'
Ткаченко Н.С.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ПОДКЛЮЧЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЁННОЙ ГЕНЕРАЦИИ НА ОПЫТЕ ЗАРУБЕЖНЫХ ГОСУДАРСТВ *
Аннотация:
в данной статье рассмотрен опыт США в качестве стандартизации способов подключения я также ограничений налагаемых при упрощенном получении технических условий. Исследование данного вопроса может быть полезно при разработке собственных разработке отечественных нормативных документов в данной отрасли.
Ключевые слова:
распределённая генерация, схемы подключения, сеть
Распределённая генерация является одним из актуальных направлений в развитии электросетевого комплекса. Ключевым в вопросе создания объектов распределённой генерации является возможность создания независимого источника питания, который позволяет потребителю или электроснабжающей организации самостоятельно выбирать путь электроснабжения своих электроустановок вне зависимости от состояния прилегающей схемы сети. Такой подход позволяет как создать дополнительный источник дохода, связанный с отпуском электроэнергии в сеть, так и диверсифицировать расходы в отношении потребляемой электроэнергии.В надёжных электрических системах, где имеется достаточный для существования потребителя ресурс электроустановок, резервирование по мощности и гибкость в отношении аварийных ситуаций в энергосистеме основным фактором введения распределённой генерации (далее – РГ) является экономически выгодная цена стоимости одного киловатт-часа, что стимулирует в первую очередь средних и крупных игроков рынка потребителей электроэнергии. Создание такого типа РГ в первую очередь выгодно только потребителю, однако общий вклад в работу сети является низким или отсутствует полностью, ограничиваясь в первую очередь условиями техприсоединения или наложенными ограничениями от РСК.В сетях низкого напряжения, а в особенности районных сетях, которые принадлежат и обслуживаются системообразующими РСК или менее крупными энергетическими компаниями, наблюдаются проблемы с организацией безаварийной работы сети 0,4 – 20 кВ. Учитывая общий тренд на вынос предприятий за черту городов, создания особых экономических зон и зон опережающего развития в районах, разрастания городской застройки за пределы крупных населённых пунктов требуется повышение качества энергоснабжения, что упирается в техническое состояние воздушных линий (далее - ВЛ) и оборудования подстанций (далее – ПС). Современная сельское население нуждается в электроэнергии не менее городского, а ущерб предприятиям сельского хозяйства от обесточения, особенно в молочном хозяйстве и птицеводстве является самым большим из всех отраслей экономики, исключая связанные непосредственно с использованием электрической энергии в работе компьютерной техники (майнинг криптовалют, обработка и деятельность ЦОД).Тем самым создаётся парадоксальная ситуация, когда в большинстве случаев потребители привязаны не самым надёжным источникам питания, но при этом могут использовать или сетевое централизованное питание или аварийный резервный источник. Использование источника распределённой генерации должно сделать вопрос надёжности прилегающей электрической сети менее острым и болезненным.Однако в России нет общих правил использования и регламентирования подключения РГ к сетям. В рамках работы правительства и Минэнерго относительно хорошо проработанными являются вопросы юридического оформления технического присоединения согласно Правил технологического присоединения энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, объектов по производству электрической энергии, а также объектов электросетевого хозяйства, принадлежащих сетевым организациям и иным лицам, к электрическим сетям от 30.06.2022 г. Касательно, вопросов оперативно-диспетчерского и технологического управления и регулирования вопрос РГ проработан слабо. Если объект подпадает под требования Системного Оператора, то есть имеет мощность более 25 МВт, или при меньшей мощности оказывает существенное влияние на энергетический режим – он подчиняется правилам работы в энергосистеме и правилам участника оптового рынка. Если менее, то возникает достаточно спорный момент, в котором с одной стороны генерирующее оборудование должно подчиняться Правилам технической эксплуатации электрических станций и сетей, Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей и заключенного договора о технологическом присоединении, а с другой отсутствует нормативная база для регулирования и выбора условий проектирования и эксплуатации оборудования в технической части данного вопроса.Рисунок 1. Принцип разделения генерирующих устройств по уровню оперативного управления и влияния на энергосистему.Например, при подключении оборудования к сети могут возникнуть следующие особенности, которые требуется определить заранее, прежде чем выдавать разрешение или запрет на организацию параллельной работы с сетью:какие энергетические режимы возможны для генерирующего оборудования и как их определять,какие ограничения должны налагаться на те или иные виды генерирующего оборудования касательно вопросов организации технологического присоединения,в каких пределах оборудование не меняет электрический режим работы прилегающей сети,может ли оборудование обеспечивать выделенный изолированный режим работы в сети и в каких условиях не должно автоматически отделяться от основной системы.На данный момент данные вопросы должны напрямую рассчитываться соответствующими службами (службой релейной защиты и автоматики, службы электрических режимов) при каждом рассмотрении возможности организации параллельной работы. К сожалению, в большинстве случаев, для снижения ответственности перед потребителем и снижения собственных затрат выдаётся запрет на подобный режим работы, что приводит к снижению заинтересованности инвесторов и потребителей к подобного рода установкам.Пока в России не выработаны конкретные правила по организации методов подключения РГ к сети, при этом уже прорабатываются некоторые возможные способы, которые, к примеру прорабатывались СО ЕЭС как возможные, при этом использование подключения непосредственно к питающим фидерам рассматривалось как наиболее оптимальный и надёжный вариант.Рисунок 2. Предлагаемые варианты для подключения к сетям, согласно изложениям СО ЕЭС.Для того чтобы понять, как может организовываться работа РГ по этим параметрам было исследован опыт передовых в этом отношении государств, в которых использование объектов децентрализованной энергетики давно является обычным явлением и имеется наработанный годами опыт реальной эксплуатации.Хорошим примером будет разработанный в 2005 году свод правил по работе с генерирующими источниками в Калифорнии (США) – «Rule 21». Согласно этому правилу у любой системы, имеющей возможность выхода в общую питающую сеть, должны быть:устройства, обеспечивающие защиту от токов короткого замыкания, токов несинхронного включения, уравнительных токов сверх номинала сечения проводников (выключатели с их защитами, плавкие предохранители) при любой мощности подключаемой генерирующей установки, одно- или трехфазного подключения и любого напряжения,устройства, обеспечивающие создания видимого разрыва, при подключении источника мощность более 1 кВА (согласно ПОТЭЭ, устройство, обеспечивающее наглядное отключение электроустановки с ручным приводом),устройства, не допускающие работу с выходом электрического режима за установленные параметры стандартами по напряжению и частоте,устройства, обеспечивающего автоматическое отключение генерирующей установки или нагрузки при превышении установленного параметра импорта или экспорта энергии в сеть (данным устройством в нашей стране должен быть узел учета оборудованный АСКУЭ).Ключевым моментом в реализации данных правил является то, что при соблюдении определённых условий потребитель получает возможность к упрощённому подключению, что снижает расходы и вовлекает большее число заинтересованных лиц в процесс децентрализации. При невыполнении правил или использовании несертифицированного оборудования или устройств автоматики, требуется полная проработка проекта в отношении возможности подключения.Результатом данных технических решений является то, что системный оператор в США с 2015 г. может закупать электроэнергию от средств распределённой генерации в рамках оптового рынка без усложнения структуры и управления электроэнергетической системы.С этими вводными далее работают правила разработки и подключения РГ в сеть. Самым простым является система подключения однофазного источника переменного тока мощностью до 20 кВА, как раз и являющейся наиболее приспособленной для работы с отдельными бытовыми или отдельными потребителями. Их мощность не должна быть выше указанной, должны соблюдаться правила подключения генерирующего источника, оборудование должно выдавать в сеть электрический ток необходимых параметров, при этом строго различаются времена работы защит на отключение при мощности генераторов до 11 кВА и более 11 кВА до верхнего порога мощности.Такая практика, к примеру, имеет место в Испании, объём генерации, совмещенной с потреблением с покрытием собственных потерь, оценивается в 2% от всей мощности энергосистемы. Подобное подключение может быть наиболее релевантным в энергосистемах с вновь вводимыми системами распределённой генерации.Рисунок 3. Предлагаемые варианты для подключения к сетям среднего и низкого напряжения, согласно RULE 21.Системное регулирование данного вида РГ идет в первую очередь, ограничением мощности как генератора, так и общей компенсируемой мощности потребления, ограничиваемой 25% частью по току и 50% от мощности присоединения. Перекладывая на российские реалии генерирующий источник однофазного подключения не должен выдавать более 6,25 А по току и 2,5 кВт по максимальной мощности для присоединения по договору о стандартном подключении к распределительным сетям низкого напряжения - 5 кВт. При этом должен быть установлен автоматический выключатель необходимого номинала, система ограничения работы в режиме установленном ПУЭ по напряжению и току. При этом синхронизация работы генератора происходит самостоятельно при всех видах источника напряжения, как синхронного, так и асинхронного, и инверторного типа генератора.Для исключения влияния на отстройки токовых защит присоединений должно соблюдаться правило отношения тока короткого замыкания от генерирующего источника
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 2
Ссылка для цитирования:
Ткаченко Н.С. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ПОДКЛЮЧЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЁННОЙ ГЕНЕРАЦИИ НА ОПЫТЕ ЗАРУБЕЖНЫХ ГОСУДАРСТВ // Вестник науки №6 (87) том 2. С. 2384 - 2394. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/24174 (дата обращения: 08.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+
*