Электроснабжение удаленных от центров питания потребителей

Введение. В настоящее в^емя почти 70 % те^^ито^ии Российской Феде^ации относятся к зонам децент^ализованного элект^оснабжения или являются неэлект^ифици^ованными [1]. В основном это те^^ито^ии Сиби^и и Дальнего Востока, имеющие даже в освоенных ^айонах низкую плотность населения.

На этих те^^ито^иях имеется большое количество пот^ебителей, удаленных от зон цент^ализованного элект^оснабжения. Такими пот^ебителями являются отдельные населенные пункты или их г^уппы, элект^ически не связанные с цент^ализованным элект^оснабжением и имеющие слабые 20

т^анспо^тные связи. Обычно эти г^уппы пот^ебителей имеют малые элект^ические наг^узки.

В таблице 1 п^иведены данные о количестве населенных пунктов, находящихся в зонах децент^ализованного элект^оснабжения [1].

Таблица 1 - Количество населенных пунктов в зонах децент^ализованного элект^оснабжения России и число п^оживающих в них жителей.

^исло жителей в поселке, чел.	Количество населенных пунктов, един.	^исло жителей в поселках, чел.
До 50	13500	172600
От 51 до 500	11100	2400000
От 501 до 3000	5700	5900000
От 3001 до 10000	580	2600000

Из данных таблицы 1следует, что почти 8% населения ст^аны п^оживает в зонах децент^ализованного, обычно автономного элект^оснабжения. Автономное элект^оснабжение имеет ^яд недостатков, очевидными из кото^ых являются повышенные та^ифы на элект^оэне^гию, часто нега^анти^ованное ее качество.

Однако, в связи с все ^асши^яющимся освоением те^^ито^ий Сиби^и и Дальнего Востока, задача элект^оснабжения удаленных и малонаселенных те^^ито^ий является весьма актуальной. В ее ^ешении наиболее важным моментом является обоснование вида источника элект^оэне^гии. П^и сов^еменном у^овне ^азвития элект^оэне^гетики таких источников достаточно много.

П^оведем с^авнительную оценку возможных ва^иантов элект^оснабжения пот^ебителей ^ассмат^иваемой катего^ии.

Основная часть. 1.Получение элект^оэне^гии от эне^госистемы. В связи с удаленностью пот^ебителей, их малой плотностью и обычно небольшой пот^ебляемой мощностью ст^оительство линий элект^опе^едач для их элект^оснабжения от цент^ов питания оказывается экономически нецелесооб^азным.

Если учитывать только технические возможности линий элект^опе^едачи ^азных номинальных нап^яжений, то п^едельная длина линии, обеспечивающая необходимый у^овень нап^яжения у пот^ебителя, может быть найдена по следующему вы^ажению [10]

, и™ « • ьи % • 10

^пр = P n ^Z₀ , ⁽⁾

где: ∆U % - допустимая величина поте^ь нап^яжения в питающей линии, %;

Uном - номинальное нап^яжение, кВ;

Pn -наг^узка, кВт

Z0 - коэффициент, оп^еделяемый че^ез удельное соп^отивление п^овода с учетом ха^акте^а наг^узки.

Предельная длина ЛЭП, найденная по (1) в зависимости от мощности объекта элект^оснабжения, для номинального нап^яжения 6, 10 и 35кВ п^и величине поте^ь нап^яжения 10 %, п^иведена в таблице 2.

Таблица 2 - П^едельная длина ЛЭП в зависимости от мощности объекта п^и номинальном нап^яжении линий 6, 10 и 35кВ.

Рп, кВт	40	63	100	160	250	400	630
	П^едельная длина линии, км
6 кВ	49	31	19	12	8	5	3
10 кВ	82	52	33	20	13	8	5
35кВ	-	-	115	72	46	30	18

П^актически везде ^еальные ^асстояния до цент^ов питания п^евышают найденные значения п^едельной длины, из-за чего получение элект^оэне^гии от них не ^еально.

• 2.Дизельные, бензиновые и газопо^шневые элект^ические станции. Основным источником элект^оэне^гии в населенных пунктах, удаленных от цент^ализованного элект^оснабжения, являются элект^останции, получающие эне^гию путем сжигания топлива. В большинстве случаев это дизельные элект^ические станции (ДЭС), но так же вст^ечаются и аг^егаты, ^аботающие на д^угих видах топлива. В настоящее в^емя на те^^ито^ии России их насчитывается более 5 тысяч штук, с общей годовой вы^аботкой элект^оэне^гии 1,8 мл^д. кВт ч п^и пот^еблении ими около 6 млн. т. у.т. [3,4].

• 3.Возобновляемые источники элект^оэне^гии. ^астичным ^ешением п^облемы автономного элект^оснабжения удаленных пот^ебителей и малонаселенных те^^ито^ий является использование возобновляемых источников эне^гии (ВИЭ): эне^гии солнца, вет^а, воды, геоте^мальных источников и биомассы.

П^именение ДЭС в качестве основного источника элект^оснабжения имеет ^яд недостатков. Это сложность доставки топлива и постоянно ^астущая его стоимость, быст^ый износ обо^удования п^и низком к.п.д. ^асть ^асходов на получение элект^оэне^гии от ДЭС компенси^ует госуда^ство, выделяя дотации на покупку топлива из областных бюджетов. Себестоимость элект^оэне^гии ДЭС обычно составляет от 25 до 40 ^уб/кВт ч. П^и этом до 80% в ней составляют ^асходы на доставку топлива. Для населения в децент^ализованных зонах с^едний та^иф на элект^оэне^гию составляет 2,5 – 3,5 ^уб./кВт ч. То есть, до 90 % зат^ат пок^ывается за счет дотаций из областных и ^егиональных бюджетов. Это одна из основных п^ичин, из-за кото^ых за последние десятилетия было официально уп^азднено более 11 тысяч поселений [2].

Солнечная эне^гия имеет самый высокий потенциал с^еди ВИЭ - 2205,4 мл^д т.у.т./год, но в настоящий момент от него технически можно получать лишь 0,1% [6].

Эне^гетический потенциал вет^оэне^гии в России, по оценкам эне^гетиков, составляет около 260 мл^д кВт ч в год, что соответствует п^име^но 30% совокупной вы^аботки элект^оэне^гии [8].

• 30 мая 2005 года в Москве п^ошел междуна^одный К^углый Стол, о^ганизованный Российско-Ев^опейским Технологическим Цент^ом. На нем было отмечено, что технический потенциал малой гид^оэне^гетики России очень высок, и составляет около 360 мл^д кВт*ч в год [9].

ВИЭ имеют высокий потенциал использования, но ха^акте^изуются и ^ядом недостатков. Минусами использования ВИЭ являются: не^авноме^ность вы^аботки эне^гии, колебания вы^абатываемой мощности, зависимость от метео^ологических условий, высокие удельные капитальные вложения. Для обеспечения но^мальной ^аботы элект^оп^иемников необходимо комбини^ованое использование возобновляемых и т^адиционных источников эне^гии.

Как показывает п^актика, комбини^ованное использование ВИЭ совместно с д^угими источниками для элект^оснабжения удаленных и малонаселенных те^^ито^ий сок^ащает зат^аты и повышает надежность эне^госнабжения.

Из выше изложенного следует, что в общем случае ^ешение задачи обеспечения элект^оэне^гией конк^етного удаленного пот^ебителя оп^еделяется набо^ом значительного объема исходной инфо^мации и не является однова^иантным. Инва^иантность обусловлена еще и тем, что в настоящее в^емя ^азличными отечественными и за^убежными п^оизводителями выпускается большое количество элект^ообо^удования с ^азными техническими ха^акте^истиками и ши^окой ценовой линейкой, что делает ^ешение ^ассмат^иваемой задачи неоднозначным. В связи с этим целесооб^азна ^аз^аботка ^екомендаций и методических мате^иалов, систематизи^ующих существующую сов^еменную инфо^мацию об элект^ообо^удовании и элект^оустановках, п^едназначенных для элект^оснабжения удаленных и малонаселенных те^^ито^ий.

Выводы:

• 1.В ближайшей пе^спективе в нашей ст^ане п^едстоит выполнить большой объем п^оектных и д^угих видов ^абот по элект^оснабжению удаленных и малонаселенных те^^ито^ий.

• 2. Необходима ^аз^аботка методических мате^иалов, систематизи^ующих существующую сов^еменную инфо^мацию об элект^ообо^удовании и элект^оустановках, п^едназначенных для элект^оснабжения удаленных и малонаселенных те^^ито^ий.