Отчёт по практике на тему Индивидуальное задание на учебную практику: практику по получению первичных навыков научно-исследовательской работы

Содержание:

Введение. 3

1. Изучение современных
проблем в электроэнергетике (анализ зарубежного опыта) 5

1.1. Решение проблемы
изменения климата: 5

1.2. Важность инноваций. 8

1.3. Роль государственной
политики. 9

1.4.
Урбанизация. 12

2.
Формирование цели и задач магистерского исследования – Системы электроснабжения
мегаполисов 20кВ.. 14

2.1.
Общие сведения. 14

2.2.
Экономические результаты. 17

Заключение. 19

Литература. 20

Введение:

Потребности и ограничения, а также большая готовность со
стороны политиков поощрять инновационные программы. Первая задача будет
заключаться в том, чтобы инвестировать достаточно средств, чтобы удовлетворить
растущий спрос на мировую энергию, сохраняя при этом конечные затраты на
энергию под контролем. По оценкам Международного энергетического агентства, 1,4%
мирового ВВП необходимо будет инвестировать в энергосистему в период с 2010 по
2035 год, или 33 триллиона долларов в течение 25 лет. Две трети этих инвестиций
необходимо будет направить в страны с формирующейся рыночной экономикой и
развивающиеся страны, чтобы удовлетворить прогнозируемый ежегодный рост
потребностей в первичной энергии на 2%, а оставшаяся треть потребуется для
замены устаревшей инфраструктуры в странах ОЭСР.

Что касается производства ископаемого топлива и
электроэнергетики, большая часть энергетической инфраструктуры, необходимой для
удовлетворения потребностей через 25 лет, еще не построена. Масштабы проблемы
невозможно недооценить, учитывая серьезную и продолжающуюся неопределенность
перспектив мировой экономики, цен на ископаемое топливо и будущих экологических
норм. Эта неопределенность была подчеркнута недавними кризисами — экономическим
(финансовый кризис 2008 года, кризис еврозоны), промышленным (Deepwater
Horizon, Фукусима) и геополитическим (арабская весна) — которые видел мир.

Вторая проблема связана конкретно с регулированием выбросов
парниковых газов (ПГ). Чтобы иметь 50% шанс ограничить повышение глобальной
температуры до 2°C по сравнению с уровнями рубежа веков, глобальные выбросы
должны быть сокращены на 50% в период с настоящего момента до 2050 года, в то
время как при обычном ведении бизнеса Согласно сценарию, к тому году выбросы
увеличатся почти вдвое. Энергетический сектор находится на переднем крае,
поскольку две трети глобальных выбросов парниковых газов составляют выбросы углерода,
связанные с этим сектором.

Третья серьезная проблема — массовая урбанизация, особенно в
странах с формирующимся рынком и развивающихся странах, где эта тенденция
особенно заметна, поскольку города, даже когда они развиваются относительно
неорганизованным образом, предлагают больше шансов избежать бедности, чем
сельские районы. Темпы роста городов достигли беспрецедентного уровня: за 130
лет население Лондона выросло с 1 миллиона до 8 миллионов, но в Бангкоке такой
же рост наблюдался за 45 лет, в Дакке — за 37 лет и в Сеуле — за 25 лет. К 2030
году городское население, вероятно, увеличится вдвое с 2 миллиардов до 4
миллиардов во всем мире. Сегодня на города приходится две трети мирового
потребления энергии, и через 20 лет это, вероятно, вырастет до трех
четвертей. Они также ответственны за 70% глобальных выбросов CO2,
связанных с энергетикой, и большую часть местного загрязнения воздуха. Это
сделало оптимизацию энергопотребления ключом к управлению как социальными, так
и экологическими внешними факторами современных городов. Чтобы эта оптимизация
была эффективной, она должна идти рука об руку с системным и долгосрочным
планированием «устойчивых городов».

Для одновременного решения этих трех задач электричество
должно играть решающую роль в энергосистеме.

Заключение:

На примере крупных городов мира были проанализированы полученные
ранее общие технико-экономические модели и соответствующие целевые функции
городских систем электроснабжения 110-20-0,4 кВ и 110-10-0,4 кВ.

Оптимизация целевых функций городской системы электроснабжения производилось с помощью метода
нелинейного дискретного программирования и специально разработанной программы в
среде Microsoft Excel [9].

В данном отчете рассмотрены оптимальные мощности и
оптимальные технико-экономические параметры ИБП 110/20 кВ и ТП 20 / 0,4 кВ или
ТП 110/10 кВ и ТП 10 / 0,4 кВ в диапазоне плотности нагрузки σ = 3-24 МВА / км2
на предполагаемые цены определены (Таблицы 2.1, 2.2).

Обоснована конструктивная модель ТП 110/20 кВ и произведена
ее технико-экономическая оценка, рассмотрена блок-схема определения оптимальной
мощности 110/10 кВ или 110 / 20кВ ТП, выбран режим работы нейтрали и
проанализированы возможности регулирования напряжения.

Ранее разработанная концепцию внедрения напряжения 20 кВ и
методы выбора оптимальных параметров можно использовать и в других городах,
внося необходимые корректировки в обстоятельства, в том числе и в Новосибирск.

Фрагмент текста работы:

1. Изучение современных проблем в электроэнергетике
(анализ зарубежного опыта)

1.1. Решение проблемы изменения климата:

В настоящее время на электроэнергию приходится 40% выбросов
углерода, производимых энергетическим сектором, или 25% выбросов парниковых
газов в мире. Можно проследить прямую связь между нынешним положением дел и
структурой производства, используемой для удовлетворения постоянно растущего
спроса на электроэнергию: две трети ископаемых видов топлива (41% угля, 26%
газа и нефти) и одна треть безуглеродные. источники (14% атомные, 16%
гидроэнергетические и 3% другие возобновляемые источники энергии). При производстве
угля выделяется примерно одна тонна CO2 на МВтч по сравнению с 450 кг для
парогазовых турбин.

МЭА подчеркнуло, что к 2030 году на сектор энергетики будет
приходиться 70% сокращений выбросов, необходимых для энергосистемы, чтобы
ограничить повышение температуры до 2 ° C. Это станет возможным только при
одновременных усилиях в отношении управления спросом, что, как предполагает
сценарий МЭА, позволит сократить выбросы в секторе на 40%; значительное
сокращение выбросов от производства электроэнергии со снижением среднего
содержания углерода на 60% к 2030 году и 90% к 2050 году; и, в дальнейшем,
замена ископаемого топлива низкоуглеродной электроэнергией для все большего
числа конечных пользователей (транспорт, промышленность и жилищное
строительство).

Проблема может показаться сложной, но отнюдь не
непреодолимой. В ближайшие два десятилетия у нас уже есть конкурентоспособные
технологии с низким и нулевым выбросом углерода.

Что касается спроса, технологии существуют для широкого
круга конечных целей: теплоизоляция в зданиях, эффективное освещение, более
эффективные электродвигатели, тепловые насосы, водонагреватели на солнечных
батареях и т. д. Энергоэффективность также вносит ключевой вклад в снижение
выбросов в окружающую среду.

Что касается предложения, то также существуют технологии,
которые могут поставлять электроэнергию с низким уровнем выбросов углерода по
доступной цене (60-90 долларов США за МВтч в странах ОЭСР). Примеры включают
сверхкритические угольные электростанции (КПД до 45%) и газовые турбины с
комбинированным циклом. Что наиболее важно, доступны безуглеродные технологии,
такие как гидроэнергетика, атомная энергия и энергия ветра.

Мощность гидроэнергетики может быть увеличена в три-четыре
раза по сравнению с нынешним уровнем, в основном в развивающихся странах, по
конкурентоспособной цене. Поскольку гидроэнергетика является капиталоемкой,
финансирование должно быть облегчено в наименее развитых странах. Также будет
крайне важно отслеживать влияние плотин на биоразнообразие, переселение населения
и интегрированное управление водными ресурсами.

Ядерная энергетика тоже конкурентоспособна. Не предрешая
полные результаты анализа недавней аварии на Фукусиме, кажется очевидным, что
проекты будут подвергаться более строгим и избирательным стандартам, с большим
упором на соблюдение высочайших стандартов безопасности: это будет означать,
что станции, которые еще больше снизят риск в лицом экстремальных явлений, а
также национальные органы безопасности и международные органы управления (МАГАТЭ,  ВАО АЭС, 
WENRA), которые обладают большей властью с точки зрения контроля, выдачи
разрешений, обмена и внедрения передового опыта. Это ключевые элементы для
принятия технологии. Принятие также зависит от четких и последовательных
процедур выдачи разрешений и публичных дебатов для всего цикла (от топлива до
обращения с отходами с промежуточной эксплуатацией завода). Чтобы ядерная
энергетика была конкурентоспособной, промышленные операторы должны иметь
возможность контролировать затраты, а также время строительства, используя
преимущества экономии за счет масштаба и стандартизации. Это было одной из
основных причин, по которым многие проекты в 80-х годах в континентальной
Европе так хорошо развивались, в то время как в Великобритании и США
наблюдались экономические неудачи.

Что касается ветроэнергетики, то наземные турбины быстро
достигают зрелости (на 10-30% дороже, чем уже конкурирующие технологии
генерации). В регионах с обильным ветром (более 3000 часов, например, Техас)
наземный ветер уже может быть конкурентоспособным, если правильно управлять
косвенными затратами, возникающими из-за прерывистого характера ресурса. Эти
косвенные затраты можно разбить на три категории: затраты, связанные с
расширением сети, чтобы обеспечить передачу и развитие в большем количестве областей,
стоимость инвестиций в дополнительные средства, чтобы гарантировать, что спрос
всегда может быть удовлетворен, и затраты, связанные с динамическим управлением
сетью. для поддержания баланса спроса и предложения в краткосрочной
перспективе. МЭА оценивает дополнительные затраты для системы, потребляющей
15-30% энергии от ветровой генерации, в 15 евро / МВтч или более.

Эти технологии могут иметь значение. Энергетические системы
Швеции и Франции, где более 90% электроэнергии вырабатывается атомными и гидроэлектростанциями,
выбрасывают менее семи тонн CO2 на душу населения по сравнению с более чем 11
тоннами в Дании и Германии, где уголь составляет около 50% сочетание (данные
Евростата, 2008 г.).

Следующие два десятилетия представляют собой реальное окно
возможностей: даже при условии значительного повышения эффективности, МЭА
по-прежнему прогнозирует, что 5 000 ГВт новых мощностей будут введены в
эксплуатацию в период с настоящего момента до 2030 года, что больше, чем
текущая мировая мощность (установленная мощность в 2008 году: 4720 ГВт ).
Следовательно, эти низкоуглеродные и безуглеродные технологии должны быть
развернуты массово, чтобы избежать блокировки глобальной электрической системы
на одном и том же высокоуглеродном пути еще на несколько десятилетий.