CC BY
37
УДК 621.311:656.56
Вопросы электропитания вдольтрассовых объектов Единой системы газоснабжения России
А.Б. Васенин1, О.В. Крюков2*
1 АО «Гипрогазцентр», Российская Федерация, 603950, г. Нижний Новгород, ГСП-926, ул. Алексеевсеая, д. 26
2 ООО «Газпром ВНИИГАЗ», Российская Федерация, 142717, Московская обл., Ленинский р-н, пос. Развилка, Проектируемый пр-д № 5537, вл. 15, стр. 1
* E-mail: O_Kryukov@vniigaz.gazprom.ru
Тезисы. Рассматриваются новые технические решения, направленные на поддержание штатной работы систем электроснабжения магистральных газопроводов, в том числе энергообеспечение вдольтрассовых потребителей. Предлагается использовать альтернативные автономные источники питания и комбинированные схемы электроснабжения.
Активное расширение газотранспортных систем России и переориентация их на рынки стран Азиатско-Тихоокеанского региона привели к значительному росту темпов и объемов нового строительства объектов добычи, транспорта, переработки и подземного хранения газа [1, 2]. Повышение конкурентоспособности транспорта природного газа, снижение его энергоемкости и себестоимости напрямую связаны с модернизацией существующих систем электроснабжения (СЭС) [1-4]. Вопрос эффективного и надежного электропитания основных технологических агрегатов компрессорных станций (КС) магистральных газопроводов (МГ) [5, 6] и вдольтрассовых потребителей (ВТП) [7-9] является одним из наиболее важных и актуальных для газовой промышленности. Ежегодно ПАО «Газпром» использует на нужды газотранспортных предприятий более 12 млрд кВтч электроэнергии с динамикой роста на 20...30 %. ВТП МГ потребляют относительно небольшую мощность, но надежность СЭС этих объектов должна обеспечиваться в соответствии с СТО Газпром 2-6.2-149-2007 по 1-й и 2-й категориям. Традиционные типовые проекты СЭС уже не всегда отвечают требуемой категории надежности энергопитания (рис. 1), поэтому для поддержания штатной работы СЭС требуются новые технические решения с использованием альтернативных автономных источников и комбинированных схем электроснабжения.
В настоящее время экономический потенциал альтернативных источников электроэнергии (включая возобновляемые) в России велик и составляет по самым скромным прогнозам около 30 % от всего объема потребления энергетических ресурсов [10, 11]. Доля возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в России сегодня составляет 0,6.0,8 % объема внутреннего энергопотребления, а в промышленно развитых странах достигает 5.30 %. В то же время, годовой энергетический потенциал России в 2000 раз превышает сегодняшний объем производства энергии в стране.
Ключевые слова:
Единая система
газоснабжения
России,
электроснабжение магистральных газопроводов, вдольтрассовый потребитель, автономный источник электроэнергии, ветровая энергоустановка, микротурбина, турбодетандер, солнечная батарея, каталитическая термоэлектрическая установка, преобразователь энергии «Ормат», твердооксидный топливный элемент.
• ■ нарушение внешнего энергоснабжения - 39 %
■ выход из строя энергооборудования - 26 %
■ ошибочные действия стороннего персонала -15%
■ ошибочные действия обслуживающего персонала - 12 %
■ посторонние воздействия - 8 %
Рис. 1. Распределение нарушений работы энергообъектов МГ по причинам их возникновения
Как правило, трудно решаются вопросы энергоснабжения в районах (побережья Северного Ледовитого и Тихого океанов, отдаленные сельские территории) с низкой плотностью нагрузки, большим числом мелких распределенных потребителей (включая объекты газодобычи и транспорта газа), подключение которых к центральным сетям нерентабельно (рис. 2). Здесь целесообразно применять автономные источники энергии (АИЭ), которые экономят углеводородное топливо и улучшают экологию. Известно, что один АИЭ мощностью 20 кВт экономит 6 т условного топлива при потребности в них в масштабах страны до 50 тыс. шт. в год.
Сегодня вопросы совершенствования возобновляемых и комбинированных АИЭ не потеряли актуальности [1, 2, 12]. Более того, новая аппаратная база электромашиностроения, силовой электроники и микропроцессорной техники дополнительно стимулирует разработчиков на создание высокотехнологичных, энергоэффективных, надежных и быстро окупаемых агрегатов и систем. Среди всего многообразия АИЭ в условиях географических и климатических особенностей территории Российской Федерации (рис. 3) наибольшее распространение получили разработки ветряных ферм (станций) и вет-родизельных энергоустановок. Это связано
с известными преимуществами ветровых энергоустановок (ВЭУ) перед другими типами возобновляемых источников, а именно: низкими капитальными затратами и эксплуатационными расходами, высокими КПД, надежностью и наработками на отказ, отсутствием расхода углеводородного топлива и экологически вредных выбросов и шума. Наконец, средства автоматизированного управления (САУ) и регулирования ВЭУ позволяют обеспечить оптимальные режимы генерирования, энергосбережения, мониторинга и устойчивости работы СЭС для удаленных маломощных потребителей.
Несмотря на полувековую историю проектирования и создания СЭС на базе ВЭУ и наличие нормативных документов государственного масштаба, повышению энергоэффективности, устойчивости, экологичности и надежности их работы уделяется недостаточное внимание. Типовые решения СЭС с ВЭУ реализуют только частные задачи, не обеспечивая комплекса проблем создания конкурентоспособных интеллектуальных источников электроснабжения по принципу активно-адаптивной «разумной» электросети [12-14]. Принятые в последнее время нормативные акты РФ стимулируют поиск инновационных энергосберегающих технологий строительства СЭС на базе ВЭУ для объектов и потребителей различных отраслей.
Рис. 2. Целесообразные способы электроснабжения потребителей в РФ:
ЕЭС - единая энергетическая система
Рис. 3. Среднегодовые скорости ветра по территории РФ на высоте 50 м
Анализ требований к электроснабжению ВТП
Основными ВТП электроэнергии МГ являются (табл. 1):
• установки электрохимической защиты (ЭХЗ);
• контролируемые пункты линейной телемеханики (КП ТМ);
• оборудование радиорелейной (РРЛ) связи;
• газоизмерительные станции (ГИС);
• узлы запуска / приема очистных устройств (УЗОУ / УПОУ);
• газораспределительные станции / пункты (ГРС / ГРП);
• узлы редуцирования газа (УРГ);
• дома операторов / линейных обходчиков (ДО / ДЛО);
• вертолетные площадки (ВЛП) и др.
Суммарная мощность этих потребителей достигает для разных газотранспортных предприятий 0,25.9 МВт, а протяженность вдоль-трассовых линий электропередачи (ЛЭП) -150.4800 км. Подобный разброс параметров предполагает при проектировании СЭС каждого участка индивидуальный адаптированный подход к формированию СЭС, источников и схемы АИЭ.
Структурообразование современных СЭС линейными потребителями МГ определяется их индивидуальными особенностями, среди которых главными являются:
• значительная протяженность МГ и рас-средоточенность ВТП по трассе;
• удаленность объектов от существующих внешних энергоисточников и централизованных электросетей;
Таблица 1
Технические характеристики основных ВТП
Объект ВТП Категория надежности СЭС согласно СТО Газпром 2-6.2-149-07 Средняя мощность, кВт Основной источник питания Резервный источник питания
Установки ЭХЗ 2 7 ВЛ-(6)10кВ ВЛ-(6)10кВ, АИЭ
КП ТМ 1 5 ВЛ-(6)10кВ АИЭ
РРЛ связь 1 5 ВЛ-(6)10кВ АИЭ
ГИС 1 20 ВЛ-(6)10кВ ВЛ-(6)10кВ, АИЭ
УЗОУ 3 2 ВЛ-(6)10кВ, АИЭ -
УПОУ 1 2 ВЛ-(6)10кВ ВЛ-(6)10кВ, АИЭ
ГРС, ГРП 3 40 ВЛ-(6)10кВ -
УРГ 3 15 ВЛ-(6)10кВ, АИЭ -
ДО, ДЛО 3 10 ВЛ-(6)10кВ -
ВЛП 2 3 ВЛ-(6)10кВ АИЭ
• малые электрические нагрузки линейных потребителей (2.. .40 кВт).
Новый стратегический отраслевой документ о перспективах энергообеспечения МГ Концепция энергосбережения и повышения энергетической эффективности ОАО «Газпром» на период 2011-2020 гг. (Приказ ПАО «Газпром» № 364 от 28.12.2010) нацеливает проектировщиков на «участие в создании агрегатов малой энергетики, включая возобновляемые источники энергии, . и ЭСН1 нового поколения с экономичным расходом топлива». В соответствии с действующими нормативными документами отраслевого и государственного статуса АИЭ для автономных СЭС должны обеспечивать:
1) блочно-комплектное исполнение заводской готовности (источники питания, аппаратура управления, учета и распределения электроэнергии);
2) качество поставляемой потребителям электроэнергии (ГОСТ 13109-97);
3) мощностной ряд АИЭ 1, 2, 4, 8, 16, 30, 40, 60, 100 кВт;
4) ряд номинальных напряжений 24, 48, 110 В постоянного тока, 230 В переменного тока частотой 50 Гц;
5) питание ВТП в диапазоне мощностей 10:1 (до 10 % номинальной мощности);
6) защиту от магнитных полей промышленной частоты (ГОСТ Р 50648-94);
7) защиту от поражения электрическим током при прикосновении к токоведущим и металлическим нетоковедущим частям, которые могут находиться под напряжением;
8) пожаро- и взрывобезопасность (ГОСТ 12.1.010) и средства пожаротушения с временем срабатывания до 10.15 с;
9) стойкость к внешним механическим (ГОСТ 17516.1-90) и климатическим (ГОСТ 15150-69) воздействиям.
САУ АИЭ должна обеспечивать:
• устойчивую работу СЭС линейных потребителей МГ;
• оптимальное регулирование параметров вырабатываемой электроэнергии;
• длительную параллельную работу электроагрегатов СЭС;
• рациональное распределение генерируемых мощностей АИЭ;
• адаптивное управление системами собственных нужд СЭС;
1 ЭСН - электростанция собственных нужд.
• оперативный мониторинг состояния агрегатов и параметров электроэнергии.
Принципы построения систем электроснабжения ВТП
Надежность СЭС линейных потребителей является главным фактором стабильного и безаварийного функционирования газотранспортных систем (рис. 4, см. с. 185). В настоящее время применяются три основных варианта проектирования СЭС для линейных потребителей МГ (рис. 5) [15, 16]. На рис. 6 представлена типовая СЭС линейных потребителей МГ (вариант 1, см. рис. 5).
Независимое (автономное) электроснабжение с питанием от АИЭ на основе топливного газа (рис. 7) требует существенно меньших капитальных затрат, однако необходимо обеспечивать наличие топливного газа и мониторинг состояния и режимов работы оборудования; стоимость АИЭ в настоящие время достаточна высока.
Основные виды ВИЭ для СЭС ВТП
Применительно к газотранспортным системам наивысшим приоритетом СЭС является обеспечение надежности работы всех объектов МГ, включая ВТП. Однако значимость экономических и экологических аспектов производства электроэнергии постоянно растет, поэтому при выборе АИЭ для конкретных объектов необходим комплексный учет всех особенностей их применения на данной территории.
В настоящее время за рубежом и в нашей стране наиболее широкое применение получили следующие типы АИЭ для ВТП [10, 17]:
• микротурбинные установки на основе высокоскоростных газовых турбин оригинальной конструкции, обеспечивающих функционирование СЭС при набросах до 100 % нагрузки, большой ресурс, надежность и длительную работу при низких нагрузках;
• агрегаты на топливных элементах, преобразующих химическую энергию доступных видов топлива (в том числе водорода) в электроэнергию в процессе электрохимического синтеза и характеризующиеся КПД более 50 %, высокой надежностью, долговечностью и простотой эксплуатации;
• ВЭУ с горизонтальной или вертикальной осью вращения, отличающиеся большим коэффициентом использования ветрового потока (до 0,593) и низким уровнем шумо-вибрационных характеристик;
повреждение в СЭС линейных потребителей - 52 % обрыв проводов и др. механические повреждения - 34 %; профилактическое обслуживание и плановые ремонты - 12 % отключение питания линиями релейной защиты и автоматики - 2 %
Рис. 4. Статистика повреждений СЭС ВТП МГ
Внешнее электроснабжение КП ТМ, промежуточных РРЛ станций в соответствии с требованиями СТО Газпром 2-6.2-149-2007 «Категорийность элекгроприемников промышленных объектов ОАО "Газпром"» выполняется по 1-й категории надежности от двух независимых источников
1-й вариант
2-й вариант
Централизованное электроснабжение от вдольтрассовой воздушной ЛЭП ВЛ-(6)10кВ, заиитанной от распределительных устройств КС или распределительных сетей трансформаторных подстанций напряжением 110/10 и 35/10 кВ. Требование по категорийности обеспечиваются установкой в линии автоматизированных секционирующих пунктов и пунктов автоматического ввода резерва (АВР). Данные схемы отличаются относительной надежностью, возможностью дистанционного управления, гибкостью алгоритма управления, ресурсом до 50 лет, но имеют существенный недостаток - высокую стоимость строительства и подключения ЛЭП
Технические условия местных электросетей определяют наличие одного внешнего источника в районе размещения площадок, а именно ВЛ-(6)10кВ. Требование по категорийности надежности электроснабжения обеспечено установкой на площадке объекта 2-го (автономного) источника на базе дизельной
электростанции (ДЭС)
3-й вариант
В районе размещения площадок отсутствуют воздушные линии высокого напряжения, либо их строительство затруднено. Применено полностью автономное электроснабжение площадок РРЛ связи: основной источник на базе преобразователя энергии «Ормат» резервируется ДЭС
Рис. 5. Основные варианты построения схемы СЭС
Сущ. сети МРСК-6(10)кВ
Сущ. сети МРСК-6(10)кВ
СП-Р СП-Р
СП-Р
АВР
СП-Р
СП-Р
Узел подключения КС
КПТМ
ГРС
' V.
КПТМ
КПТМ
УРГ
1
ГИС
Рис. 6. Структурная схема СЭС линейных потребителей:
ЗРУ - закрытое распределительное устройство; МРСК - межрегиональная распределительная сетевая компания; СП-Р - секционирующий пункт-реклоузер
ОтсекДЭУ
О
АД1 16 кВт
О ¡с
ПЭ1 4 кВт
9
к
ПЭ2 4 кВт
п
ОР1^ ОР2^ ОРЗ^ ОР4^ ОР5^ ОРб^*
Рис. 7. Схема электроснабжения (слева) и общий вид (справа) блочно-комплектного устройства электроснабжения (БКЭС) с АИЭ: ВРУ - внутреннее распределительное устройство; ДЭУ - дизель-электрическая установка; АБ - аккумуляторная батарея
ОР
• солнечные батареи модульного исполнения с высокими показателями прямого преобразования солнечного света в электроэнергию;
• турбодетандерные установки, вырабатывающие электроэнергию за счет утилизации потенциальной энергии природного газа на стадии его передачи из МГ под давлением 30...75 кгс/см2 в сеть потребителя под давлением 1.. .12 кгс/см2;
• каталитические термоэлектрические установки (КТЭУ) с прямым преобразованием тепловой энергии в электрическую с использованием полупроводниковых термоэлементов;
• двигатели Стерлинга, представляющие собой поршневые двигатели с внешним подводом тепла от любого источника и отличающиеся экономичностью, низкими шумо-вибрационными характеристиками и малой токсичностью отработанных газов;
• паротурбогенераторы (преобразователи энергии (ПЭ) «Ормат») - полностью автономные энергоустановки мощностью 4,0 кВт для непрерывной генерации напряжения без технического обслуживания;
• поршневые электроагрегаты и др.
Примеры практического использования перечисленных энергоисточников уже имеются
на различных линейных участках МГ России (рис. 8). Однако в каждом конкретном случае целесообразность применения тех или иных источников электроснабжения должна быть обоснована технико-экономическими расчетами с учетом всех затрат, надежности, технолого-экологических факторов и быстроты окупаемости (рис. 9).
Полная сравнительная оценка современных АИЭ представлена в табл. 2.
В перспективе, возможно, наибольшей популярностью и массовым применением среди рассмотренных выше АИЭ будут пользоваться автономные генераторные комплексы на основе ВЭУ в сочетании с ПЭ «Ормат» [10, 14]. Это обусловлено высоким уровнем проработки технологических и конструкторских решений данных электроэнергетических систем в практике создания высокоэффективных АИЭ для питания объектов, аналогичных линейным потребителям МГ, проходящих по малонаселенным и труднодоступным территориям с низким уровнем потребления электроэнергии.
Перечисленные факторы играют решающую роль при принятии решений о развитии возобновляемых АИЭ СЭС объектов добычи и транспорта газа. При этом согласно
ДЭУ -33,4 % микротурбины -31,8 %
газопоршневые электростанции (ГПЭС) - 30,9 % ПЭ «Ормат» - 1,7 % КТЭУ-1,7% другие - 0,5 %
Рис. 8. Данные о применении АИЭ для линейных потребителей МГ
£ 80 и 70 60 50 40 30 20 10 0
гибридные системы на топливных элементах ВЭУ, топливные элементы микротурбины
газовые турбины, паровые турбины двигатели внутреннего сгорания (ДВС)
100 101 102 103
104 105 106 Мошцость, кВт
Рис. 9. Сравнительная энергоэффективность ВИЭ
Таблица 2
Сравнительная оценка современных АИЭ
Генерирующая установка Принцип работы Преимущества Недостатки
Микротурбина Сжигание газа (природного, сжиженного, биогаз) Наброс 100 % нагрузки, устойчивая работа с низкой нагрузкой, высокая надежность, широкий мощностной ряд Ресурс 40.60 тыс. ч, техобслуживание до 8 тыс. ч, замена масла через 24 тыс. ч
ВЭУ Электрогенератор ветропотока Возобновляемая энергия, КПД до 60 %, экологичность Зависит от ветра. Шум, вибрация
Солнечная панель (СП) Фотогенератор Возобновляемая энергия, экологичность Зависит от количества солнечных дней
ПЭ «Ормат» Пароурбогенератор Надежность до 20 лет без техобслуживания, не требует обслуживания Наличие газа, высокая стоимость, ограниченный ряд мощности
Твердооксидный топливный элемент (ТОТЭ) Электрохимические реакции Прямое получение энергии с КПД 50 %, экологичность выбросов Высокая стоимость
Турбодетандер (ТДА) Преобразование энергии снижения давления газа из МГ Полезное использование энергии газа при снижении давления Нерентабелен при низких нагрузках, требует постоянного расхода газа
КТЭУ Термоэлектрогенератор Компактность, надежность, невысокая стоимость КПД до 10 %, ограничение мощности
Двигатель Стирлинга Поршневой двигатель с внешним подводом тепла Экономичность, экологичность Необходимость источника тепла
Таблица 3
Применение новых АИЭ для питания ВТП
Линейный потребитель АИЭ
применяются в настоящие время перспектива применения
Средства ЭХЗ ДЭУ, ПЭ «Ормат», КТЭУ, микротурбина ВЭУ, ТОТЭ, двигатель Стирлинга
КП ТМ ДЭУ, ПЭ «Ормат», КТЭУ ВЭУ, ТОТЭ, двигатель Стирлинга
ГИС ДЭУ, ГПЭС, микротурбина ТОТЭ, СП, микротурбина
УПЗОУ, УПОУ ДЭУ, микротурбина, ПЭ «Ормат» ВЭУ, ТОТЭ, двигатель Стирлинга
УРГ ДЭУ, ГПЭС, микротурбина ТОТЭ, ГПЭС, ТДА
ГРС,ГРП ДЭУ, микротурбина, ГПЭС ТДА, ТОТЭ, микротурбина, ГПЭС
Таблица 4
Характеристики различных ТОТЭ для питания ВТП, включая ЭХЗ
Тип электрохимического генератора КПД, топливо Статус Область применения
AFC ~ 60 %, водород; ~ 40 %, метан < 220 кВт Энергоустановки для космических, подводных и военных объектов, транспорта (автомобили, автобусы) и децентрализованной стационарной энергетики
PEMFC ~ 60 %, водород; ~ 40 %, метан < 250 кВт
PAFC ~ 40 %, метан < 11 МВт Энергоустановки для децентрализованной стационарной энергетики и транспорта (корабли, электровозы, грузовые автомобили)
MCFC ~ 45.50 %, метан < 2,8 МВт
SOFC ~ 45.55 %, метан < 250 кВт
Нормам технологического проектирования магистральных газопроводов предпочтительным является вариант смешанных (комбинированных) СЭС.
В этих условиях экономическая целесообразность использования природного газа в качестве топлива снижается. Учитывая перспективы создание газоперерабатывающих и газохимических комплексов, а также мощностей по сжижению газа на базе месторождений о. Сахалин и Штокмановского газоконденсат-ного месторождения, топливный газ может идти не только на продажу, но и в переработку с целью выпуска продукции с высокой добавленной стоимостью.
В табл. 3 представлены традиционные источники электроснабжения ВТП и перспективные предложения по применению АИЭ в качестве основного и резервного источников питания ВТП.
Реализация ТОТЭ на объектах добычи и транспорта газа
Топливный элемент (электрохимический генератор) - устройство, которое преобразует химическую энергию топлива (водорода) в электрическую в процессе электрохимической реакции напрямую, в отличие от традиционных технологий, при которых
используется сжигание твердого, жидкого и газообразного топлива.
Формально ТОТЭ напоминает гальваническую батарею [18-21]. Первоначально батарея должна быть заряжена, при разрядке ее «топливо» расходуется. В ТОТЭ для производства электрической энергии используется топливо, подаваемое от внешнего источника. Это может быть как чистый водород, так и другое водородосодержащее сырье, например природный газ, аммиак, метанол или бензин. В качестве источника кислорода, также необходимого для реакции, используется обычный воздух (табл. 4, рис. 10).
Основные преимущества ТОТЭ [22-25]:
• ТОТЭ более эффективны, чем ДВС, поскольку для топливных элементов не существует термодинамического ограничения коэффициента использования энергии;
• КПД ТОТЭ равен 50 %, в то время как КПД ДВС составляет 12.15 %, а КПД паротурбинных энергетических установок не превышает 40 %. При использовании тепла и воды эффективность топливных элементов еще больше увеличивается;
• в отличие от ДВС, КПД ТОТЭ остается очень высоким и в том случае, когда они работают не на полной мощности. Кроме этого, мощность ТОТЭ может быть увеличена
н
-{се2— се2]— се — се2— о
Электролит КаГюи-Н
о2
(воздух)
н2о о
■2Н20
02 + 4Н+ + 4е-
Протон-проводящий
электролит
Анод:
Н2 ^ 2Н+ + 2е-
се„
се — се,
о
се — СЕ2— Б0зн
Пластина электролита с электродом
Рис. 10. Принцип действия и реализация ТОТЭ
к
простым добавлением отдельных блоков, при этом КПД не меняется, и большие установки столь же эффективны, как и малые;
• доступность топлива, надежность (в топливном элементе отсутствуют движущиеся части), долговечность, ресурс и простота эксплуатации;
• стабильность работы. Функционирование ТОТЭ не зависит от наличия солнца, ветра, погодных и температурных ограничений, а также региона размещения;
• экологичность - практически отсутствуют выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду.
Недостаток топливных элементов на сегодняшний день - это относительно высокая цена. ***
Анализ состояния СЭС показал, что в настоящее время надежное и энергоэффективное использование АИЭ на территории РФ, включая МГ, является актуальной проблемой. Энергоемкость топливно-энергетического комплекса России в 4 раза выше, чем в США, в 3,6 раза выше, чем в Японии и в 2,5 раза выше, чем в Германии. В результате анализа технологических режимов работы автономных СЭС и структур АИЭ выработаны технические требования к комбинированным
энергоисточникам для энергоэффективного электроснабжения удаленных потребителей.
Исследования новых структур автономных СЭС на базе ТОТЭ показали их преимущества по сравнению с традиционными. Разработаны модели элементов СЭС в виде уравнений линейных регрессий, отслеживающие возмущения и корректирующие максимум выработки энергии. АИЭ на базе ТОТЭ позволяет:
• достичь максимального КПД и энергоэффективности источника питания;
• обеспечить экологичность без шума при минимальной токсичности выбросов;
• формировать модульность конструкции при максимальной надежности работы;
• обеспечить стабильность генерации с быстрой реакцией на перепады мощности;
• применять любые исходные виды топлива.
Список литературы
1. Киянов Н.В. Решение задач промышленной экологии средствами электрооборудования и АСУТП / Н.В. Киянов, О.В. Крюков // Автоматизация в промышленности. - 2009. -№ 4. - С. 29-34.
2. Крюков О.В. Опыт проектирования АСУ ТП нефтеперекачивающих станций магистральных нефтепроводов / О.В. Крюков // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2017. - № 1. - С. 2-7.
3. Васенин А.Б. Энергоэффективные системы электроснабжения электроприводов нефтегазопроводов / А.Б. Васенин,
О.В. Крюков, А.В. Серебряков // АЭП-2016: труды IX Международной (XX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Пермь: Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2016. -С. 380-384.
4. Крюков О.В. Анализ моноблочных конструкций электрических машин для газоперекачивающих агрегатов / О.В. Крюков // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. - 2015. - Т. 3. - № 4. -
С. 53-58.
5. Крюков О.В. Опыт создания энергоэффективных электроприводов газоперекачивающих агрегатов /
О.В. Крюков // АЭП-2014: труды VIII Международной (XIX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу: в 2-х т. - Саранск: Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, 2014. - Т. 2. - С. 157-163.
6. Крюков О. В. Стратегии инвариантных электроприводов газотранспортных систем / О.В. Крюков // Интеллектуальные системы: труды XI Международного симпозиума / под ред. К.А. Пупкова. - М.: РУДН, 2014. -С. 458-463.
7. Васенин А.Б. Проектирование электромеханической части и систем управления энергетическими установками газотранспортных потребителей /
A. Б. Васенин, О. В. Крюков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2011. - № 5-1. - С. 47-51.
8. Воронков В.И. Электроснабжение
и электрооборудование линейных потребителей магистральных газопроводов / В.И. Воронков, И.Е. Рубцова, О.В. Крюков // Газовая промышленность. - 2010. - № 3. - С. 32-36.
9. Захаров П.А. Встроенная система диагностирования и прогнозирования ЭГПА / П. А. Захаров, О.В. Крюков, Н. В. Киянов // Контроль. Диагностика. - 2008. - № 11. -
С. 43-49.
10. Воронков В.И. Основные экологические направления и задачи энергосбережения
при проектировании объектов ОАО «Газпром» /
B.И. Воронков, О.В. Крюков, И.Е. Рубцова // Газовая промышленность. - 2013. -
№ 7 (693). - С. 74-78.
11. Крюков О.В. Опыт применения частотно-регулируемого привода вентиляторов АВО газа / О.В. Крюков, С.Е. Степанов, Е.В. Бычков // АЭП-2016: труды IX Международной
(XX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. -Пермь: Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2016. - С. 428-432.
12. Kryukov O.V. Scientific background
for the development of intelligent electric drives for oil and gas process units / O.V. Kryukov // Вестник ЮУрГУ Серия: Энергетика. - 2017. -Т. 17. - № 1. - С. 56-62.
13. Крюков О.В. Активно-адаптивные алгоритмы управления и мониторинга автономными энергетическими комплексами / О.В. Крюков,
A.В. Серебряков // Пром-Инжиниринг: труды II Международной научно-технической конференции. - Челябинск: ЮУрГУ, 2016. -С. 286-290.
14. Воронков В.И. Векторное управление возбуждением синхронных двигателей ГПА /
B.И. Воронков, С.Е. Степанов, В.Г. Титов
и др. // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2010. -№ 3-2. - С. 204-208.
15. Васенин А.Б. Энергоэффективные
и экологичные установки воздушного охлаждения / А.Б. Васенин, О.В. Крюков // Великие реки' 2017: труды научного конгресса XIX Международного научно-промышленного форума: в 3-х т. - Нижний Новгород: ННГАСУ, 2017. - Т. 3. - С. 93-96.
16. Vasenin A.B. Adaptive control algorithms of autonomous generator complexes /
A.B. Vasenin, O.V. Kryukov, A.V. Serebryakov // Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты: труды МКЭЭЭ-2016. - М.: Фирма Знак, 2016. -
C. 133-135.
17. Серебряков А.В. О новых возможностях технологий Smart Grid / А.В. Серебряков, О.В. Крюков // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. - 2013. - № 2. - С. 47-48.
18. Крюков О.В. Функциональные возможности энергетических установок при питании удаленных объектов / О.В. Крюков,
А.Б. Васенин // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. - 2014. - № 2. -С. 50-56.
19. Kiyanov N.V. A concept for the development of invariant automated electric drives for the water recycling systems with fan cooling towers / N.V. Kiyanov, O.V. Kryukov, D.N. Pribytkov,
et al. // Russian Electrical Engineering. - 2007. -T. 78. - № 11. - C. 621-627.
20. Крюков О.В. Подход к прогнозированию технического состояния ЭГПА / О.В. Крюков // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2016. - № 9. - С. 30-34.
21. Энергетический комплекс: пат. 113085 РФ: МПК И021 3/46 / А.Б. Васенин, О.В. Крюков, А.В. Серебряков; патентообладатель
ОАО «Гипрогазцентр». - № 2011140276/07; заявл. 04.10.2011; опубл. 27.01.2012; Бюл. № 3.
22. Автономная система бесперебойного электроснабжения, использующая возобновляемый источник энергии: пат. № 113615 РФ: МПК НО21 3/00 / А.Б. Васенин, О.В. Крюков, В.Г. Титов; патентообладатель ОАО «Гипрогазцентр». -№ 2011138865/07; заявл. 22.09.2011; опубл. 20.02.2012.
23. Крюков О.В. Экспериментальный стенд электромеханической части энергетической установки / О.В. Крюков, А.Б. Васенин, А.В. Серебряков // Приводная техника. -2012. - № 4. - С. 2-11.
24. Крюков О.В. Принципы построения инвариантных электроприводов энергетических объектов / О.В. Крюков, А.В. Горбатушков, С.Е. Степанов // Автоматизированный электропривод и промышленная электроника: труды IV Всероссийской научно-практической конференции / под общ. ред.
B.Ю. Островлянчика. - Новокузнецк, 2010. -
C. 38-45.
25. Васенин А.Б. Алгоритмы управления электромеханическими системами магистрального транспорта газа / А.Б. Васенин, О.В. Крюков,
А.В. Серебряков // АЭП-2014: труды VIII Международной (XIX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу: в 2-х т. - Саранск: Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, 2014. - Т. 2. - С. 404-409.
Issues of electricity supply for route facilities of the Unified Gas Supply system of Russia
A.B. Vasenin1, O.V. Kryukov2*
1 Giprogaztsentr JSC, Bld. 26, Alekseyevskaya street, GSP-926, Nizhniy Novgorod, 603950, Russian Federation
2 Gazprom VNIIGAZ LLC, Bld. 1, Estate 15, Proyektiruemyy proezd no. 5537, Razvilka village, Leninskiy district, Moscow Region, 142717, Russian Federation
* E-mail: O_Kryukov@vniigaz.gazprom.ru
Abstract. This article highlights few technical novels aimed at support of nominal operation of the systems for electricity supply of the trunk gas pipelines including the route consumers. Authors suggest application of the alternative off-line electricity supply sources and the combined electricity supply schemes.
Keywords: Unified Gas Supply System of Russia, electricity supply of trunk gas pipelines, route consumer, offline electricity supply source, offshore wind farm, microturbine, turbo-expander, photogalvanic panel, catalytic thermoelectric unit, ORMAT energy converter, solid oxide fuel cell.
References
1. KIYANOV, N.V., O.V. KRYUKOV. Solving industrial ecological tasks by means of electrical equipment and computer-aided process control systems [Resheniye zadach promyshlennoy ekologii sredstvami elektrooborudovaniya i ASUTP]. Avtomatizatsiya v Promyshlennosti, 2009, no. 4, pp. 29-34. ISSN 1819-5962. (Russ.).
2. KRYUKOV, O.V. Practical design of computer-aided process control systems for oil-pumping stations of trunk oil pipelines [Opyt proyektirovaniya ASU TP nefteperekachivayushchikh stanstiy magistralnykh nefteprovodov]. Pribory i Sistemy. Upravleniye, Kontrol, Diagnostika, 2017, no. 1, pp. 2-7. ISSN 2073-0004. (Russ.).
3. VASENIN, A.B., O.V. KRYUKOV, A.V. SEREBRYAKOV. Energy-efficient power supply systems for electric drivers of oil-gas pipelines [Energoeffektivnyye sistemy elektrosnabzheniya elektroprivodov neftegazoprovodov]. In: Proc. of the 9th International (20h All-Russia) Conference on automatic electric driver (AEP-2016). Perm: Perm National Research Polytechnic University, 2016, pp. 380-384. (Russ.).
4. KRYUKOV, O.V. Analysis of single-block constructions of electric vehicles for gas-compressor plants [Analiz monoblochnykh konstruktsiy elektricheskikh mashin dlya gazoperekachivayushchikh agregatov]. Mashinostroyeniye [online], 2015, vol. 3, no. 4, pp. 53-58. ISSN 2310-0818. (Russ.).
5. KRYUKOV, O.V. Practice of creating energy-efficient electric drivers for gas-compressor plants [Opyt sozdaniya energoeffektivnykh elektroprivodov gazoperekachivayushchikh agregatov]. In Proc. of the 8th International (19th All-Russia) Conference on automatic electric driver (AEP-2014): in 2 vls. Saransk, Russia: Ogarev Mordova State University, 2014, vol. 2, pp. 157-163. (Russ.).
6. KRYUKOV, O.V. Strategies of invariant electric drivers of gas transporting systems [Strategii invariantnykh elektroprivodov gazotransportnykh system]. In: Intellectual systems:proc. of the 11th international symposium. Moscow: RUDN University, 2014, pp. 458-463. (Russ.).
7. VASENIN, A.B., O.V. KRYUKOV. Design of electromechanical hardware and control systems for power units of gas transmission consumers [Proyektirovaniye elektromekhanicheskoy chasti i sistem upravleniya energeticheskimi ustanovkami gazotransportnykh potrebiteley]. Izvestiya Tulskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Tekhnicheskiye Nauki, 2011, no. 5-1, pp. 47-51. ISSN 2071-6168. (Russ.).
8. VORONKOV, V.I., I.Ye. RUBTSOVA, O.V. KRYUKOV. Electric power supply and equipment for lineal consumers of trunk gas pipelines [Elektrosnabzheniye i elektrooborudovaniye lineynykh potrebiteley magistralnykh gazoprovodov]. Gazovaya Promyshlennost, 2010, no. 3, pp. 32-36. ISSN 0016-5581. (Russ.).
9. ZAKHAROV, P.A., O.V. KRYUKOV, N.V. KIYANOV. An embedded diagnostic and prognostic system for motor-driven gas-compressor units [Vstroyennaya sistema diagnostirovaniya i prognozirovaniya EGPA]. Kontrol. Diagnostika, 2008, no. 11, pp. 43-49. ISSN 0201-7032. (Russ.).
10. VORONKOV, V.I., O.V. KRYUKOV, I.Ye. RUBTSOVA. Primary ecological leads and power-saving tasks at designing Gazprom OJSC facilities [Osnovnyye ekologicheskiye napravleniya i zadachi energosberezeniya pri proyektirovanii obyektov OAO "Gazprom"]. Gazovaya Promyshlennost, 2013, no. 7 (693), pp. 74-78. ISSN 0016-5581. (Russ.).
11. KRYUKOV, O.V., S.Ye. STEPANOV, Ye.V. BYCHKOV. Practical application of variable frequency drives for fan blowers of gas air coolers [Opyt primeneniya chastotno-reguliruyemogo privoda ventilyatorov AVO gaza]. In: Proc. of the 9th International (20th All-Russia) Conference on automatic electric driver (AEP-2016). Perm: Perm National Research Polytechnic University, 2016, pp. 428-432. (Russ.).
12. KRYUKOV, O.V. Scientific background for the development of intelligent electric drives for oil and gas process units. Vestnik Yuzno-Uralskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Series: Energetika, 2017, vol. 17, no. 1, pp. 56-62. ISSN 1990-8512. (Russ.).
13. KRYUKOV, O.V., A.V. SEREBRYAKOV. Active-adaptive algorithms for control and monitoring of autonomous power complexes [Aktivno-adaptivnyye algoritmy upravleniya i monitoring avtonomnymi energeticheskimi kompleksami]. In: Prom-Engineering: proc. of the 2nd International scientific-technical conference. Chelyabinsk, Russia: South-Ural State University, 2016, pp. 286-290. (Russ.).
14. VORONKOV, V.I., S.Ye. STEPANOV, V.G. TITOV, et al. Vector controlled driving of synchronous engines of gas-compressor units [Vektornoye upravleniye vozbuzhdeniyem sinkhronnykh dvigateley GPA]. Izvestiya Tulskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Tekhnicheskiye Nauki, 2010, no. 3-2, pp. 204-208. ISSN 2071-6168. (Russ.).
15. VASENIN, A.B., O.V. KRYUKOV. Energy-efficient and environment-friendly air cooling units [Energoeffektivnyye i ekologichnyye ustanovki vozdushnogo okhlazhdeniya]. In: Velikiye reki ' 2017: collected book in 3 vls. Nizhniy Novgorod: Nizhny Novgorod State University of Architecture and Civil Engineering, 2017, vol. 3, pp. 93-96. (Russ.).
16. VASENIN, A.B., O.V. KRYUKOV, A.V. SEREBRYAKOV. Adaptive control algorithms of autonomous generator complexes. In: Proc. of the XVI International Conference on Electromechanics, Electrotechnology, Electromaterials and Components (ICEEE-2016). Moscow: Firma Znak, 2016, pp. 133-135.
17. SEREBRYAKOV, A.V., O.V. KRYUKOV. On new options of Smart Grid technology [O novykh vozmozhnostyakh tekhnologii Smart Grid]. Elektrooborudovaniye: ekspluatatsiya i remont, 2013, no. 2, pp. 47-48. ISSN 2074-9635. (Russ.).
18. KRYUKOV, O.V., A.B. VASENIN. Functional capabilities of power units when supplying remote facilities [Funktsionalnyye vozmozhnosti energeticheskikh ustanovok pri pitanii udalennykh obyektov]. Elektrooborudovaniye: ekspluatatsiya i remont, 2014, no. 2, pp. 50-56. ISSN 2074-9635. (Russ.).
19. KIYANOV, N.V., O.V. KRYUKOV, D.N. PRIBYTKOV, et al. A concept for the development of invariant automated electric drives for the water recycling systems with fan cooling towers. Russian Electrical Engineering, 2007, vol. 78, no. 11, pp. 621-627. ISSN 1068-3712.
20. KRYUKOV, O.V. Approach to prediction of technical status for motor-driven gas-compressor units [Podkhod k prognozirovaniyu tekhnicheskogo sostoyaniya EGPA]. Pribory iSistemy. Upravleniye, Kontrol, Diagnostika, 2016, no. 9, pp. 30-34. ISSN 2073-0004. (Russ.).
21. GIPROGAZTSENTR OJSC. Power complex [Energeticheskiy kompleks]: MPK H02J 3/46. Inventors: A.B. VASENIN, O.V. KRYUKOV, A.V. SEREBRYAKOV. Appl. no. 2011140276/07 dated 04 October 2011; publ. 27 January 2012, bul. no. 3. RU 113085. (Russ.).
22. GIPROGAZTSENTR OJSC. Autonomous failure-free power supply system using a renewable energy source [Avtonomnaya sistema bespereboynogo elektrosnabzheniya, ispolzuyushchaya vozobnovlyayemyy istochnik energii]: MPK H02J 3/00. Inventors: A.B. VASENIN, O.V. KRYUKOV, V.G. TITOV. Appl. no. 2011138865/07 dated 22 September 2011, publ. 20 February 2012. RU 113615. (Russ.).
23. KRYUKOV, O.V., A.B. VASENIN, A.V. SEREBRYAKOV. Bench for testing an electric-mechanical part of a power unit [Eksperimentalnyy stend elektromekhanicheskoy chasti energeticheskoy ustanovki]. Privodnaya Tekhnika, 2012, no. 4, pp. 2-11. ISSN 2077-6411. (Russ.).
24. KRYUKOV, O.V., A.V. GORBATUSHKOV, S.Ye. STEPANOV. Principles of designing invariant electric drives for power facilities [Printsipy postroyeniya invariantnykh elektroprivodov energeticheskikh obyektov]. In: Proc. of the 4th All-Russia scientific-applied conference "Automated electric drive and industrial electronics". Novokusnetsk, 2010, pp. 38-45. (Russ.).
25. VASENIN, A.B., O.V. KRYUKOV, A.V. SEREBRYAKOV. Control algorythms for electic-mechanical systems of trunk gas transportation [Algoritmy upravleniya elektromekhanicheskimi sistemami magistralnogo transporta gaza]. In Proc. of the 8th International (19th All-Russia) Conference on automatic electric driver (AEP-2014): in 2 vls. Saransk, Russia: Ogarev Mordova State University, 2014, vol. 2, pp. 404-409. (Russ.).
