Повышение эффективности систем энергоснабжения территории опережающего развития

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-29-20278

НазваниеПовышение эффективности систем энергоснабжения территории опережающего развития

Руководитель Бык Феликс Леонидович, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный технический университет" , Новосибирская обл

Конкурс №65 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-601 - Теория, методы проектирования и эффективность функционирования технических систем

Ключевые слова энергоэффективность, ресурсосбережение, энергосбережение, экологичность, доступность, бесперебойность, цифровизация, локальная интеллектуальная энергосистема, распределенная энергетика, возобновляемый источник энергии, накопитель электрической энергии

Код ГРНТИ44.01.11

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
На современном этапе развития электроэнергетика России сталкивается с рядом противоречий, порождающих фундаментальные проблемы. Основное противоречие заключается в невозможности системы централизованного электроснабжения удовлетворить текущие и перспективные потребности экономических субъектов в электрической энергии в требуемых объемах, по доступным ценам, обеспечивая надежное и бесперебойное электроснабжение потребителей при сокращении отрицательного воздействия на окружающую среду. Особенно остра данная проблема для территорий опережающего развития, где значительное внимание уделяется экономической доступности, технической открытости и бесперебойности электроснабжения при обеспечении высокой энергоэффективности и соответствие ESG стандартам. В России и мире очевидна тенденция повышения доли производства электроэнергии на распределённой генерации, работающей на углеводородном топливе и возобновляемых источниках энергии. Это обусловлено изменениями энергетического ландшафта и усилением экологических требований, прежде всего направленных на снижение «углеродного следа». Одним из направлений развития, соответствующим Стратегии научно-технологического развития, Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года, направленного на эффективное использование ресурсов и энергии, является создание на основе распределительных сетей и распределенной генерации локальных интеллектуальных энергосистем (ЛИЭС). Создание ЛИЭС и их интеграция в региональные энергосистемы сопровождается наличием экономических локальных и системных эффектов, в основе которых лежат свойства ЛИЭС и выполняемые функции. Новосибирская область обладает уникальными компетенциями по подготовке инженерных кадров в области энергетики. Современные инженерные разработки НГТУ доказали свою эффективность и во многом предопределили новую архитектуру энергетической системы в РФ, позволяя совершить энергетический переход к «Интернету энергии». Впервые в России создана сбалансированная коммунальная ЛИЭС на базе мини-ТЭЦ ООО «Генерация Сибири» и распределительных сетей ООО «Энергосети Сибири», обеспечивающая энергоснабжение населения и коммерческих организаций в крупном микрорайоне «Березовое» г. Новосибирск и объединенная с региональной системой электроснабжения. С другой стороны, на территории Новосибирской области объективно определились территории опережающего развития, притягивающие к себе государственные и частные инвестиции в высокотехнологичные производства, примером которой является «СмартСити-Новосибирск», требующие надежного энергоснабжения и высокого качества электрической энергии. Однако наличие локальных дефицитов электрической и тепловой мощности и энергии, высокая стоимость технологического присоединения к системам централизованного энергоснабжения, высокие цены ресурсоснабжающих организаций приводят к снижению доступности основных видов энергии, что сдерживает, а в отдельных случаях делает невозможным достижение ожидаемых темпов развития территорий. Создание гибридных ЛИЭС на ТОР, включающих генерацию на углеводородном топливе и возобновляемых источниках энергии, позволит во многом решить задачи повышения энергоэффективности, экологичности, доступности и бесперебойности электроснабжения. В качестве территории опережающего развития выбрана ТОР «Наукополис» Новосибирской агломерации, район инновационной и научно-образовательной деятельности «СмартСити-Новосибирск», строительство которого завершится к 2035 г. Детализированное представление о структуре перспективных потребностей ТОР в энергетических ресурсах позволит обосновать основные технические решения для создания интегрированной в региональную систему электросистему локальной интеллектуальной энергосистемы, ее экономическую эффективность и инвестиционную привлекательность. Научная новизна проекта заключается в разработке технико-экономических моделей и методов расчета технических и экономических эффектов создания и интеграции ЛИЭС, обеспечивающих электро- и теплоснабжение потребителей, и выявлении основных условий получения эффектов. Задача обеспечения требуемого уровня надёжности ЛИЭС и бесперебойности электроснабжения, потребует от системы управления осуществлять контроль за схемно — режимными состояниями, предотвратить риск выхода силового оборудования из работоспособного состояния, что потребует создания соответствующей автоматики на основе Smart Grid платформы и соответствующих технических решений. Достижение целей и решение поставленных задач позволят разработать методологическую основу выполнения проектов создания ЛИЭС на основе инновационных технологий, что может быть использовано для анализа, в том числе других перспективных территорий Новосибирской области и придаст ускорение социально-экономическому и инновационному развитию региона.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Бойко Е.Е., Бык Ф.Л., Мышкина Л.С. Гибкость и энергоэффективность систем энергоснабжения Энергетик, Энергетик. - 2022. – № 9. – С. 24–28. (год публикации - 2022)
10.34831/EP.2022.20.75.005

2. Фролова Я.А., Богомолова Ю.И. The Way of Mini-CHPP in the Russian Regions International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices, EDM, IEEE, 2022. - P. 440-444. (год публикации - 2022)
10.1109/EDM55285.2022.9855090

3. Фролова Я.А., Иванова Е.М. Transformation Benefits of Boiler Houses to Mini-CHPP in the Russian Federation Regions International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices, EDM, IEEE, 2022. - P. 431-435. (год публикации - 2022)
10.1109/EDM55285.2022.9854873

4. Бык Ф.Л., Мышкина Л.С. ИНТЕГРАЦИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ЭНЕРГОСИСТЕМ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПЕРЕХОД Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: Вып. 73. Надежность систем энергетики в условиях энергетического перехода. Отв. ред. академик РАН В.А. Стенников. Иркутск, ИСЭМ СО РАН, 2022. - с. 31-40 (год публикации - 2022)

5. Мышкина Л.С., Чукреев М.Ю. Концепция управления спросом на электроэнергию в России Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: Вып. 73. Надежность систем энергетики в условиях энергетического перехода. Отв. ред. академик РАН В.А. Стенников. Иркутск, ИСЭМ СО РАН, 2022. - с. 102-111 (год публикации - 2022)

6. Бык Ф.Л., Чукреев Ю.Я. Оценка влияния интеграции локальных интеллектуальных энергосистем на средства обеспечения балансовой надежности ЕЭС Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: Вып. 73. Надежность систем энергетики в условиях энергетического перехода. Отв. ред. академик РАН В.А. Стенников. Иркутск, ИСЭМ СО РАН, 2022. - с. 41-50 (год публикации - 2022)

Публикации

1. Бык Ф.Л., Мышкина Л. С., Кожевников М. В. Повышение устойчивости энергоснабжения регионов на основе локальных интеллектуальных энергосистем Экономика региона, 19(1).С.163-177 (год публикации - 2023)
10.17059/ekon.reg.2023-1-13

2. Бык Ф.Л., Мышкина Л. С. Integration of local intellectual power systems: conditions and effects International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM-2023), IEEE, 2023. – P. 34-38. (год публикации - 2023)
10.1109/ICIEAM57311.2023.10138987

3. Бык Ф.Л., Фролова Я.А., Дулов И.В., Иванова Е.М. Improving Fuel Efficiency based on Mini-CHPP 2022 IEEE International Multi-Conference on Engineering, Computer and Information Sciences (SIBIRCON), IEEE, 2022. – P. 2130-2135 (год публикации - 2023)
10.1109/SIBIRCON56155.2022.10017102

4. Иванова Е.М., Фролова Я.А. Повышение энергоэффективности коммунальных систем энергоснабжения Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2023», Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2023» / Отв. ред. И.А. Алешковский, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов, Е.И. Зимакова. [Электронный ресурс] – М.: МАКС Пресс, 2023. (год публикации - 2023)

5. Бык Ф.Л., Мышкина Л.С. Коммунальные локальные энергосистемы и проблема перекрестного субсидирования в распределительных сетях Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики, Изд-во ИСЭМ СО РАН, 2023. – Вып. 74 : Надежность систем энергетики в условиях современных вызовов и угроз. – С. 375–384 (год публикации - 2023)