Актуальные проблемы эксплуатации турбинного и насосного оборудования гидроаккумулирующих электростанций
Ключевые слова:
ГАЭС, турбина, насос, генератор, двигатель, узел, гидроаккумулирующая электростанция, индекс технического состояния
Аннотация
Рассмотрены вопросы эффективности эксплуатации гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС) и определяющие ее факторы. Выполнен анализ особенностей работы турбинного и насосного оборудования гидроаккумулирующих электростанций, а также используемых на российских энергообъектах подходов к диагностике их состояния, соответствующей нормативно-технической базе. Выделены актуальные вопросы диагностики состояния оборудования гидроаккумулирующих электростанций с учетом российского и мирового опытов эксплуатации и проектирования, требующие проведения исследований в части доработки существующих на российских энергообъектах подходов к диагностированию технического состояния турбинного и насосного оборудования и соответствующей нормативно-технической базы. Приведены особенности и неисправности в эксплуатации насосного и турбинного оборудования, а также связанные с этим особенности и неисправности генераторного (двигательного) оборудования, встречающиеся на гидроаккумулирующих электростанциях России и мира, выделены наиболее часто встречающиеся и проанализированы их причины.
По мнению авторов данные особенности должны быть учтены при расчете индекса технического состояния турбинного и насосного оборудования ГАЭС. Для повышения эффективности эксплуатации турбинного и насосного оборудования ГАЭС следует проводить выбор состава включенного генерирующего и насосного оборудования станции с учетом влияния режимной карты включенного оборудования и его технического состояния на суммарную выработку/потребление электрической энергии, а также более регламентировано проводить мероприятия по диагностике и техническому обслуживанию оборудования.
Литература
1. Pumped Storage Hydropower [Электрон. ресурс] www.hydropower.org/factsheets/pumped-storage (дата обращения 20.10.2021).
2. Синюгин В.Ю., Магрук В.И., Родионов В.Г. Гидроаккумулирующие электростанции в современной электроэнергетике. М.: ЭНАС, 2008.
3. Приказ Минэнерго России № 229 от 19 июня 2003 г. «Об утверждении Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации».
4. Ding H., Hu Z., Song Y. Stochastic Optimization of the Daily Operation of Wind Farm and Pumped-hydro-storage Plant // Renewable Energy. 2012. V. 48. Pp. 571—578.
5. Ma T. e. a. Technical Feasibility Study on a Standalone Hybrid Solar-wind System with Pumped Hydro Storage for a Remote Island in Hong Kong // Renewable Energy. 2014. V. 69. Pp. 7—15.
6. Nyeche E.N., Diemuodeke E.O. Modelling and Optimisation of a Hybrid PV-wind Turbine-pumped Hydro Storage Energy System for Mini-grid Application in Coastline Communities // J. Cleaner Production. 2020. V. 250. P. 119578.
7. Donga L. e. a. Performance Analysis of a Novel Hybrid Solar Photovoltaic — Pumped-hydro and Compressed-air Storage System in Different Climatic Zones // J. Energy Storage. 2021. V. 35. P. 102293.
8. Lin, S., Ma T., Javed M.S. Prefeasibility Study of a Distributed Photovoltaic System with Pumped Hydro Storage for Residential Buildings // Energy Conversion and Management. 2020. V. 222. P. 113199.
9. Makhdoomi S., Askarzadeh A. Daily Performance Optimization of a Grid-connected Hybrid System Composed of Photovoltaic and Pumped Hydro Storage (PV/PHS) // Renewable Energy. 2020. V. 159. Pp. 272—285.
10. Makhdoomi S., Askarzadeh A. Optimizing Operation of a Photovoltaic/diesel Generator Hybrid Energy System with Pumped Hydro Storage by a Modified Crow Search Algorithm // J. Energy Storage. 2020. V. 27. P. 101040.
11. Mousavi N. e. a. A Real-time Energy Management Strategy for Pumped Hydro Storage Systems in Farmhouses // J. Energy Storage. 2020. V. 32. P. 101928.
12. Mousavi N. e. a. Modelling, Design, and Experimental Validation of a Grid-connected Farmhouse Comprising a Photovoltaic and a Pumped Hydro Storage System // Energy Conversion and Management. 2020. V. 210. P. 112675.
13. Oskoueia M.Z., Yazdankhah A.S. Scenario-based Stochastic Optimal Operation of Wind, Photovoltaic, Pump-storage Hybrid System in Frequency-based Pricing // Energy Conversion and Management. 2015. V. 105. Pp. 1105—1114.
14. Stoppato A. e. a. A PSO (Particle Swarm Optimization) — Based Model for the Optimal Management of a Small PV (Photovoltaic)-pump Hydro Energy Storage in a Rural Dry Area // Energy. 2014. V. 76. Pp. 168—174.
15. Hering P. e. a. Optimal Scheduling of a Pumped-storage Hydro Power Plant Operation // Proc. XIII Intern. Conf. Environment and Electrical Eng. 2013. Pp. 166—171.
16. Zhang H. e. a. Parameter Analysis and Performance Optimization for the Vertical Pipe Intake Outlet of a Pumped Hydro Energy Storage Station // Renewable Energy. 2020. V. 162. Pp. 1499—1518.
17. СТО 17330282.27.140.001—2006. Гидроэлектростанции. Методики оценки технического состояния основного оборудования.
18. Приказ Минэнерго России № 192 от 17 марта 2020 г. «О внесении изменений в методику оценки технического состояния основного технологического оборудования и линий электропередачи электрических станций и электрических сетей, утвержденную приказом Минэнерго России № 676 от 26 июля 2017 г.».
19. СТО РусГидро 02.02.106—2019. Гидроагрегаты. Автоматизированный мониторинг и диагностирование. Функциональные и технические требования.
20. ГОСТ 20911—89. Техническая диагностика. Термины и определения.
21. ГОСТ Р 58779—2019. Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Эксплуатация. Техническая эксплуатация основного технологического оборудования энергосистем, электрических станций и электрических сетей. Информационно-технический справочник основного технологического оборудования для обеспечения единых принципов построения унифицированных систем оценки, мониторинга и контроля технического состояния оборудования и сооружений, эксплуатируемых на объектах электроэнергетики.
22. Schmelter K. Anforderungen an Den Betrieb von Pumpspeicherwerken [Электрон. ресурс] www.doczz.net/doc/6124427/anforderungen-an-den-betrieb-von-pumpspeicherwerken (дата обращения 20.10.2021)
---
Для цитирования: Габидулин Р.М., Хохлов В.А., Ярда Н.А. Актуальные проблемы эксплуатации турбинного и насосного оборудования гидроаккумулирующих электростанций // Вестник МЭИ. 2022. № 5. С. 47—55. DOI: 10.24160/1993-6982-2022-5-47-55
#
1. Pumped Storage Hydropower [Elektron. Resurs] www.hydropower.org/factsheets/pumped-storage (Data Obrashcheniya 20.10.2021).
2. Sinyugin V.Yu., Magruk V.I., Rodionov V.G. Gidroakkumuliruyushchie Elektrostantsii v Sovremennoy Elektroenergetike. M.: ENAS, 2008. (in Russian).
3. Prikaz Minenergo Rossii № 229 ot 19 Iyunya 2003 g. «Ob Utverzhdenii Pravil Tekhnicheskoy Ekspluatatsii Elektricheskikh Stantsiy i Setey Rossiyskoy Federatsii».(in Russian).
4. Ding H., Hu Z., Song Y. Stochastic Optimization of the Daily Operation of Wind Farm and Pumped-hydro-storage Plant. Renewable Energy. 2012;48:571—578.
5. Ma T. e. a. Technical Feasibility Study on a Standalone Hybrid Solar-wind System with Pumped Hydro Storage for a Remote Island in Hong Kong. Renewable Energy. 2014;69:7—15.
6. Nyeche E.N., Diemuodeke E.O. Modelling and Optimisation of a Hybrid PV-wind Turbine-pumped Hydro Storage Energy System for Mini-grid Application in Coastline Communities. J. Cleaner Production. 2020;250:119578.
7. Donga L. e. a. Performance Analysis of a Novel Hybrid Solar Photovoltaic — Pumped-hydro and Compressed-air Storage System in Different Climatic Zones. J. Energy Storage. 2021;35:102293.
8. Lin, S., Ma T., Javed M.S. Prefeasibility Study of a Distributed Photovoltaic System with Pumped Hydro Storage for Residential Buildings. Energy Conversion and Management. 2020;222:113199.
9. Makhdoomi S., Askarzadeh A. Daily Performance Optimization of a Grid-connected Hybrid System Composed of Photovoltaic and Pumped Hydro Storage (PV/PHS). Renewable Energy. 2020;159:272—285.
10. Makhdoomi S., Askarzadeh A. Optimizing Operation of a Photovoltaic/diesel Generator Hybrid Energy System with Pumped Hydro Storage by a Modified Crow Search Algorithm. J. Energy Storage. 2020;27:101040.
11. Mousavi N. e. a. A Real-time Energy Management Strategy for Pumped Hydro Storage Systems in Farmhouses. J. Energy Storage. 2020;32:101928.
12. Mousavi N. e. a. Modelling, Design, and Experimental Validation of a Grid-connected Farmhouse Comprising a Photovoltaic and a Pumped Hydro Storage System. Energy Conversion and Management. 2020;210:112675.
13. Oskoueia M.Z., Yazdankhah A.S. Scenario-based Stochastic Optimal Operation of Wind, Photovoltaic, Pump-storage Hybrid System in Frequency-based Pricing. Energy Conversion and Management. 2015;105:1105—1114.
14. Stoppato A. e. a. A PSO (Particle Swarm Optimization) — Based Model for the Optimal Management of a Small PV (Photovoltaic)-pump Hydro Energy Storage in a Rural Dry Area. Energy. 2014;76:168—174.
15. Hering P. e. a. Optimal Scheduling of a Pumped-storage Hydro Power Plant Operation. Proc. XIII Intern. Conf. Environment and Electrical Eng. 2013:166—171.
16. Zhang H. e. a. Parameter Analysis and Performance Optimization for the Vertical Pipe Intake Outlet of a Pumped Hydro Energy Storage Station. Renewable Energy. 2020;162:1499—1518.
17. STO 17330282.27.140.001—2006. Gidroelektrostantsii. Metodiki Otsenki Tekhnicheskogo Sostoyaniya Osnovnogo Oborudovaniya. (in Russian).
18. Prikaz Minenergo Rossii № 192 ot 17 Marta 2020 g. «O Vnesenii Izmeneniy v Metodiku Otsenki Tekhnicheskogo Sostoyaniya Osnovnogo Tekhnologicheskogo Oborudovaniya i Liniy Elektroperedachi Elektricheskikh Stantsiy i Elektricheskikh Setey, Utverzhdennuyu Prikazom Minenergo Rossii № 676 ot 26 Iyulya 2017 g.». (in Russian).
19. STO RusGidro 02.02.106—2019. Gidroagregaty. Avtomatizirovannyy Monitoring i Diagnostirovanie. Funktsional'nye i Tekhnicheskie Trebovaniya. (in Russian).
20. GOST 20911—89. Tekhnicheskaya Diagnostika. Terminy i Opredeleniya. (in Russian).
21. GOST R 58779—2019. Edinaya Energeticheskaya Sistema i Izolirovanno Rabotayushchie Energosistemy. Ekspluatatsiya. Tekhnicheskaya Ekspluatatsiya Osnovnogo Tekhnologicheskogo Oborudovaniya Energosistem, Elektricheskikh Stantsiy i Elektricheskikh Setey. Informatsionno-tekhnicheskiy Spravochnik Osnovnogo Tekhnologicheskogo Oborudovaniya dlya Obespecheniya Edinykh Printsipov Postroeniya Unifitsirovannykh Sistem Otsenki, Monitoringa i Kontrolya Tekhnicheskogo Sostoyaniya Oborudovaniya i Sooruzheniy, Ekspluatiruemykh na Obektakh Elektroenergetiki. (in Russian).
22. Schmelter K. Anforderungen an Den Betrieb von Pumpspeicherwerken [Elektron. Resurs] www.doczz.net/doc/6124427/anforderungen-an-den-betrieb-von-pumpspeicherwerken (Data Obrashcheniya 20.10.2021)
---
For citation: Gabidulin R.M., Khokhlov V.A., Yarda N.A. Actual Problems of Operation of Turbine and Pumping Equipment of Pumped Storage Power Plants. Bulletin of MPEI. 2022;5:47—55. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2022-5-47-55
2. Синюгин В.Ю., Магрук В.И., Родионов В.Г. Гидроаккумулирующие электростанции в современной электроэнергетике. М.: ЭНАС, 2008.
3. Приказ Минэнерго России № 229 от 19 июня 2003 г. «Об утверждении Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации».
4. Ding H., Hu Z., Song Y. Stochastic Optimization of the Daily Operation of Wind Farm and Pumped-hydro-storage Plant // Renewable Energy. 2012. V. 48. Pp. 571—578.
5. Ma T. e. a. Technical Feasibility Study on a Standalone Hybrid Solar-wind System with Pumped Hydro Storage for a Remote Island in Hong Kong // Renewable Energy. 2014. V. 69. Pp. 7—15.
6. Nyeche E.N., Diemuodeke E.O. Modelling and Optimisation of a Hybrid PV-wind Turbine-pumped Hydro Storage Energy System for Mini-grid Application in Coastline Communities // J. Cleaner Production. 2020. V. 250. P. 119578.
7. Donga L. e. a. Performance Analysis of a Novel Hybrid Solar Photovoltaic — Pumped-hydro and Compressed-air Storage System in Different Climatic Zones // J. Energy Storage. 2021. V. 35. P. 102293.
8. Lin, S., Ma T., Javed M.S. Prefeasibility Study of a Distributed Photovoltaic System with Pumped Hydro Storage for Residential Buildings // Energy Conversion and Management. 2020. V. 222. P. 113199.
9. Makhdoomi S., Askarzadeh A. Daily Performance Optimization of a Grid-connected Hybrid System Composed of Photovoltaic and Pumped Hydro Storage (PV/PHS) // Renewable Energy. 2020. V. 159. Pp. 272—285.
10. Makhdoomi S., Askarzadeh A. Optimizing Operation of a Photovoltaic/diesel Generator Hybrid Energy System with Pumped Hydro Storage by a Modified Crow Search Algorithm // J. Energy Storage. 2020. V. 27. P. 101040.
11. Mousavi N. e. a. A Real-time Energy Management Strategy for Pumped Hydro Storage Systems in Farmhouses // J. Energy Storage. 2020. V. 32. P. 101928.
12. Mousavi N. e. a. Modelling, Design, and Experimental Validation of a Grid-connected Farmhouse Comprising a Photovoltaic and a Pumped Hydro Storage System // Energy Conversion and Management. 2020. V. 210. P. 112675.
13. Oskoueia M.Z., Yazdankhah A.S. Scenario-based Stochastic Optimal Operation of Wind, Photovoltaic, Pump-storage Hybrid System in Frequency-based Pricing // Energy Conversion and Management. 2015. V. 105. Pp. 1105—1114.
14. Stoppato A. e. a. A PSO (Particle Swarm Optimization) — Based Model for the Optimal Management of a Small PV (Photovoltaic)-pump Hydro Energy Storage in a Rural Dry Area // Energy. 2014. V. 76. Pp. 168—174.
15. Hering P. e. a. Optimal Scheduling of a Pumped-storage Hydro Power Plant Operation // Proc. XIII Intern. Conf. Environment and Electrical Eng. 2013. Pp. 166—171.
16. Zhang H. e. a. Parameter Analysis and Performance Optimization for the Vertical Pipe Intake Outlet of a Pumped Hydro Energy Storage Station // Renewable Energy. 2020. V. 162. Pp. 1499—1518.
17. СТО 17330282.27.140.001—2006. Гидроэлектростанции. Методики оценки технического состояния основного оборудования.
18. Приказ Минэнерго России № 192 от 17 марта 2020 г. «О внесении изменений в методику оценки технического состояния основного технологического оборудования и линий электропередачи электрических станций и электрических сетей, утвержденную приказом Минэнерго России № 676 от 26 июля 2017 г.».
19. СТО РусГидро 02.02.106—2019. Гидроагрегаты. Автоматизированный мониторинг и диагностирование. Функциональные и технические требования.
20. ГОСТ 20911—89. Техническая диагностика. Термины и определения.
21. ГОСТ Р 58779—2019. Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Эксплуатация. Техническая эксплуатация основного технологического оборудования энергосистем, электрических станций и электрических сетей. Информационно-технический справочник основного технологического оборудования для обеспечения единых принципов построения унифицированных систем оценки, мониторинга и контроля технического состояния оборудования и сооружений, эксплуатируемых на объектах электроэнергетики.
22. Schmelter K. Anforderungen an Den Betrieb von Pumpspeicherwerken [Электрон. ресурс] www.doczz.net/doc/6124427/anforderungen-an-den-betrieb-von-pumpspeicherwerken (дата обращения 20.10.2021)
---
Для цитирования: Габидулин Р.М., Хохлов В.А., Ярда Н.А. Актуальные проблемы эксплуатации турбинного и насосного оборудования гидроаккумулирующих электростанций // Вестник МЭИ. 2022. № 5. С. 47—55. DOI: 10.24160/1993-6982-2022-5-47-55
#
1. Pumped Storage Hydropower [Elektron. Resurs] www.hydropower.org/factsheets/pumped-storage (Data Obrashcheniya 20.10.2021).
2. Sinyugin V.Yu., Magruk V.I., Rodionov V.G. Gidroakkumuliruyushchie Elektrostantsii v Sovremennoy Elektroenergetike. M.: ENAS, 2008. (in Russian).
3. Prikaz Minenergo Rossii № 229 ot 19 Iyunya 2003 g. «Ob Utverzhdenii Pravil Tekhnicheskoy Ekspluatatsii Elektricheskikh Stantsiy i Setey Rossiyskoy Federatsii».(in Russian).
4. Ding H., Hu Z., Song Y. Stochastic Optimization of the Daily Operation of Wind Farm and Pumped-hydro-storage Plant. Renewable Energy. 2012;48:571—578.
5. Ma T. e. a. Technical Feasibility Study on a Standalone Hybrid Solar-wind System with Pumped Hydro Storage for a Remote Island in Hong Kong. Renewable Energy. 2014;69:7—15.
6. Nyeche E.N., Diemuodeke E.O. Modelling and Optimisation of a Hybrid PV-wind Turbine-pumped Hydro Storage Energy System for Mini-grid Application in Coastline Communities. J. Cleaner Production. 2020;250:119578.
7. Donga L. e. a. Performance Analysis of a Novel Hybrid Solar Photovoltaic — Pumped-hydro and Compressed-air Storage System in Different Climatic Zones. J. Energy Storage. 2021;35:102293.
8. Lin, S., Ma T., Javed M.S. Prefeasibility Study of a Distributed Photovoltaic System with Pumped Hydro Storage for Residential Buildings. Energy Conversion and Management. 2020;222:113199.
9. Makhdoomi S., Askarzadeh A. Daily Performance Optimization of a Grid-connected Hybrid System Composed of Photovoltaic and Pumped Hydro Storage (PV/PHS). Renewable Energy. 2020;159:272—285.
10. Makhdoomi S., Askarzadeh A. Optimizing Operation of a Photovoltaic/diesel Generator Hybrid Energy System with Pumped Hydro Storage by a Modified Crow Search Algorithm. J. Energy Storage. 2020;27:101040.
11. Mousavi N. e. a. A Real-time Energy Management Strategy for Pumped Hydro Storage Systems in Farmhouses. J. Energy Storage. 2020;32:101928.
12. Mousavi N. e. a. Modelling, Design, and Experimental Validation of a Grid-connected Farmhouse Comprising a Photovoltaic and a Pumped Hydro Storage System. Energy Conversion and Management. 2020;210:112675.
13. Oskoueia M.Z., Yazdankhah A.S. Scenario-based Stochastic Optimal Operation of Wind, Photovoltaic, Pump-storage Hybrid System in Frequency-based Pricing. Energy Conversion and Management. 2015;105:1105—1114.
14. Stoppato A. e. a. A PSO (Particle Swarm Optimization) — Based Model for the Optimal Management of a Small PV (Photovoltaic)-pump Hydro Energy Storage in a Rural Dry Area. Energy. 2014;76:168—174.
15. Hering P. e. a. Optimal Scheduling of a Pumped-storage Hydro Power Plant Operation. Proc. XIII Intern. Conf. Environment and Electrical Eng. 2013:166—171.
16. Zhang H. e. a. Parameter Analysis and Performance Optimization for the Vertical Pipe Intake Outlet of a Pumped Hydro Energy Storage Station. Renewable Energy. 2020;162:1499—1518.
17. STO 17330282.27.140.001—2006. Gidroelektrostantsii. Metodiki Otsenki Tekhnicheskogo Sostoyaniya Osnovnogo Oborudovaniya. (in Russian).
18. Prikaz Minenergo Rossii № 192 ot 17 Marta 2020 g. «O Vnesenii Izmeneniy v Metodiku Otsenki Tekhnicheskogo Sostoyaniya Osnovnogo Tekhnologicheskogo Oborudovaniya i Liniy Elektroperedachi Elektricheskikh Stantsiy i Elektricheskikh Setey, Utverzhdennuyu Prikazom Minenergo Rossii № 676 ot 26 Iyulya 2017 g.». (in Russian).
19. STO RusGidro 02.02.106—2019. Gidroagregaty. Avtomatizirovannyy Monitoring i Diagnostirovanie. Funktsional'nye i Tekhnicheskie Trebovaniya. (in Russian).
20. GOST 20911—89. Tekhnicheskaya Diagnostika. Terminy i Opredeleniya. (in Russian).
21. GOST R 58779—2019. Edinaya Energeticheskaya Sistema i Izolirovanno Rabotayushchie Energosistemy. Ekspluatatsiya. Tekhnicheskaya Ekspluatatsiya Osnovnogo Tekhnologicheskogo Oborudovaniya Energosistem, Elektricheskikh Stantsiy i Elektricheskikh Setey. Informatsionno-tekhnicheskiy Spravochnik Osnovnogo Tekhnologicheskogo Oborudovaniya dlya Obespecheniya Edinykh Printsipov Postroeniya Unifitsirovannykh Sistem Otsenki, Monitoringa i Kontrolya Tekhnicheskogo Sostoyaniya Oborudovaniya i Sooruzheniy, Ekspluatiruemykh na Obektakh Elektroenergetiki. (in Russian).
22. Schmelter K. Anforderungen an Den Betrieb von Pumpspeicherwerken [Elektron. Resurs] www.doczz.net/doc/6124427/anforderungen-an-den-betrieb-von-pumpspeicherwerken (Data Obrashcheniya 20.10.2021)
---
For citation: Gabidulin R.M., Khokhlov V.A., Yarda N.A. Actual Problems of Operation of Turbine and Pumping Equipment of Pumped Storage Power Plants. Bulletin of MPEI. 2022;5:47—55. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2022-5-47-55
Опубликован
2021-11-23
Выпуск
Раздел
Электроэнергетика (технические науки)
