Вход
  1. Главная
  2. Журналы
  3. «Газовая промышленность»
  4. Спецвыпуск 3.2023
Спецвыпуск 3.2023

Краткое сообщение

УДК 621.311::621.59
(UDK 621.311::621.59)

Для получения доступа к статьям

Авторизуйтесь
Купить журнал

ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ (POWER SUPPLY SERVICE AND ENERGY EFFICIENCY)

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕСПЕРЕБОЙНОЙ РАБОТЫ КОМПЛЕКСА ПО ПРОИЗВОДСТВУ, ХРАНЕНИЮ И ОТГРУЗКЕ СПГ

(PROSPECTS FOR USE OF ENERGY STORAGE SYSTEMS TO ENSURE UNINTERRUPTED OPERATION OF LNG COMPLEX)

Опыт работы Комплекса по производству, хранению и отгрузке СПГ в районе компрессорной станции «Портовая» в грозовые сезоны 2022–2023 гг. показал, насколько остра проблема организации его надежного энергоснабжения. Многочисленные короткие замыкания в питающей сети 110 кВ, вызванные грозовыми перенапряжениями, создают провалы напряжения и приводят к останову технологического оборудования, требовательного к качеству электроэнергии, значительно снижая производительность комплекса. Аварийное отключение одного из питающих вводов 110 кВ, несмотря на успешную работу устройств автоматического повторного включения или автоматического включения резерва, также приводит к срабатыванию технологических защит оборудования и последующему останову выпуска продукции.
Объект настоящего исследования – применение частотно-регулируемого асинхронного электропривода компрессора сырьевого газа 22С01, Sinamics GH 150 (Siemens AG, Германия) с бездатчиковой системой управления для обеспечения работоспособности привода при провалах напряжения питающей сети.
Сохранить управляемость приводом можно двумя способами. Первый и более надежный – применение внешних накопителей энергии на основе аккумуляторных батарей, подключаемых к цепям постоянного тока частотно-регулируемого привода. Второй способ – перевод системы управления в режим управляемой кинетической буферизации энергии, используемой для поддержания напряжения в звене постоянного тока на требуемом уровне. Данная функция полностью не обеспечит работоспособность привода в момент потери питания или глубоких просадок сети и имеет кратковременное положительное действие.
В работе рассмотрены возможность и целесообразность применения систем накопления энергии в Комплексе по производству, хранению и отгрузке СПГ в районе компрессорной станции «Портовая». Предложена имитационная схема электротехнической системы, включающей систему накопления энергии на базе аккумуляторных батарей и суперконденсаторов. Применение данной схемы позволяет точечно настроить параметры системы накопления энергии, пересчитать емкости, изменить величину провала напряжения и смоделировать совместную или раздельную работу, учитывая недостатки и преимущества каждого блока. Модель также позволяет наглядно оценить эффективность применения систем накопления энергии разного рода в борьбе с провалами и прерываниями напряжения в сети.
Сделан вывод о том, что наиболее эффективно обеспечивает достижение целей данной работы применение внешних накопителей электроэнергии, подключенных к звену постоянного тока частотно-регулируемого привода, с обязательным использованием функции кинетической поддержки.

The experience of operation of the Portovaya LNG Production, Storage and Offloading Complex during the thunderstorm seasons of 2022–2023 has shown how acute the problem of organizing its reliable power supply is. Numerous short circuits in the 110 kV supply network, caused by lightning overvoltage, create voltage sags and lead to shutdown of high-tech equipment sensitive to power quality, significantly reducing the performance of the Complex. Emergency power dump of one of the 110 kV supply inputs despite the successful operation of automatic reclosing or automatic reserve switching devices also leads to triggering of equipment process protections and subsequent stoppage of production.
The subject of the present study is the application of variable frequency asynchronous electric drive of feed gas compressor 22C01, Sinamics GH 150 (Siemens AG, Germany) with sensor-less control system to ensure the operability of the drive in case of supply voltage sags.
There are two ways to maintain drive controllability. The first and more reliable is the use of external energy storage devices based on accumulator batteries connected to the DC circuits of the variable frequency drive. The second way is to transfer the control system into the mode of controlled kinetic buffering of energy used to maintain the voltage in the DC link at the required level. This function will not fully ensure the operability of the drive at the moment of power loss or deep network sags, and has a short-term positive effect, moreover, for its application it is necessary to modify the software of the variable frequency drive.
The paper considers the possibility and feasibility of using energy storage systems at the Portovaya LNG Production, Storage and Offloading Complex. The simulation model of the electrical system including the energy storage system based on a battery and a supercapacitor unit is proposed by the authors. The application of this model allows to fine-tune the parameters of the energy storage system, recalculate the capacitances, change the magnitude of voltage dip, and simulate joint or separate operation, taking into account the disadvantages and advantages of each unit. The model also allows us to visualize the effectiveness of different types of energy storage systems in dealing with voltage sags and interruptions in the grid. It is concluded that the most effective is the use of external energy storage devices connected to the busbars of a closed 10 kV switchgear to support the running process load or connected to the DC link of variable frequency electric drives.

ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРИВОД, РЕКУПЕРАЦИЯ ЭНЕРГИИ, ЗВЕНО ПОСТОЯННОГО ТОКА, АКТИВНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ТОКА СТАТОРА, ПРОВАЛ НАПРЯЖЕНИЯ, СИСТЕМА НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ

VARIABLE FREQUENCY DRIVE, ENERGY RECOVERY, DC LINK, ACTIVE COMPONENT OF STATOR CURRENT, VOLTAGE DIP, ENERGY STORAGE SYSTEM

В.А. Михаленко, к.т.н., ПАО «Газпром» (Санкт-Петербург, Россия), V.Mikhalenko@adm.gazprom.ru

А.Н. Бронников, ПАО «Газпром», A.N.Bronnikov@adm.gazprom.ru

А.А. Шаповало, к.т.н., ПАО «Газпром», A.Shapovalo@adm.gazprom.ru

Т.Ф. Коноплев, ПАО «Газпром», T.Konoplev@adm.gazprom.ru

И.С. Токарев, к.т.н., ПАО «Газпром», I.Tokarev@adm.gazprom.ru

А.А. Володько, ООО «Газпром СПГ Портовая» (Санкт-Петербург, Россия), A.Volodko@spblng.gazprom.ru

А.В. Стропак, ООО «Газпром СПГ Портовая», A.Stropak@spblng.gazprom.ru

И.В. Скворцов, ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет» (Санкт-Петербург, Россия), Skvortsov.Ivan7@yandex.ru

V.A. Mikhalenko, PhD in Engineering, PJSC Gazprom (Saint Petersburg, Russia), V.Mikhalenko@adm.gazprom.ru

A.N. Bronnikov, PJSC Gazprom, A.N.Bronnikov@adm.gazprom.ru

A.A. Shapovalo, PhD in Engineering, PJSC Gazprom, A.Shapovalo@adm.gazprom.ru

T.F. Konoplev, PJSC Gazprom, T.Konoplev@adm.gazprom.ru

I.S. Tokarev, PhD in Engineering, PJSC Gazprom, I.Tokarev@adm.gazprom.ru

A.A. Volodko, Gazprom LNG Portovaya LLC (Saint Petersburg, Russia), A.Volodko@spblng.gazprom.ru

A.V. Stropak, Gazprom LNG Portovaya LLC, A.Stropak@spblng.gazprom.ru

I.V. Skvortsov, Saint Petersburg Mining University (Saint Petersburg, Russia), Skvortsov.Ivan7@yandex.ru

ГОСТ 32144–2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в сетях общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014. 16 с.

Корнилов Г.П., Коваленко А.Ю., Николаев А.А. и др. Ограничение провалов напряжения в сетях промышленных предприятий // Электротехнические системы и комплексы. 2014. № 2 (23). С. 44–48.

Теличко Л.Я., Басов П.М. Влияние провалов напряжения в распределительных сетях промышленных предприятий на работу современных регулируемых электроприводов // Электротехнические комплексы и системы управления. 2009. № 2. С. 16–20.

Ершов С.В., Жабин Б.А. Особенности определения провалов напряжения в системах электроснабжения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2014. № 8. С. 97–103.

Гуревич Ю.Е., Файбисович Д.Л., Хвощинская З.Г. О бесперебойности электроснабжения промышленных потребителей // Электричество. 1995. № 8. С. 2–10.

Шонин О.Б., Новожилов Н.Г., Крыльцов С.Б. Повышение устойчивости асинхронного электропривода с бездатчиковой скалярной системой управления при провалах напряжения сети // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. № 11–2. С. 507–520.

Кудрявцев А.В. Повышение эффективности электроприводов газоперекачивающих агрегатов на базе высоковольтных преобразователей частоты: дис. ... канд. техн. наук. СПб.: Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», 2012. 151 с.

Federal Agency on Technical Regulating and Metrology. GOST 32144–2013 (state standard). Electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Power quality limits in the public power supply systems. Moscow: Standartinform; 2014. (In Russian)

Kornilov GP, Kovalenko AYu, Nikolaev AA, Abdulveleev IR, Khramshin TR. Limitation of voltage drops in power supply systems of enterprises. Electrotechnical Systems and Complexes [Elektrotekhnicheskie sistemy i kompleksy]. 2014; 23(2): 44–48. (In Russian)

Telichko LYa, Basov PM. Influence of voltage sags in distribution networks of industrial enterprises on the operation of modern controlled electric drives. Electrotechnical Complexes and Control Systems [Elektrotekhnicheskie kompleksy i sistemy upravleniya]. 2009; (2): 16–20. (In Russian)

Ershov SV, Zhabin BA. Features of definition of voltage dips in power supply systems. News of the Tula State University. Technical Sciences [Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki]. 2014; (8): 97–103. (In Russian)

Gurevich YuE, Faibisovich DL, Khvoshchinskaya ZG. Uninterrupted power supply of industrial consumers. Electricity [Elektrichestvo]. 1995; (8): 2–10. (In Russian)

Shonin OB, Novozhilov NG, Kryltcov SB. Enhancing the stability of a sensorless V/F controlled VFD under voltage sags. News of the Tula State University. Technical Sciences. 2016; (11-2): 507–520. (In Russian)

Kudryavtsev AV. Increase of efficiency of the electric drives of the gas pumping units on the basis of the high-voltage frequency converters. PhD thesis. Gorny National Mineral Resources University; 2012. (In Russian)
Назад к журналу
NEFTEGAS.info

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

О нас

 

 

Контакты

108811, г. Москва, Киевское ш.,
Бизнес-парк «Румянцево», корп. Б,
подъезд 5, офис 506 Б

+7 (495) 240-54-57