UA99738C2 - Method for supply of electric energy to individual consumers and method for supply of motor electric energy using ac electric network - Google Patents

Abstract

The invention relates to electric engineering and can be used in electric mains of different levels. Disclosed is a method for supply of energy to a majority of individual consumers from at least one energy consumer using AC network, in which said consumers are energy supplied at least a part of time characterized in high load on the network, and at least a portion of individual consumers can be supplied from own accumulator batteries. In the absence of high load on the network directly from electric network and accumulators the consumers are supplied and from rectifiers supplied from network, the accumulators are charged, accumulated energy is used for decreasing the on the network. The accumulators are charged during with low load to the network, during at least a portion of periods of with high load on the network the individual consumers are regularly supplied from own accumulators. The technical result consists in balancing load on the electric network during daily cycle and decreasing the electric energy cost.

Description

Винахід стосується електроенергетики й може бути використаний в електричних мережах будь-якого рівня, у тому числі в єдиній електроенергетичній системі країни для постачання електроенергії будь-яким споживачам, режим роботи яких з тих чи інших причин потребує живлення у регулярні періоди підвищеного навантаження на електричну мережу, наприклад, споживачам з цілодобовим режимом роботи.The invention relates to the electric power industry and can be used in electric networks of any level, including in the unified electric power system of the country for the supply of electricity to any consumers whose mode of operation for one reason or another requires power during regular periods of increased load on the electric network, for example, consumers with a 24-hour operating mode.

У цьому винаході заявляються два об'єкти, одним з яких є спосіб постачання електроенергії до узагальнених споживачів, а іншим - спосіб постачання електроенергії до конкретного споживача - електропривода - з використанням електричної мережі змінного струму.This invention claims two objects, one of which is a method of supplying electricity to generalized consumers, and the other is a method of supplying electricity to a specific consumer - an electric drive - using an alternating current electrical network.

Звичайний спосіб постачання електроенергії до споживачів з електричної мережі включає підключення споживачів до електричної мережі і їхнє живлення від електричної мережі протягом необхідного часу.The usual method of supplying electricity to consumers from the electrical grid includes connecting consumers to the electrical grid and feeding them from the electrical grid for the required time.

Однак, як відомо, споживання енергії у великих електроенергетичних системах, у тому числі в єдиній енергетичній системі країни, протягом доби дуже нерівномірно: у денний час доби має місце підвищене навантаження на електроенергетичні системи, а в нічне - знижене. Це впливає на роботу електростанцій і приводить до неефективного їхнього використання.However, as is known, energy consumption in large power systems, including the country's single power system, is very uneven during the day: during the day, there is an increased load on the power systems, and at night - a reduced one. This affects the operation of power plants and leads to their inefficient use.

У такій ситуації держави стимулюють нічне споживання, установлюючи різні тарифи на оплату електроенергії в різний час доби. У багатьох країнах, у тому числі в Україні, впродовж доби діють три різних тарифи: пікові, напівпікові й знижені.In such a situation, states encourage night consumption by setting different tariffs for payment of electricity at different times of the day. In many countries, including Ukraine, there are three different tariffs during the day: peak, semi-peak and reduced.

Крім того, для зменшення негативного впливу нерівномірного навантаження на великі електроенергетичні системи застосовують акумулювання енергії в періоди зниженого навантаження й використання накопиченої енергії в періоди підвищеного навантаження.In addition, to reduce the negative impact of uneven load on large electric power systems, energy storage is used in periods of reduced load and use of accumulated energy in periods of increased load.

З цією метою будують, наприклад, гідроакумулюючі електростанції (ГАЕС), і великі буферні акумуляторні джерела з перетворювачами частоти для підживлення енергосистеми в періоди підвищеного споживання. Відомі також такі способи акумулювання енергії, як закачування стисненого повітря в підземні резервуари, закачування в спеціальні резервуари кисню й водню, отриманих шляхом електролізу води й т. ін.For this purpose, they are building, for example, hydro-accumulating power plants (GAES) and large buffer storage sources with frequency converters to feed the power system in periods of increased consumption. There are also known methods of energy accumulation, such as pumping compressed air into underground tanks, pumping oxygen and hydrogen obtained by electrolysis of water into special tanks, etc.

Всі ці способи й пристрої передбачають наступне перетворення накопиченої енергії в електричну енергію змінного струму й повернення її в електроенергетичну систему в періоди підвищеного навантаження.All these methods and devices provide for the subsequent transformation of the stored energy into alternating current electrical energy and its return to the electrical power system during periods of increased load.

Зо Недоліком цих пристроїв є низький к.код., значні втрати дорогої акумульованої електроенергії в мережах енергосистеми, висока вартість, великий строк будівництва у зв'язку з великою енергією, що запасається в пристроях, і великою потужністю, що віддається, великий строк окупності й, у зв'язку із цим, можливість їхнього будівництва тільки за рахунок бюджету країни. Крім того, недоліком ГАЕС є виведення з господарського обігу значних площ землі за рахунок їхнього затоплення й значний екологічний збиток.The disadvantage of these devices is a low K.code, significant losses of expensive accumulated electricity in power system networks, high cost, a long construction period due to the large energy stored in the devices and large output power, a long payback period and , in connection with this, the possibility of their construction only at the expense of the country's budget. In addition, the disadvantage of the gas power plant is the removal of large areas of land from economic circulation due to their flooding and significant environmental damage.

Відомі способи живлення локальних споживачів електричною енергією, що усувають небажані наслідки при аварійному відключенні електроенергії в мережі, які включають відключення споживачів від мережі, включення джерел аварійного живлення й підключення до них споживачів на час усунення аварії. Ці способи призначені для короткочасного використання й для порівняно невеликих потужностей споживачів. Як такі джерела аварійного живлення використовують електростанції невеликої потужності на двигунах внутрішнього згоряння й акумулятори з випрямлячами й перетворювачами постійного струму в змінний (інверторами).There are known methods of supplying local consumers with electric energy, which eliminate undesirable consequences in the event of an emergency power outage in the network, which include disconnecting consumers from the network, turning on emergency power sources and connecting consumers to them during the elimination of the accident. These methods are intended for short-term use and for relatively small consumer capacities. As emergency power sources, low-power power plants with internal combustion engines and batteries with rectifiers and direct current to alternating current converters (inverters) are used.

Оскільки аварійне відключення енергії, як правило, триває порівняно невеликий час і трапляється рідко й нерегулярно, енергія й потужність таких пристроїв невелика й визначається потужністю споживання самих необхідних пристроїв споживання енергії, що забезпечують життєздатність системи локального споживача, а запас енергії таких пристроїв визначається часом, необхідним на безаварійне відключення споживачів, що можуть бути відключені, і енергією, необхідної для підтримки споживачів, що не відключають, протягом часу усунення аварії.Since an emergency power outage, as a rule, lasts a relatively short time and occurs rarely and irregularly, the energy and power of such devices is small and is determined by the consumption power of the most necessary energy-consuming devices that ensure the viability of the local consumer's system, and the energy reserve of such devices is determined by the time required for non-emergency disconnection of consumers that can be disconnected, and the energy required to support non-disconnecting consumers during the time of emergency elimination.

Зазначені способи порівняно прості, вимагають невеликих витрат і тому можуть бути реалізовані практично для будь-якого споживача, що потребує безперебійного живлення. Однак навіть у сукупності вони не можуть вирішити завдання вирівнювання навантаження на всю електроенергетичну систему в добовому циклі.The specified methods are relatively simple, require small costs and therefore can be implemented for almost any consumer who needs uninterrupted power supply. However, even as a whole, they cannot solve the task of equalizing the load on the entire electric power system in the daily cycle.

В основу цього винаходу поставлена задача створення простого й надійного способу постачання множині споживачів електроенергії, який був би позбавлений недоліків описаних вище способів і зберігав би їхні переваги, а саме, забезпечував би зниження навантаження на енергосистему в періоди підвищеного навантаження в добовому циклі, нормальну якість електричної енергії для споживачів протягом необхідного часу і в аварійних ситуаціях і можливість рішення цих завдань на локальному рівні, тобто на рівні індивідуальних споживачів так, щоб в результаті це дозволило б поступово вирішувати завдання вирівнювання навантаження в добовому циклі в масштабах всієї електроенергетичної системи.The basis of this invention is the task of creating a simple and reliable method of supplying electricity to a large number of consumers, which would be devoid of the disadvantages of the methods described above and would preserve their advantages, namely, would ensure a reduction of the load on the power system during periods of increased load in the daily cycle, the normal quality of electric power energy for consumers during the necessary time and in emergency situations and the possibility of solving these tasks at the local level, that is, at the level of individual consumers, so that as a result, it would allow to gradually solve the task of equalizing the load in the daily cycle on the scale of the entire electric power system.

Найбільш близьким до заявленого способу постачання множині споживачів електроенергії є спосіб, описаний у патенті РФ Мо 2160955, у якому принаймні частина споживачів оснащена системами аварійного постачання електроенергії, що містять акумулятори й живлені від мережі випрямлячі, а при виникненні короткочасного пікового навантаження в електричній мережі частину енергії з акумуляторів індивідуальних децентралізованих мереж аварійного електропостачання через інвертори віддають у мережу так довго, поки існує пікове навантаження й в акумуляторах ще є досить енергії для аварійного електропостачання.The closest to the claimed method of supplying electricity to a large number of consumers is the method described in RF patent No. 2160955, in which at least part of the consumers are equipped with emergency power supply systems containing batteries and rectifiers powered from the network, and in the event of a short-term peak load in the electrical network, part of the energy from the batteries of individual decentralized networks of emergency power supply via inverters are fed into the network as long as there is a peak load and there is still enough energy in the batteries for emergency power supply.

Недоліком зазначеного способу є короткочасний характер передачі електроенергії, накопиченої в акумуляторах, у мережу, необхідність завжди узгоджувати фази напруги інверторів з фазами мережі й, у зв'язку з невеликою енергією, накопиченою в системах аварійного забезпечення, низька ефективність. Ще одним недоліком цього способу є те, що оскільки реально потужності всіх індивідуальних акумуляторів недостатньо для істотного підвищення ресурсу енергосистеми, живлення самих локальних споживачів здійснюється від перевантаженої мережі. Крім того, кількість локальних споживачів, що вимагають забезпечення системою аварійного живлення, росте досить повільно.The disadvantage of this method is the short-term nature of the transfer of electricity stored in batteries to the network, the need to always match the voltage phases of the inverters with the network phases, and, due to the small amount of energy stored in the emergency support systems, low efficiency. Another disadvantage of this method is that since the real power of all individual batteries is not enough to significantly increase the resource of the power system, the local consumers themselves are powered from an overloaded network. In addition, the number of local consumers requiring emergency power supply is growing rather slowly.

Для вирішення поставленої вище задачі у відомому способі постачання електроенергії множині індивідуальних споживачів із принаймні одного індивідуального споживача з використанням електричної мережі змінного струму, у якому зазначених споживачів живлять протягом принаймні частини часу, що характеризується підвищеним навантаженням на мережу, і принаймні частина індивідуальних споживачів мають можливість живлення від власних акумуляторів, під час відсутності підвищеного навантаження на мережу безпосередньо від електричної мережі живлять споживачів й від випрямлячів, які живлять від електричної мережі, заряджають акумулятори, а накопичену в акумуляторах енергію використовують для зменшення підвищеного навантаження на мережу, згідно з винаходом, внесені такі вдосконалення: - акумулятори заряджають регулярно в періоди добового циклу зі зниженим навантаженням на мережу, - протягом принаймні частини періодів добового циклу з підвищеним навантаженням наTo solve the above problem in the known method of supplying electricity to a plurality of individual consumers from at least one individual consumer using an alternating current electrical network, in which the specified consumers are fed during at least part of the time characterized by an increased load on the network, and at least part of the individual consumers have the possibility of feeding from own batteries, when there is no increased load on the network directly from the electrical network, consumers are fed and from rectifiers that are fed from the electrical network, the batteries are charged, and the energy stored in the batteries is used to reduce the increased load on the network, according to the invention, the following improvements are made : - the batteries are charged regularly during the periods of the daily cycle with a reduced load on the network, - during at least part of the periods of the daily cycle with an increased load on the

Зо мережу індивідуальні споживачі регулярно живлять від їхніх власних акумуляторів.Individual consumers regularly feed from the network from their own batteries.

Прив'язка інтервалів часу заряджання й розряджання акумуляторів до періодів зниженого й підвищеного навантаження мережі в добовому циклі, з одного боку, дозволяє, принаймні частково, вирівняти навантаження на мережу протягом доби, а, з іншого боку, за рахунок зниженої вартості електроенергії в періоди зі зниженим навантаженням, знизити загальну вартість електроенергії, споживаної даним конкретним споживачем. Крім того, у разі повного відключення від мережі при живленні від акумуляторів споживачів, які витримують короткочасні відключення напруги, спосіб не вимагає фазування напруги, перетвореної від акумулятора, з мережею й дозволяє забезпечити нормальну якість електроенергії для живлення індивідуального споживача.Linking the battery charging and discharging time intervals to the periods of reduced and increased network load in the daily cycle, on the one hand, allows, at least partially, to equalize the load on the network during the day, and, on the other hand, due to the reduced cost of electricity in periods with reduced load, to reduce the total cost of electricity consumed by this specific consumer. In addition, in the case of a complete disconnection from the network when powering from the batteries of consumers who can withstand short-term voltage outages, the method does not require phasing of the voltage converted from the battery with the network and allows to ensure normal quality of electricity for powering an individual consumer.

Далі, спосіб природно забезпечує й аварійне живлення споживача, якщо тільки аварійне відключення відбувається не тоді, коли акумулятор ще повністю розряджений, а споживач проте повинен працювати. Хоча такі ситуації можуть бути виключені шляхом забезпечення запасу енергії в акумуляторі на випадок аварійного відключення після його відключення від споживача.Further, the method naturally also provides emergency power supply to the consumer, as long as the emergency shutdown does not occur when the battery is still completely discharged, but the consumer must still work. Although such situations can be excluded by ensuring a reserve of energy in the battery in case of an emergency shutdown after it is disconnected from the consumer.

Важливою перевагою зазначеного способу є також те, що в міру збільшення числа споживачів, охоплених цим способом постачання електроенергії, поступово вирішується загальносистемне завдання зниження навантаження на мережу в період завершення будівництва. Таким чином, оснащення споживачів акумуляторами для використання в способі постачання відповідно до винаходу, могло б відбуватися, принаймні частково, за рахунок державного бюджету.An important advantage of the specified method is also that as the number of consumers covered by this method of electricity supply increases, the system-wide task of reducing the load on the network during the construction period is gradually solved. Thus, equipping consumers with batteries for use in the supply method according to the invention could be, at least partially, financed by the state budget.

Моменти перемикання живлення споживачів від мережі на акумулятори можуть визначатися як регулярні моменти зміни тарифів, тобто в певні моменти доби. У зв'язку з тим, що підвищене навантаження на мережу супроводжується зменшенням частоти й напруги мережі, моменти зазначеного перемикання можуть також визначатися заздалегідь установленими значеннями частоти або напруги мережі або їхніх відмінностей від номінальних значень. Крім того, зрозуміло, що у випадку розрядки акумуляторів до заздалегідь заданих значень накопиченої в них енергії або напруги також повинне відбутися перемикання живлення з акумуляторів на мережу.Moments of switching consumers' power supply from the network to batteries can be defined as regular moments of tariff changes, that is, at certain moments of the day. Due to the fact that the increased load on the network is accompanied by a decrease in the frequency and voltage of the network, the moments of the indicated switching can also be determined by predetermined values of the frequency or voltage of the network or their differences from the nominal values. In addition, it is clear that in the case of discharge of batteries to predetermined values of the energy or voltage stored in them, the power supply from the batteries to the network must also be switched.

Спосіб постачання електроенергії споживачам, що заявляється, дозволяє також живити їх одночасно від акумуляторів і від електричної мережі протягом деяких перших інтервалів часу, бо обумовлених станом мережі й рівнем накопиченої в акумуляторах енергії, при цьому можливе регулювання співвідношення потужностей, що відбираються, за допомогою регулятора струму розряду акумуляторів і/або регулятора струму, що надходить від електричної мережі. У цьому конкретному варіанті виконання способу, що заявляється, також досягається зазначений вище технічний результат, хоча й у меншому ступені.The proposed method of supplying electricity to consumers also allows them to be fed simultaneously from batteries and from the electrical network during some initial time intervals, because it is determined by the state of the network and the level of energy stored in the batteries, while it is possible to adjust the ratio of the extracted powers using a current regulator battery discharge and/or current regulator coming from the electrical network. In this particular embodiment of the claimed method, the above-mentioned technical result is also achieved, although to a lesser extent.

Крім того, удосконалений варіант виконання способу, що заявляється, дозволяє, при необхідності, частину накопиченої в акумуляторах енергії направляти назад у мережу, коли, по- перше, в акумуляторах є достатній запас енергії, а по-друге, коли мережа особливо перевантажена. Це дає можливість зменшити рівень навантаження на мережу.In addition, the improved version of the proposed method allows, if necessary, to send part of the energy stored in the batteries back to the network, when, firstly, there is a sufficient reserve of energy in the batteries, and secondly, when the network is particularly overloaded. This makes it possible to reduce the level of network load.

Подальші вдосконалення способу, що заявляється, полягають у тому, що в процесі заряджання акумуляторів можна регулювати струм зарядки, а в процесі розряджання акумуляторів - струм розрядки. Це дозволяє оптимізувати умови заряджання й розряджання та/або регулювати, відповідно, час зарядки й споживану потужність.Further improvements of the claimed method are that in the process of charging the batteries, the charging current can be regulated, and in the process of discharging the batteries - the discharge current. This allows you to optimize the charging and discharging conditions and/or adjust the charging time and power consumption accordingly.

У конкретному варіанті виконання способу, що заявляється, перемикання споживача на живлення від мережі або від акумуляторів і акумулятора на заряджання або розряджання здійснюють шляхом подання дозволяючих або забороняючих сигналів на керовані ключі.In a specific embodiment of the claimed method, switching the consumer to power from the network or from batteries and the battery to charge or discharge is carried out by sending enabling or prohibiting signals to the controlled keys.

Один з конкретних варіантів способу, що заявляється, призначений для живлення електроприводів різних агрегатів. Це досить великий клас споживачів, які можуть суттєво впливати на роботу електроенергетичної системи в цілому, і їхнє охоплення цим способом може істотно вирівняти навантаження на систему в добовому циклі.One of the specific variants of the proposed method is intended for powering electric drives of various units. This is a rather large class of consumers who can significantly influence the operation of the electric power system as a whole, and their coverage in this way can significantly equalize the load on the system in the daily cycle.

Якщо до складу електропривода не входить керований випрямляч, то для заряджання акумулятора такий випрямляч необхідний як окремий блок. Якщо ж електропривод включає, наприклад, перетворювач частоти, то акумулятор можна заряджати від ланки постійного струму зазначеного перетворювача. При цьому потужність зазначеної ланки постійного струму повинна бути достатньою для одночасного живлення електропривода й заряджання акумулятора.If the electric drive does not include a controlled rectifier, then such a rectifier is required as a separate unit to charge the battery. If the electric drive includes, for example, a frequency converter, then the battery can be charged from the direct current link of the specified converter. At the same time, the power of the specified direct current link should be sufficient for simultaneously powering the electric drive and charging the battery.

У цей час створені, виробляються й уже широко застосовуються спеціалізовані акумулятори надзвичайної ємності для потужних силових застосувань. Ці акумулятори мають унікальні можливості щодо запасання величезної кількості енергії та її використання при потужностях споживання до 10 МВт і більше. Такими акумуляторами є натрієво-сірчані акумулятори, представлені, наприклад на веб-сайті за адресою:At this time, specialized batteries of extreme capacity for high power applications are created, produced and already widely used. These batteries have unique capabilities for storing a huge amount of energy and using it at consumption capacities of up to 10 MW and more. Such batteries are the sodium-sulfur batteries presented, for example, on the website at:

Зо пОру/Лимли. пок. со. р/епдії п/ргодисів/ромег/пав/іпаех.піті, і натрієво-нікеле-хлоридні акумулятори, представлені на веб-сайті за адресою: пЕруЛлимли.себрі.сот/себрі/сопіепі/пдех еп.піті?а-580-98с-198а-72.From Oru/Lymla. room co. r/epdii p/rgodysiv/romeg/pav/ipaekh.piti, and sodium-nickel-chloride batteries presented on the website at the address: pEruLlimly.sebri.sot/sebri/sopiepi/pdekh ep.piti?a-580- 98s-198a-72.

Застосування таких акумуляторів для живлення електроприводів великої потужності, наприклад, використовуваних в електроприводних газоперекачувальних агрегатах, має особливі переваги. Вони включають зменшення вартості електроенергії, виключення потреби в будівництві однієї із двох ліній електропередачі (для забезпечення резервування) з підстанціями й іншим устаткуванням, підвищення надійності роботи, можливість виведення електроенергетичної системи країни зі стану надзвичайно великої відмінності навантажень у денний і нічний час, зменшення втрат у мережах.The use of such batteries for powering high-power electric drives, for example, used in electric gas pumping units, has special advantages. They include reducing the cost of electricity, eliminating the need for the construction of one of the two power transmission lines (to ensure redundancy) with substations and other equipment, increasing the reliability of operation, the possibility of removing the country's electric power system from the state of an extremely large difference in loads during the day and night, reducing losses in networks

Окремим об'єктом цього винаходу є спосіб постачання електроприводу електроенергії з використанням електричної мережі змінного струму.A separate object of the present invention is a method of supplying electricity to an electric drive using an alternating current electrical network.

Мова йде про електроприводи, яким необхідно постачати електроенергію протягом принаймні частини періодів з підвищеним навантаженням на мережу в добовому циклі, коли тариф на електроенергію вище, ніж у періоди зниженого навантаження, а електропривод створює додаткове навантаження на перевантажену мережу.We are talking about electric drives that need to supply electricity during at least part of the periods with increased load on the network in the daily cycle, when the electricity tariff is higher than during periods of reduced load, and the electric drive creates an additional load on the overloaded network.

Хоча вказані електроприводи є окремим випадком узагальненого споживача, відносно якого спосіб, що заявляється, описаний вище, необхідність виділення способу постачання їм електроенергії у окремий об'єкт викликана широким застосуванням електроприводів, у тому числі таких, що мають велику (до десятків мегават) потужність і, отже у сукупності створюють суттєве навантаження на електроенергетичну систему.Although the specified electric drives are a special case of a generalized consumer, in relation to which the claimed method is described above, the need to allocate a method of supplying electricity to them in a separate object is caused by the wide use of electric drives, including those with a large (up to tens of megawatts) power and , therefore, collectively create a significant load on the electric power system.

В основу цього винаходу, що стосується способу постачання до електропривода електроенергії поставлена задача принаймні частково виключити або по можливості зменшити навантаження електропривода на мережу в періоди підвищеного навантаження й одночасно знизити вартість споживаної електроенергії за рахунок застосування знижених тарифів на електроенергію.The basis of this invention, which relates to the method of supplying electricity to the electric drive, is the task of at least partially eliminating or, if possible, reducing the load of the electric drive on the network during periods of increased load and at the same time reducing the cost of consumed electricity due to the use of reduced electricity tariffs.

Поставлена задача вирішується тим, що на відміну від звичайного способу постачання електроенергії до електропривода, у якому електропривод живлять протягом принаймні частини періодів з підвищеним навантаженням на мережу в добовому циклі, відповідно до винаходу в періоди зниженого навантаження на мережу в добовому циклі від випрямляча, що живлять від 60 електричної мережі, регулярно заряджають акумулятори, якими забезпечений електропривод, а принаймні частину часу роботи електропривода в періоди з підвищеним навантаженням електропривод регулярно живлять від зазначених акумуляторів.The problem is solved by the fact that, unlike the usual method of supplying electricity to the electric drive, in which the electric drive is powered during at least part of the periods with an increased load on the network in the daily cycle, according to the invention in periods of reduced load on the network in the daily cycle from the rectifier that supplies from 60 of the electric network, regularly charge the batteries with which the electric drive is provided, and at least part of the time of operation of the electric drive in periods with increased load, the electric drive is regularly powered from the specified batteries.

Причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками винаходу й одержуваним технічним результатом описаний вище для узагальненого споживача електроенергії й зрозумілий із суті винаходу.The causal relationship between the essential features of the invention and the obtained technical result is described above for a generalized consumer of electricity and is clear from the essence of the invention.

Подальші вдосконалення способу постачання до електропривода електроенергії й конкретні варіанти його виконання аналогічні тим, які були описані для узагальненого споживача електроенергії.Further improvements in the method of supplying electricity to the electric drive and specific options for its implementation are similar to those described for the generalized consumer of electricity.

Спосіб виконують таким чином. Якщо режим роботи споживача передбачає його живлення принаймні протягом частин регулярних періодів у добовому циклі з підвищеним навантаженням на електричну мережу, у регулярні періоди у добовому циклі, коли підвищене навантаження відсутнє, від підключених до електричної мережі випрямлячів заряджають акумулятори, якими оснащені конкретні споживачі, і, при необхідності, живлять самого споживача, а з настанням регулярних періодів з підвищеним навантаженням на електричну мережу відключають споживачів від електричної мережі, підключають їх до акумуляторів через перетворювач постійної напруги у змінну і протягом певного часу впродовж періоду з підвищеним навантаженням живлять їх від акумуляторів.The method is performed as follows. If the consumer's operating mode provides for its power supply at least during parts of regular periods in the daily cycle with an increased load on the electric network, during regular periods in the daily cycle when there is no increased load, batteries equipped with specific consumers are charged from the rectifiers connected to the electric network, and, if necessary, they feed the consumer itself, and with the onset of regular periods of increased load on the electrical network, they disconnect consumers from the electrical network, connect them to batteries through a constant voltage to alternating voltage converter and, for a certain time during the period of increased load, feed them from batteries.

Як приклад, спосіб згідно з винаходом, може бути застосований для живлення електроприводу потужністю 4 МВт, який включає електродвигун, перетворювач частоти на повну потужність двигуна і батарею з 80 модулів у вигляді натрієво-сірчаних акумуляторів типуAs an example, the method according to the invention can be applied to power a 4 MW electric drive, which includes an electric motor, a frequency converter for the full power of the motor and a battery of 80 modules in the form of sodium-sulfur batteries of the type

РБЗ-Е5О, кожен з яких може накопичувати енергію 430 кВт"год. При цьому загальна ємність батареї складає 34,4 МВт"год., маса - 2800 т, площа під батареєю - 600 кв. м, і вона забезпечує безперервне живлення двигуна протягом 4 год. у періоди з підвищеним навантаженням на електричну мережу.RBZ-E5O, each of which can store 430 kWh of energy. At the same time, the total capacity of the battery is 34.4 MWh, the weight is 2800 tons, the area under the battery is 600 square meters. m, and it provides continuous engine power for 4 hours. during periods of increased load on the electrical network.

Розрахунки показують, що, наприклад, при існуючих в Україні ставках тарифу на електроенергію і безперервному режимі роботи вказаного електропривода економія витрат на електроенергію може скласти порядку одного мільйона доларів США на рік при окупності капітальних витрат на будівництво не більше 5 років.Calculations show that, for example, with the electricity tariff rates existing in Ukraine and the continuous mode of operation of the specified electric drive, the savings in electricity costs can be in the order of one million US dollars per year, with a payback of capital costs for construction in no more than 5 years.

Коо)Coo)

Claims (19)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУFORMULA OF THE INVENTION 1. Спосіб постачання електроенергії множині індивідуальних споживачів із принаймні одного індивідуального споживача з використанням електричної мережі змінного струму, у якому зазначених споживачів живлять протягом принаймні частини часу, що характеризується підвищеним навантаженням на мережу, і принаймні частина індивідуальних споживачів має можливість живлення від власних акумуляторів, під час відсутності підвищеного навантаження на мережу безпосередньо від електричної мережі живлять споживачів й від випрямлячів, що живлять від електричної мережі, заряджають акумулятори, а накопичену в акумуляторах енергію використовують для зменшення підвищеного навантаження на мережу, який відрізняється тим, що акумулятори заряджають регулярно в періоди добового циклу зі зниженим навантаженням на мережу, а протягом принаймні частини періодів добового циклу з підвищеним навантаженням на мережу індивідуальних споживачів регулярно живлять від їхніх власних акумуляторів.1. The method of supplying electricity to a plurality of individual consumers from at least one individual consumer using an alternating current electrical network, in which these consumers are fed during at least part of the time characterized by an increased load on the network, and at least part of the individual consumers have the possibility of powering from their own batteries, under when there is no increased load on the network, consumers are fed directly from the electrical network and batteries are charged from the rectifiers fed from the electrical network, and the energy stored in the batteries is used to reduce the increased load on the network, which is distinguished by the fact that the batteries are charged regularly during the periods of the daily cycle with a reduced load on the network, and during at least part of the periods of the daily cycle with an increased load on the network, individual consumers are regularly fed from their own batteries. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що моменти підключення споживачів для живлення від акумуляторів визначають як регулярні моменти збільшення тарифів, або як моменти зменшення частоти або напруги мережі до заздалегідь заданих значень нижче номінальних, а моменти відключення споживачів від живлення від акумуляторів визначають як регулярні моменти зменшення тарифів, або як моменти збільшення частоти або напруги мережі до заздалегідь заданих значень нижче номінальних, або як моменти зменшення енергії, накопиченої в акумуляторах, до заздалегідь заданого значення.2. The method according to claim 1, which differs in that the moments of connection of consumers for power from batteries are determined as regular moments of tariff increase, or as moments of reduction of the frequency or voltage of the network to pre-set values below nominal, and the moments of disconnection of consumers from power from batteries are determined as regular moments of reducing tariffs, or as moments of increasing the frequency or voltage of the network to pre-set values below the nominal, or as moments of reducing the energy stored in batteries to a pre-set value. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що протягом деяких перших інтервалів часу, обумовлених станом мережі й рівнем накопиченої в акумуляторах енергії, споживачів живлять одночасно від акумуляторів і від електричної мережі й регулюють співвідношення потужностей, що відбирають, за допомогою регулятора струму розряду акумуляторів і/або регулятора струму, що надходить від електричної мережі.3. The method according to claim 1 or 2, which differs in that during some first time intervals determined by the state of the network and the level of energy stored in the batteries, consumers are fed simultaneously from the batteries and from the electric network and regulate the ratio of the power taken using a regulator battery discharge current and/or current regulator coming from the electrical network. 4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що протягом деяких других інтервалів часу, обумовлених потребами електричної мережі й рівнем накопиченої в акумуляторах енергії, частину накопиченої в акумуляторах енергії направляють назад у мережу.4. The method according to any of claims 1-3, which is characterized by the fact that during some second time intervals determined by the needs of the electrical network and the level of energy stored in the batteries, part of the energy stored in the batteries is sent back to the network. 5. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що в процесі заряджання 60 акумуляторів регулюють струм заряджання.5. The method according to any of the previous clauses, which is characterized by the fact that in the process of charging 60 batteries, the charging current is regulated. 6. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що в процесі живлення споживачів від акумуляторів регулюють струм розряджання акумуляторів.6. The method according to any of the previous items, which differs in that in the process of powering consumers from batteries, the battery discharge current is regulated. 7. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що протікання струмів заряджання або розряджання акумуляторів дозволяють або забороняють, подаючи сигнали керування на керовані ключі.7. The method according to any of the preceding points, which is characterized by the fact that the flow of charging or discharging currents of batteries is allowed or prohibited by providing control signals to the controlled keys. 8. Спосіб за будь-яким з пунктів 1-7, який відрізняється тим, що зазначені споживачі являють собою електроприводи агрегатів.8. The method according to any of items 1-7, which differs in that the specified consumers are electric drives of units. 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що електроприводи включають перетворювачі частоти, до складу яких входить ланки постійного струму, а акумулятори заряджають від виходів вказаних ланок постійного струму.9. The method according to claim 8, which differs in that the electric drives include frequency converters, which include DC circuits, and the batteries are charged from the outputs of the specified DC circuits. 10. Спосіб за будь-яким з пп. 8-9, який відрізняється тим, що як акумулятори використовують натрієво-сірчані або натрієво-нікеле-хлоридні акумулятори.10. The method according to any one of claims 8-9, which differs in that sodium-sulfur or sodium-nickel-chloride batteries are used as batteries. 11. Спосіб постачання електроенергії електроприводу з використанням електричної мережі змінного струму, у якому електропривод живлять протягом принаймні частини періодів з підвищеним навантаженням на мережу в добовому циклі, який відрізняється тим, що в періоди зниженого навантаження на мережу в добовому циклі від випрямляча, що живлять від електричної мережі, регулярно заряджають акумулятори, якими забезпечений електропривод, а принаймні частина часу роботи електропривода в періоди з підвищеним навантаженням електропривод регулярно живлять від зазначених акумуляторів.11. A method of supplying electricity to an electric drive using an alternating current electric network, in which the electric drive is powered during at least part of the periods with an increased load on the network in the daily cycle, which differs in that during periods of reduced load on the network in the daily cycle from the rectifier, which is fed from electric network, regularly charge the batteries with which the electric drive is provided, and at least part of the time of operation of the electric drive in periods of increased load, the electric drive is regularly powered from the specified batteries. 12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що моменти підключення електропривода для живлення від акумуляторів визначають як моменти збільшення тарифів, або як моменти зменшення частоти або напруги мережі до заздалегідь заданих значень нижче номінальних, а моменти відключення електропривода від живлення від акумуляторів визначають як моменти зменшення тарифів, або як моменти збільшення частоти або напруги мережі до заздалегідь заданих значень нижче номінальних, або як моменти зменшення енергії, накопиченої в акумуляторах, до заздалегідь заданого значення.12. The method according to claim 11, which differs in that the moments of connecting the electric drive for battery power are defined as the moments of increasing tariffs, or as the moments of reducing the frequency or voltage of the network to pre-set values below the nominal, and the moments of disconnecting the electric drive from battery power are defined as moments of reducing tariffs, or as moments of increasing the frequency or voltage of the network to pre-set values below nominal, or as moments of reducing the energy stored in batteries to a pre-set value. 13. Спосіб за п. 11 або 12, який відрізняється тим, що протягом деяких перших інтервалів часу, обумовлених станом мережі й рівнем накопиченої в акумуляторах енергії, електропривод живлять одночасно від акумуляторів і від електричної мережі й регулюють співвідношення Зо потужностей, що відбирають, за допомогою регулятора струму розряду акумуляторів та/або регулятора струму, що надходить від електричної мережі.13. The method according to claim 11 or 12, which is characterized by the fact that during some first time intervals determined by the state of the network and the level of energy stored in the batteries, the electric drive is fed simultaneously from the batteries and from the electric network and regulates the ratio Зо of the power taken using battery discharge current regulator and/or current regulator supplied from the electrical network. 14. Спосіб за будь-яким з пунктів 11-13, який відрізняється тим, що протягом деяких других інтервалів часу, обумовлених потребами електричної мережі й рівнем накопиченої в акумуляторах енергії, частину енергії, накопиченої в акумуляторах, направляють назад у мережу.14. The method according to any of items 11-13, which differs in that during some second time intervals determined by the needs of the electrical network and the level of energy stored in the batteries, part of the energy stored in the batteries is sent back to the network. 15. Спосіб за будь-яким з пунктів 11-14, який відрізняється тим, що в процесі заряджання акумуляторів регулюють струм заряджання.15. The method according to any of items 11-14, which is characterized by the fact that in the process of charging batteries, the charging current is regulated. 16. Спосіб за будь-яким з пунктів 11-15, який відрізняється тим, що в процесі живлення електропривода від акумуляторів регулюють струм розряджання акумуляторів.16. The method according to any of items 11-15, which differs in that in the process of powering the electric drive from batteries, the battery discharge current is regulated. 17. Спосіб за будь-яким з пунктів 11-16, який відрізняється тим, що протікання струмів заряду або розряду акумуляторів дозволяють або забороняють, подаючи сигнали керування на керовані ключі.17. The method according to any of items 11-16, which is characterized by the fact that the flow of charge or discharge currents of batteries is allowed or prohibited by providing control signals to the controlled keys. 18. Спосіб за будь-яким з пп. 11-17, який відрізняється тим, що електропривод включає перетворювач частоти до складу якого входить ланка постійного струму, а акумулятори заряджають від виходу вказаної ланки постійного струму.18. The method according to any of claims 11-17, which is characterized by the fact that the electric drive includes a frequency converter, which includes a direct current link, and the batteries are charged from the output of the specified direct current link. 19. Спосіб за будь-яким з пп. 11-18, який відрізняється тим, що як акумулятори використовують натрієво-сірчані або натрієво-нікеле-хлоридні акумулятори.19. The method according to any one of claims 11-18, which differs in that sodium-sulfur or sodium-nickel-chloride batteries are used as batteries.