, что значительно осложняет описание. В настоящем докладе представлены два подхода к унификации описания преобразователя.

Более 100 лет назад компания AEG стала первой в мире электротехнической компанией, которая начала применять технологию передачи трёхфазного переменного тока со 120-градусным углом сдвига между тремя фазами. Siemens в то время работал с системами передачи электроэнергии постоянного тока. AEG в те далёкие годы построила первую линию электропередачи переменного тока протяжённостью около 175 км от Лауффена до Франкфурта в Германии, которая показала блестящие результаты в ходе эксплуатации, признанные инженерами во всем мире.

К 2020 г., на земле будет 7,5 миллиарда людей и потребление увеличится на 75% (в сравнение с 2000 г.), и будет равномерно разделено между развивающимися и развитыми странами. Это означает увеличение на 37,5% каждые 10 лет. В Российской Федерации, потребление электричества должно достигнуть к 2030 г. 1000 ТВт•ч в год, и до 2015 г. средний рост составит 2% в год (источник: World Energy Outlook 2006, IEA). Этот рост будет требовать повышения пропускной способности существующих линий, которые будут длинней, объединены, и уязвимы. Не только новые линии передачи и распределения должны быть построены, но и новый уровень технологии должен будет создать системы передачи, чтобы гарантировать эффективность, надёжность, безопасность, гибкость и экологичность. Операторы Системы Передачи (TSO) и электросети должны будут или строить новые воздушные линии электропередачи или модернизировать существующие, но с долгосрочными перспективами.

Основной трудностью, возникающей при электроснабжении мегаполисов (особенно центральной их части), является практическое отсутствие коридоров для воздушных линий электропередачи (ВЛ) и площадок для новых подстанций (ПС). Так, электроснабжение центральной части Москвы в настоящее время осуществляется в основном по кабельным линиям электропередачи (КЛ). При этом нагрузка потребителей составляет примерно 2000 МВА и покрывается за счёт получения мощности от питающих центров, расположенных по периферии города (ПС 500 кВ «Очаково», «Чагино», «Бескудниково», крупные ТЭЦ), в Московской области и за её пределами (ПС 750 кВ «Белый Раст», «Западная», Калининская АЭС, Конаковская и Рязанская ГРЭС, Загорская ГАЭС). Увеличение спроса на электрическую мощность приводит к актуальной проблеме покрытия этой мощности, которая может быть решена за счёт создания дополнительных источников мощности (строительства электростанций) и сооружения ПС глубокого ввода.

В связи с возросшим интересом к подземным системам передачи электроэнергии элегазовые линии (ГИЛ) представляют собой привлекательную альтернативу кабельным решениям. Изменения нормативно-правовой базы, относящиеся к плановому расширению систем высокого напряжения, усилили потребность в подземных линиях передачи в целом. ГИЛ применяются, как правило, над поверхностью земли (например, на подстанциях) или в подземных тоннелях. В презентации будут освещены некоторые из этих сфер применения. Однако вариант прямой прокладки ГИЛ в земле, не требующий расходов на прокладку тоннеля, ещё не был реализован на практике в диапазоне высших напряжений, хотя он демонстрирует ряд преимуществ, включая высокую пропускную способность, низкие показатели потерь, низкую зарядную ёмкость и т.д.

На современном этапе в городах Российской Федерации в цепочке «генерация-передача-потребитель» наименьшее внимание уделяется распределительным сетям среднего и низкого уровня напряжения. Не зависимо от того, что создаются запасы мощностей на источниках генерации и трансформаторных подстанциях высокого напряжения, тем не менее имеют место серьёзные трудности для подключения потребителей из-за отсутствия сетей для выдачи мощности, что является отражением дисбалансов в вопросах развития сетей разных классов напряжения. Во многом подобная схема планирования развития электроэнергетики связана с принципами формирования крупных федеральных компаний, образованных в результате реформирования ОАО РАО «ЕЭС России» и ориентированных на развитие сетей высокого напряжения.

Московская энергосистема осуществляет электроснабжение потребителей на территории Москвы и Московской обл., занимающих площадь 46,9 тыс.кв.км – 1,1 и 45,8 тыс.кв.км соответственно. Численность населения, проживающего в Москве и на территории области, составляет 18,677 млн чел. – 11,552 и 7,125 млн чел. соответственно (на 1 января 2011 года). Доля электропотребления Московского региона является доминирующей в ОЭС Центра и составляет 42–44% от его суммарного электропотребления и около 10% от суммарного электропотребления ЕЭС России.

Настоящая статья посвящена функциональным требованиям к интеграции распределённых энергоресурсов в распределительных системах применительно к сетям низкого напряжения (НН). Значение мощности энергоресурса раскрывается в контексте управления и наблюдаемости систем. Кроме того, обозначены требования к связи для интеграции таких ресурсов в децентрализованной среде.

Как предприятия ЕЭС могут улучшить эффективность эксплуатации электрических подстанций (ПС), повысить надёжность сети и использовать более безопасные для персонала технологии? Сегодня эксплуатация электрических подстанций (напряжением 220 кВ и выше) часто выполняется с помощью персонала, который управляет оборудованием локально из ОПУ. Дистанционное управление оперативными переключениями либо координация мероприятий по устранению аварийных нарушений осуществляется оператором по телефону, что позволяет реагировать на события со скоростью работы оператора. Дистанционное управления подстанцией от центральной SCADA-системы через контроллеры подстанции позволяет иметь 24-х часовой доступ к ПС и реагировать в течение нескольких секунд, обеспечивая при необходимости одновременный доступ к нескольким ПС.

Сегодня техническое развитие на мировом энергетическом рынке проходит под девизом «Чище, эффективнее, умнее!». Правительства многих стран стимулируют развитие распределённой и микрогенерации, внедрение возобновляемых источников энергии, а также более эффективное потребление электроэнергии. По прогнозам, доля «чистых» генерирующих мощностей в некоторых развитых странах может достигнуть 40% от общего объёма генерации уже в ближайшие годы. Изменяется и профиль нагрузки – появляется все больше «умных» домов, в которых есть свои небольшие источники электроэнергии, системы хранения, а также системы управления потреблением. Не стоит на месте и индустрия автомобилестроения – по прогнозам правительства США, к 2020 году в стране будет насчитываться более 3,5 миллионов автомобилей с электротягой.

Интеллектуализация электроэнергетических систем является одной из важнейших, хотя и не единственной тенденцией развития электрических сетей 21 века. Основные требования к интеллектуальным электроэнергетическим системам были сформированы и представлены в опубликованных статьях и докладах еще в 90-х годах прошлого века. Обобщая различные подходы к видению интеллектуальных электроэнергетических систем [1–4], можно дать следующее определение для таких систем - под «интеллектуальной» электроэнергетической системой следует понимать энергоэффективную систему, которая адекватно и оптимально реагирует на любые внешние и внутренние технологические возмущения на условиях обеспечения удобства, экологичности и безопасности для общества.