Victor GROPA: sugestii privind integrarea centralelor electrice eoliene în SEN

Pe 4 iunie 2017, în şedinţă publică, în faţa Consiliului ştiinţific specializat D31 221.01-03, doctorandul Victor GROPA, prodecan pentru studii la FEIE, şi-a prezentat teza de doctor în ştiinţe tehnice cu tema „Estimarea impactului centralelor eoliene asupra sistemului electroenergetic al Republicii Moldova”, elaborată sub îndrumarea conducătorilor ştiinţifici dr., prof. univ. Ion STRATAN şi dr., conf. univ. Ion SOBOR.

Dat fiind că în RM, pe an ce trece, sporeşte interesul investitorilor în domeniul surselor de energii regenerabile şi, în special, în domeniul energiei eoliene, tânărul cercetător şi-a propus să cerceteze problemele ce ţin de racordarea centralelor electrice eoliene (CEE) la sistemul electroenergetic naţional (SEN) și să ofere un instrument de valorificare a potenţialului eolian local, contribuind astfel la sporirea securităţii energetice a Republicii Moldova.

Echipa de cercetători a stabilit următorul scop al lucrării: elaborarea metodologiei de estimare a potenţialului de integrare a surselor regenerabile de energie în SEN, în profil teritorial, iar pentru realizarea lui au fost definite următoarele obiective: analiza setului de preocupări electrotehnice, ce privesc racordarea centralelor electrice eoliene la sistemul electroenergetic naţional; identificarea cerinţelor tehnice minime, ce ar asigura funcţionarea normală a sistemului electroenergetic naţional la integrarea centralelor electrice eoliene; elaborarea unei metode rapide şi eficiente privind calculul regimurilor permanente de funcţionare; elaborarea metodelor de calcul a puterii maxime tranzitate printr-o secţiune a sistemului electroenergetic naţional, care, de fapt, reprezintă noutatea ştiinţifică a lucrării.

Problema ştiinţifică constă în elaborarea unor metodologii privind determinarea puterii maxime a surselor regenerabile de energie, ce poate fi integrată în sistemul electroenergetic naţional, fapt ce ar permite valorificarea potenţialului eolian local, în vederea promovării utilizării energiei din surse regenerabile.

Conform cercetărilor efectuate privind conectarea centralelor eoliene la reţelele de distribuţie şi/sau la cele de transport a energiei electrice, au fost identificate cerinţele tehnice minime, care ar asigura funcţionarea normală a acestor sisteme în diferite regimuri.

A fost analizat principiul de acţionare al sistemelor automatizate ale turbinelor eoliene pentru diferite viteze ale vântului, fiind limitată puterea injectată în sistemul energetic, din punct de vedere al forţelor mecanice, care acţionează asupra turbinei şi al parametrilor părţii electrice a instalaţiei.

În cazul unui scurtcircuit bifazat la bornele turbinei eoliene cu generator asincron cu dublă alimentare, componentele de succesiune directă ating valorile maxime la alunecări mici, iar cele de succesiune inversă – în apropierea alunecării egale cu 2-s. În acelaşi timp, cuplul electromagnetic reprezintă pulsaţii cu frecvenţă dublă, amplitudinile cărora cresc odată cu alunecarea şi pot depăşi cu mult valoarea medie. Aceste pulsaţii produc vibraţii, sunt periculoase pentru sistem şi pot provoca rezonanţa mecanică.

Analiza stabilităţii statice a unui sistem electroenergetic la integrarea unei CEE a demonstrat atât conform criteriului Stodola, cât şi conform criteriului Hurvitz că sistemul analizat este static stabil, fără provocarea oricăror avarii considerabile.

Cercetătorul a elaborat o metodă pentru determinarea rapidă şi eficientă a inversei matricei Jacobi, care stă la baza calculelor regimurilor permanente de funcţionare ale SEE, şi a realizat un algoritm privind determinarea puterii limită printr-o secţiune prin efectuarea numai al unui calcul al regimului permanent de funcţionare, care se află departe de limită. Aceasta duce la o reducere pronunţată a duratei de timp necesară pentru estimarea puterii limită.

În baza studiului s-a constatat că puterile maxime ale surselor de energii regenerabile care pot fi injectate în diferite zone ale SEE al Republicii Moldova, determinate în baza criteriului tehnic – încălzirea admisibilă a conductoarelor liniilor electrice de transport – constituie în ansamblu circa 1000 MW şi nu depinde în care zonă se injectează puterea maximă.

Racordarea surselor de energii regenerabile la SEN duce la creşterea gradului de încărcare a unor linii electrice de 110 kV, fiind influenţat de amplasamentele CEE, de consumul de energie în Republica Moldova şi de exportul de energie electrică din RM în Ucraina şi Romania.

În baza cercetărilor efectuate, doctorandul V.GROPA, face următoarele recomandări şi concluzii: de completat normele tehnice existente cu cerinţele tehnice minime, care ar asigura funcţionarea normală a centralelor eoliene conectate la reţelele de distribuţie şi/sau la cele de transport a energiei electrice; de a limita vibraţiile mecanice, ce apar în cazul unui scurtcircuit bifazat la bornele generatorului asincron cu dublă alimentare a turbinei eoliene, inclusiv prin deconectarea turbinei eoliene de la reţeaua electrică; de utilizat în practica de calcul al regimurilor permanente SEN algoritmul elaborat privind determinarea puterii limită printr-o secţiune.

Rezultatele cercetărilor au fost prezentate spre implementare operatorului naţional de transport şi sistem ÎS „Moldelectrica”, Direcţiei generale securitate şi eficienţă energetică din cadrul Ministerului Economiei al Guvernului RM şi Asociaţiei Române pentru Energia Eoliană (RWEA). De altfel, utilizând şi Atlasul Energetic Eolian, rezultatele obţinute vor fi de real folos şi eventualilor investitori în parcurile eoliene de producere a energiei electrice.

Elaborările ştiinţifice realizate până la moment în domeniul promovării surselor regenerabile de energie necesită a fi continuate prin realizarea unui studiu de identificare a elementelor pentru care urmează de a fortifica capacitatea de transport al lor; elaborarea unei metodologii privind evaluarea puterii maxime a surselor regenerabile de energie, ce poate fi integrată în sistemul electroenergetic naţional, din considerente economice; realizarea unor cercetări cu privire la echilibrarea sistemului electroenergetic naţional în condiţiile integrării surselor regenerabile de energie.

Teza aduce contribuţii ştiinţifice teoretice la calculul şi analiza regimurilor permanente de funcţionare ale reţelelor electrice de transport cu considerarea integrării CEE şi are o valoare aplicativă semnificativă. Inginerului Victor GROPA i s-a conferit unanim titlul de doctor în ştiinţe tehnice la specialitatea „Sisteme şi tehnologii energetice”.

Print article Print article Conținutul website-ului utm.md este destinat exclusiv informării publicului larg. Preluarea materialelor se permite în limita a maximum 500 de semne, dar nu mai mult de jumătate din articolul preluat. În aceste condiţii, este obligatorie citarea sursei şi a autorului, iar în cazul portalurilor informaţionale – indicarea linkul ce conduce direct la sursă. Republicarea integrală a conținutului site-ului este interzisă în lipsa unui acord prealabil din partea Universității Tehnice a Moldovei. Pentru a obține acest acord, vă rugăm să ne contactați pe pr@adm.utm.md .