Научный архив: статьи

Рассматриваются актуальные вопросы, связанные с проблемой расчетов и прогнозирования при выработке солнечной электроэнергии как возобновляемого источника энергии. Для обнаружения проблем выявлены исходные данные для моделирования и их источники. Источники исходных данных для моделирования систематизированы, и для каждого приведен пример. Анализ состояния мирового энергетического рынка и положение государственной политики в области энергетики в России показал, что необходимо уделять внимание вопросам солнечной энергии и решать проблемы прогнозирования выработки электроэнергии. Это связано не только с доступностью ресурсов, но и экологичностью. Рассмотрена классификация существующих моделей и методов прогнозирования выработки энергии солнечной электростанции (СЭС). Существующие методики позволяют производить расчеты по прогнозированию мощности выработки электроэнергии, но приводят средние показатели за год. Требуются новые технологические и инновационные методы для решения существующей проблемы. Представлены ключевые факторы и аспекты внедрения и эксплуатации солнечной электростанции. Главной сложностью в прогнозировании является учет множества нелинейных характеристик. Предложена попытка решить данную проблему. Сделан обзор состояния проблемы и тенденций развития солнечной энергетики, среди которых определены основные проблемы и намечены пути решения.

В настоящее время все большую популярность в электроэнергетике набирают квалифицированные генерирующие станции, работающие на возобновляемых источниках энергии (далее - ВИЭ). Самыми распространенными в современном мире стали ветроэнергетические станции и солнечные генерирующие панели. Россия - страна, обладающая огромной территорией, разные части которой представляют собой потенциальные места для размещения ВИЭ-объектов. Особое внимание привлекают арктические зоны. Однако, выбрав потенциальное место строительства объектов ВИЭ-генерации, необходимо провести анализ эффективности и возможности реализации инвестиционного проекта. Целью исследования является рассмотрение состояния существующей энергетической системы Мурманской области для дальнейшего определения вероятности развития там новых энергетических проектов. Таким образом, оценен ветроэнергетический потенциал региона и проведен прогноз электропотребления на период 2024-2029 гг. Проанализированы обоснования и возможности строительства ветроэнергетических установок на территории Кольского полуострова как альтернативы станциям, работающим на углеводород ном топливе. Выявлено, что существующие возможности субъекта России располагают к строительству на его территории новых ветропарков. В результате проведения сравнительного анализа Мурманской области и соседних регионов определено, что данная область наиболее предрасположена к реализации подобных инвестиционных проектов.

В статье представлены основные результаты выполненного ИНЭИ РАН сценарного прогноза развития энергетики мира и России до 2050 года. Рассмотренные сценарии не нормативные, а дескриптивные - они показывают развитие мировой энергетики при заданных предпосылках. В рамках исследования выполнены прогнозы объемов и структуры энергопотребления стран и регионов мира по видам энергии и секторам конечного потребления, производства электроэнергии, выбросов парниковых газов, объемов добычи энергоресурсов, мировой торговли и цен топлив. На фоне замедления экономического роста (в 1,4-1,8 раз в 2022-2050 гг. в сравнении с 1990-2021 гг.) и замедления роста численности населения (в 2 раза от уровня 2021 г.) во всех рассмотренных сценариях ожидается сокращение темпов роста потребления первичной энергии (в 2,5-3 раза) и электроэнергии (в 1,3-2,5 раза). Наиболее значительные приросты объемов потребления энергоресурсов обеспечат развивающиеся страны Азии, где в прогнозном периоде будут самые высокие темпы роста душевого ВВП. Стремительно трансформируется электроэнергетика, где доля возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и атомной энергии к концу прогнозного периода увеличится до 57-70%. Постепенно электрифицируются секторы конечного потребления энергии. Начинается эпоха активной межтопливной конкуренции в транспортном секторе. Из ископаемых топлив только газу удастся показывать относительно стабильную долю в мировом энергобалансе с растущими объемами потребления; доли угля и нефти будут сокращаться. Мировые выбросы парниковых газов от сжигания топлив, включая биотопливо, без учета улавливания и захоронения, пройдут пик во всех рассмотренных сценариях в середине прогнозного периода. Во многом к 2050 г. энергоемкость мировой экономики, удельные выбросы энергетики, прогресс в достижении Целей устойчивого развития, включая уровень энергетической бедности, будут определяться способностью государств координировать усилия между собой, а также политикой в области торговых барьеров и технологического трансфера. Расширение использования ВИЭ с нестабильной выработкой в электроэнергетике приведет к росту волатильности цен на газ и уголь и повышению потребности в системах резервирования и накопления электроэнергии. Ключевыми производителями нефти и газа в мире останутся Ближний Восток, Северная Америка и СНГ, суммарно обеспечивая свыше 70% мировой добычи.

В статье рассматриваются особенности энергетического сотрудничества между Китаем и африканскими странами в рамках инициативы «Пояс и путь». Автор анализирует основные направления сотрудничества, такие как строительство энергетических инфраструктур, развитие возобновляемых источников энергии, технологический обмен и финансирование проектов. Подробно исследуются причины интенсификации китайских инвестиций в энергетический сектор в Африке, включая обеспечение энергетической безопасности, доступность ресурсов и укрепление дипломатических отношений. Автор описывает преимущества и вызовы такого сотрудничества для обеих сторон, а также влияние этих энергетических проектов на экономическое развитие и энергетическую безопасность в регионе. В работе рассматривается помощь, предоставляемая Китаем африканским странам в развитии возобновляемых источников энергии и повышении энергоэффективности для достижения устойчивого развития, затрагиваются различные проекты и инициативы, которые были реализованы или планируются в рамках этого сотрудничества. Автор показывает масштаб, значимость и перспективы китайско-африканского энергетического сотрудничества в рамках инициативы «Пояс и путь», а также его последствия для африканских стран.

Цель исследования – провести анализ актуальных проблем и методов, предлагаемых для решения задач проектирования, эксплуатации и планирования развития будущих устойчивых электроэнергетических систем с учетом интеграции возобновляемых источников энергии, объединения тепловых и газовых сетей с использованием высокоскоростных каналов связи. Излагается авторский метод обеспечения устойчивости системы и защиты целостности электроэнергетических систем. Для обеспечения устойчивой работы будущих электроэнергетических систем предлагается использовать методы многоуровневой оптимизации и управления цифровыми энергосистемами, технологии интеллектуальных сетей и методы обработки векторных измерений на основе кибербезопасных каналов связи. Установлено, что предложенные схемы позволяют обеспечить устойчивость системы и защитить ее целостность. С целью демонстрации эффективности таких подходов приведен пример решения задачи предотвращения веерных отключений энергосистемы путем целенаправленного разделения/изоляции системы на основе авторского двухэтапного алгоритма управляемой изоляции. Показано, что для решения поставленных задач современной электроэнергетики является эффективным использование новых телекоммуникационных технологий, средств обеспечения ситуационной осведомленности и схемы защиты целостности систем, основанных на современных методах исследования операций и искусственного интеллекта. Предложенный авторами метод многокритериальной оптимизации использует минимизацию целевой функции нарушения перетока мощности и учитывает ограничения на согласованность работы генераторов. Метод был протестирован на тестовой схеме IEEE, состоящей из 118 узлов. Тестовые расчеты подтвердили, что метод позволяет обеспечивать минимальный дисбаланс мощности и минимальное нарушение перетоков мощности. Таким образом, результаты работы открывают новые возможности для улучшения мониторинга и защиты будущих устойчивых электроэнергетических систем, в том числе с учетом интеграции возобновляемых источников энергии, тепловых и газовых сетей.