Мега-электростанции

[Pashkevich]

500 агрегатов по 2 МВт в параллель, вот как считать такую энергетику? :)

Интересный вариант! А на каком оборудовании? Подробности есть?

P.S. C классификацией такого объекта затрудняюсь.

[Jackson]

500 агрегатов по 2 МВт в параллель, вот как считать такую энергетику? :)

Интересный вариант! А на каком оборудовании? Подробности есть?

Я могу и подробно узнать. Я только наврал с географией - это объект в Перу. На кубе поменьше машин. Автоматику электростанции обеспечивают контроллеры фирмы DEIF A/S (Дания) типа AGC 3, которые (в том числе) мы представляем в России. Не сочтите за рекламу, пожалуйста. :) Про верхний уровень пока промолчу - лучше узнать подробнее что там установлено. Вся энергосеть разбита на "острова" по несколько сотен агрегатов в каждом. Производится двуступенчатое управление распределением мощности:

1. мощность делится пропорционально между агрегатами одного "острова"
2. вырабатываемая мощность каждого "острова" задаётся автоматически либо вручную оператором.

Это в общем надо в раздел "Отчетность" писать.
Интересна сама идея построения энергосистемы. "Острова" разбросаны по большой территории, подверженной ураганам, землетрясениям и прочим неприятностям. Если ураган наносит повреждения в какой-то части территории, то могут оборваться ЛЭП между "островами", может выйти из строя "остров" целиком - остальные "острова" примут на себя нагрузку и энергосистема в целом будет продолжать энергоснабжение. Если бы была одна большая электростанция, то первый же ураган обесточил бы всю страну, выведя станцию из работы. Собственно в Перу есть крупная ГЭС, в параллель с которой работает станция из 500 агрегатов. Кроме того, такой принцип построения энергосистемы позволяет быстро вводить в работу (и выводить тоже) большие резервы мощности. В частности, запустить одну-полторы сотни относительно небольших агрегатов по 2 МВт намного проще и быстрее, чем раскрутить резервную турбину ГЭС на 500 МВт. Идея появилась вследствие неблагоприятности региона в плане природных катаклизмов.
Конечно при такой системе расход топлива получается громадным - в странах Южной Америки и на Кубе вообще до сих пор действует режим жесткой экономии ресурсов, в том числе и электроэнергии - это плата за надёжность электроснабжения.

Для реализации этого проекта в контроллеры AGC 3 было внесено новшество - поддержка одного "острова", состоящего максимум из 256 агрегатов. Стандартно поддерживается один "остров", состоящий из 16 генераторных агрегатов плюс 8 секционных выключателей плюс 16 выключателей сети плюс 16 промежуточных выключателей сети. Реализация этих проектов для ф.DEIF A/S была одновременно и испытательной площадкой, где была откатана поддержка электростанции с большим количеством агрегатов (больше 16).

Если интересно - могу собрать информацию по таким проектам. Так, если задуматься, то работа проделана огромная.

[Pashkevich]

Да уж! Масштаб впечатляет!
В плане отказоустойчивости такая схема, пожалуй, будет максимально эффективна. А вот управление и обслуживание (последнее - особенно) довольно сложной задачей становятся. Впрочем, как и было написано - это цена за надежность.
А чьи там генераторы известно? И на чем работают?

[hell_boy]

Слышал про аналогичний проект в Испании, у них только 2% пригодного побережья используется в туристическом бизнесе. Основная причина - отсутствие электроэнергии из-за отсутствия достаточного количества топлива. Идея была в том, чтобы ставить вдоль побережья мини-ТЭЦ 100 кВА, работающих по возможности на местном топливе (биогаз, болотный метан, сухая осока и прочий мусор), и объединять их в единую энергосистему. Запускать по мере начала туристического сезона, в обслуживающий персонал можно брать приезжих. Думаю, нашлось бы немало людей, согласных отдохнуть с выполнением небольших обязанностей за деньги. Даже проектировать и строить планировалось силами приезжих. Но по-моему, чего-то у испанцев не срослось.

Если подходить к этой теме более глобально:
Как-то в процессе обсуждения проекта обеспечения бесперебойного электропитания КИП завода "сцепилось" 2 группировки проектантов. Принцип первой был в установке 3-х фазного нерезервированного ИБП 80 кВА, с мотивировкой - "так дешевле". Принцип 2-й - установить мини-ИБП в каждый шкаф после БП 220/24, на оборудование ПАЗ - резервированные. Заказчик выбрал вариант "так дешевле". В процессе эксплуатации столкнулись с целым букетом проблем: невозможно быстро и дешево заказать запчасти для мощного агрегата, после того как в одну "волшебную" ночь вышел из строя инвертер, вынуждены в ЗИПе держать такой же агрегат в разобранном виде, для обслуживания надо содержать целую армию электриков и аккумуляторщиков, обслуживать нормально невозможно, т.к. ИБП отключить можно только во время кап.ремонта. К тому же помещение под большой ИБП было выбрано не лучшим образом - на тех.этаже под крышей, где летом жарко, зимой холодно, весной и осенью заливает водой. Крыша ремонтируется ежегодно, кондиционеров поменяли с десяток. Постоянные траблы с перекосом в нагрузке фаз, которые расходятся по территории несколько гектар.
Если бы был выбран 2-й вариант, то потребовалось примерно 10 х 2200 ВА ИБП на 230 VAC и 80 х 100 ВА на 24 VDC, +10 % от этого ЗИП положить. Заменить вышедший из строя маленький ИБП может и дежурный киповец, докупить на замену можно в течении нескольких часов, каждый ИБП стоит или непосредственно в шкафу с КИПом или рядом в более пригодном в плане микроклимата помещении. Во время кратковременной остановки отдельного узла можно выполнить ППР соответсвующего ИБП без риска остановить все производство.

[Jackson]

В плане управления там всё достаточно просто и оно мало отличается от управления той же ГЭС (если не брать в расчет физику). Оператор задаёт каждому "острову" мощность, которую "остров" должен выдать - автоматика внутри "острова" уже сама поддерживает в работе нужное количество агрегатов, чередует их для равномерности выработки моторесурса, отсчитывает таймеры техобслуживания и сообщает персоналу на верхний уровень когда пора ставить агрегат на ТО, сама его останавливая и вводя в работу вместо него резерв - всё это, подчеркну особо, делается на нижнем уровне, с верхнего уровня приходит только задание мощности, ну и пуск/стоп всего "острова" целиком.
Причём контроллеры AGC - не программируемые, весь софт и алгоритмы зашиваются при изготовлении, а на ПНР делается только настройка параметров (защиты, разрешения/запрет алгоритмов, уставки), и в работе есть возможность оперативной подстройки с верхнего уровня или локально. В этом смысле DEIF проделал огромную работу, освободив интегратора (или поставщика агрегатов) от необходимости держать программиста. Морская версия ПО контроллера сертифицирована почти всеми Регистрами мира. Далее распространяться пока не буду - реклама уже начнется. :) Спрашивайте если что.

С обслуживанием - конечно сложнее. Необходимо дикое количество ЗИПа и ГСМ. Топливо тоже сгорает быстро - машины поршневые, скорее всего газовые. Будут данные - сообщу обязательно. Какого бренда машины - тоже не уверен, возможно Caterpillar или Cummins - главное что на все 500 агрегатов бренд один, дабы не держать на зоопарк агрегатов ещё один зоопарк запчастей и специалистов.

Чуть попозже откопаю статьи и фотографии, обязательно покажу.

Эти же самые контроллеры кстати поставляются в России на берег и на море, и, на мой взгляд, довольно успешно.

[Jackson]

Слышал про аналогичний проект в Испании, у них только 2% пригодного побережья используется в туристическом бизнесе. Основная причина - отсутствие электроэнергии из-за отсутствия достаточного количества топлива. Идея была в том, чтобы ставить вдоль побережья мини-ТЭЦ 100 кВА, работающих по возможности на местном топливе...

Что-то об этом мы тоже слышали, но про реализацию вроде бы пока тихо. А ведь сами собой на побережье просятся ветряки, но нельзя - слишком вредны для всего живого, это не курорт тогда будет а самый настоящий конц.лагерь. Хотя вариант ветряков не отметали - предполагалось ветряки утащить либо в море либо вглубь материка.

Если подходить к этой теме более глобально...

Да, очень поучительная история.

От себя могу сказать, что в малых электростанциях хорошим тоном является автономность каждого агрегата, и резервирование сразу агрегатами в комплексе. Ибо если вылетит например контроллер агрегата или срежет шпонку коленвала - для управления не будет никакой разницы что именно произошло, главное что агрегат вышел из строя и надолго и нужен резервный. Так что проще резервироваться сразу агрегатами.

На море это вообще обязательное требование - аппаратура соседних генераторных секций одного ГРЩ полностью независима друг от друга, включая - по Норвежскому Регистру - и питание тоже (то есть в каждую секцию ГРЩ приходят два фидера вспомогательного питания от разных судовых ИБП) и гальванически все цепи (кроме главной силовой) соседних секций ГРЩ развязаны. А на плавучей АЭС, тех.проект вспом.электростанций я делал когда-то, резервирование делается не только генераторными агрегатами, но и электростанциями целиком: сначала двухкратное по агрегатам, а затем четырехкратное по электростанциям - или в терминологии описанной мной электростанции в Перу - по "островам".

На берегу, где Регистра нет, тем не менее считается хорошим тоном предусмотреть в щите управления каждого агрегата свой ИБП, большой мощности там не требуется. Да, это удорожает проект в целом, но зато повышает надёжность, ремонтопригодность и упрощает жизнь персонала в нештатных ситуациях - а главное не забивает персоналу голову головной болью о хитрых дорогостоящих комплектующих ЗИП, которые надо закупать загодя и втридорога чтобы пылились на складе. Такие модульные электростанции априори всегда удалены от крупных центров цивилизации, а иногда и дорог, поэтому оборудование подбирается по критерию простейшей и скорейшей заменяемости с минимизацией номенклатуры ЗИП. Зоопарка грамотные заказчики максимально стараются и требуют избегать

Лирическое отступление:
Хотя со снабжением случается всякое, в Москва-Сити например нам пришлось подружить голландские турбины с американскими газопоршневыми агрегатами от двух разных брендов, да вдобавок ещё там аварийный дизель был. На всех агрегатах своя автоматика которая ни с чем кроме себе подобного дружить не хочет. Подружить-то мы это всё смогли, но если бы Москва-Сити всё-таки сдали - эксплуатирующему персоналу я бы очень не позавидовал. То был наглядный пример недосмотра ген.проектанта, который лепил энергоцентр из агрегатов, что наперебой ему подсовывали все сбежавшиеся на такую мегастройку (и мегаденьги) поставщики. А дальнейшая судьба такова, что когда стройка схлопнулась, денег за агрегаты не получили Голландцы, не получили мы за АСУ, и получили ли остальные поставщики - не знаю. Голландцы (в лице Российского представительства) приехали, забрали и увезли свои прекрасные турбины, а нашего там не столько автоматика сколько работа - не заберёшь, обидно. Зато опыт.

[Jackson]

Материалов про электростанцию в Перу пока не нашел.

Пока вот фотография электростанции на Кубе, одного из "островов" электростанции, состоящего из 40 агрегатов



Эта фотография кажется как раз из Перу. Визуально вижу что машины Caterpillar:



Панорамное видео - просто обзор одной из площадок на Кубе - на Youtube

Ну а это вы, возможно, уже видели - это Ванкор, 14 агрегатов:



Статья о многоагрегатных электростанциях на английском - по ссылке.
А по этой ссылке