Рождение заново: могут ли генераторы на ископаемом топливе обрести вторую жизнь?

Jun 24, 2023

В новом отчете рассматривается вопрос о том, можно ли перепрофилировать старые генераторы электроэнергии, работающие на ископаемом топливе, чтобы они могли играть жизненно важную роль в стабилизации электросети, работающей на возобновляемых источниках энергии.

Преобразование старых генераторов, работающих на ископаемом топливе, для выполнения ключевой роли в электросети, использующей возобновляемые источники энергии, технически возможно. Это также может быть быстрее и дешевле, чем создание альтернативных синхронных конденсаторов.

В докладе «Перепрофилирование существующих генераторов в качестве синхронных конденсаторов», подготовленном по заказу ARENA, говорится, что затраты на преобразование могут быть на 40 процентов дешевле, чем создание с нуля альтернативного устройства, известного как синхронный конденсатор.

Перепрофилирование газового генератора может сократить время установки нового синхронного конденсатора минимум с 30 месяцев до шести месяцев.

И хотя переоборудование больших парогенераторов, работающих на угле, может стоить дороже и занять больше времени, чем альтернативы, конечный продукт может обеспечить эквивалентный эффект нескольких синхронных конденсаторов вместе взятых.

Генератор, по сути, представляет собой огромную вращающуюся массу с питанием, основная цель которого — производство стабильной электроэнергии. Но поскольку он такой большой, его инерция также может помочь сохранить стабильность электросети.

Синхронные конденсаторы также представляют собой огромные вращающиеся массы, хотя и меньшие, чем генераторы. Их единственная роль после выхода из строя старых генераторов — поддерживать стабильность сети.

По мере того, как все больше генераторов выходят на пенсию и заменяются возобновляемыми источниками энергии, их стабилизирующая роль исчезает. Одним из решений является создание большего количества синхронных конденсаторов.

Но с таким подходом есть проблемы.

Весь мир ищет решения одной и той же проблемы. Поскольку глобальный спрос на синхронные конденсаторы растет, возникает дефицит поставок. Это неизбежно приводит к росту затрат и увеличению времени ожидания.

Для контекста сетевой оператор Transgrid недавно опубликовал первоначальные оценки, указывающие на необходимость установки 20 синхронных конденсаторов только в Новом Южном Уэльсе к 2025 году.

В докладе основное внимание уделяется генераторам, работающим на ископаемом топливе, и отмечается, что многие гидрогенераторы уже могут работать как синхронные конденсаторы.

Простота преобразования существующих генераторов зависит от технологии и местных условий.

Анализируя три технологии, в отчете установлено, что простота, скорость и стоимость преобразования находятся в следующем порядке:

Газовая турбина открытого цикла, которую можно переоборудовать путем добавления муфты между турбиной и генератором. Это потребует времени от шести до восьми месяцев с вероятными лишь незначительными модификациями конструкции, охлаждения и смазки. В целом, затраты на переоборудование могут составить около 60 процентов стоимости создания новых синхронных конденсаторов с эквивалентной производительностью.

Газовые турбины комбинированного цикла, в которых есть как газовые, так и паровые турбины, будут в гораздо большей степени зависеть от конструкции и компоновки системы. В самом простом случае переоборудование может включать просто установку сцепления, что приведет к соответствующей экономии средств и времени выполнения работ.

Угольные парогенераторы сложнее всего переоборудовать и больше всего зависят от конструкции и состояния системы. Срок выполнения заказа может составлять всего 12 месяцев, но чаще всего он будет варьироваться от 18 месяцев до четырех лет. Ожидается, что затраты также будут выше, но при благоприятных обстоятельствах могут соответствовать затратам на переоборудование газогенераторов.

Хотя в рекомендациях отчета признается, что «в Австралии нет прецедентов перевода крупных генераторов, работающих на ископаемом топливе, на синхронные конденсаторы», он настоятельно рекомендует принять срочные меры.

Во-первых, для накопления знаний в отчете подчеркивается необходимость поддержки как минимум двух, а лучше трех расследований на конкретных участках.

Во-вторых, чтобы удовлетворить постоянно растущие потребности системы в условиях быстро приближающихся сроков, в отчете содержится призыв к поставщикам услуг по обеспечению прочности системы оценить потенциальные проекты и получить одобрение регулирующих органов.

В отчете также даются рекомендации по изучению структуры соответствующих контрактов и, отдельно, по установлению точек данных для оценки инерции.