Ensuring Operating Conditions of Treatment Facilities in the Presence of Mini-TPP

Authors

  • V. A. Zakutnov JSC Mosvodokanal, Moscow
  • V. M. Pupin Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University), Moscow
  • O. V. Fedorov Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev, Nizhny Novgorod

DOI:

https://doi.org/10.14529/power210108

Keywords:

dynamic stability, critical power outage duration, combined power supply, wastewater treatment facilities.

Abstract

This paper dwells upon combined power systems operated at high-capacity wastewater treatment facilities. Given that such systems are in place mainly to supply power to turbo blowers, pumps, mixers, and gate valves, some of which constitute critical loads, they require a tertiary power source in place, e.g. a small power plant. When designing and adopting such units for use at wastewater treatment facilities, engineers need to choose
the appropriate voltage rating, to calculate the static and dynamic stability of the power plant, and to ensure that the power system and the onsite generation facilities function reliably whether in parallel or in islanded operation, especially in cases where western solutions have been implemented with some assumptions. The paper
also presents stability estimates for such systems, defines the critical external power outage durations, and proposes solutions for more reliable power plant operation.

Author Biographies

V. A. Zakutnov, JSC Mosvodokanal, Moscow

-

V. M. Pupin, Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University), Moscow

-

O. V. Fedorov, Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev, Nizhny Novgorod

-

References

Integrating distributed generation into electric power systems: A review of drivers, challenges and oppor-tunities / J.A. Pecas Lopes, N. Hatziargyriou, J. Mutale et al. // Electric Power Systems Research 77. – 2007. –

P. 1189–1203. DOI: 10.1016/j.epsr.2006.08.016

Evaluation Framework and Tools for Distributed Energy Resources / E. Gumerman, R. Bharvirkar, LaCommare K. Hamachi, C. Marnay // LBNL-52079. Berkeley, CA: Berkeley Lab, February 2003. DOI: 10.2172/816218

Эффективность распределенной энергетики в условиях минерально-сырьевого комплекса / Б.Н. Аб-рамович, Ю.А. Сычев, Д.А. Устинов и др. // Промышленная энергетика. – 2019. – № 5. – С. 8–16.

Ершов, М.С. Устойчивость промышленных электротехнических систем / М.С. Ершов, А.В. Егоров, А.А. Трифонов. – М.: ООО «Издательский Дом Недра», 2010. – 319 с.

Киреева, Э.А. Повышение надежности, экономичности и безопасности систем цехового электро-снабжения / Э.А. Киреева. – M.: НТФ «Энергопрогресс», 2002. – 76 c.

Федоров, О.В. Оценки эффективности частотно-регулируемых электроприводов / О.В. Федоров. – Инфра-М, 2011. – 144 с.

Стычинский, З.А. Возобновляемые источники энергии: Теоретические основы, технологии, техниче-ские характеристики, экономика / З.А. Стычинский, Н.И. Воропай. – М.: Книга, 2010. – 223 с.

Быстрицкий, Г.Ф. Энергосиловое оборудование промышленных предприятий: учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений / Г.Ф. Быстрицкий. – М.: Издательский центр «Академия». – 4-е изд., стер., 2008. – 304 с.

СП 32.13330.2012. Канализация. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85. – М.: Минрегион России, 2012. – 92 с.

Закутнов, В.А. Как защитить электрооборудование от провалов напряжений / В.А. Закутнов, В.М. Пупин, Д.О. Сафонов // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2015. – № 2. – С. 21–28.

Chanan Singh. Electric Power Grid Reliability Evaluation: Models and Methods / Chanan Singh, Pani-da Jirutitijaroen, Joydeep Mitra. – Wiley-IEEE Press, 2018. – 352 p. DOI: 10.1002/9781119536772

Беляев, А.В. Защита, автоматика и управление на электростанциях малой энергетики (Часть 2) / А.В. Беляев. – М.: НТФ «Энергопрогресс», 2010. – 84 с.

Беляев, А.В. Проблемы параллельной работы ЭСН КС с энергосистемой / А.В. Беляев, В.Я. Шмурь-ев, М.А. Эдлин // Газовая промышленность. – 2004. – № 7. – С. 70–71.

А.с. 2016615994 Российская Федерация. Программа исследований режимов работы электротех-нического комплекса (ЭТК) с собственной генерацией от питающей энергосистемы до потребителей напряжением 380 В ТКЗ_СГ / В.А. Закутнов, В.М. Пупин. – № 2016614257; заявл. 20.04.2016; рег. 02.06.2016.

Методические указания по устойчивости энергосистем СО № 153-34.20.576-2003 от 30.06.2003. – М.: Изд-во Департамента науки и техники РАО «ЕЭС России», 2003. – 6 с.

Мелешкин, Г.А. Устойчивость энергосистем. Теория: моногр. / Г.А. Мелешкин, Г.В. Меркурьев. – СПб.: НОУ «Центр подготовки кадров энергетики», 2006. – 350 с.

Меркурьев, Г.В. Устойчивость энергосистем. Расчеты: моногр. / Г.В. Меркурьев, Ю.М. Шаргин. – СПб.: НОУ «Центр подготовки кадров энергетики», 2006. – 300 с.

Miao, Z. Modeling and Dynamic Stability of Distributed Generations / Z. Miao. – Morgantown, West Virginia, 2002. – 180 p.

Management of Low Voltage Grids with High Penetration of Distributed Generation: concepts, imple-mentations and experiments / A. Bertani, A. Borghetti, C. Bossi et al. // Proc. of CIGRE general session, Paris. – 2006.

Distribution systems fault analysis considering fault resistance estimation / A.D. Filomena, M. Resener, R.H. Salim, A.S. Bretas // Electrical Power and Energy Systems. – 2011. – Vol. 33. – P. 1326–1335. DOI: 10.1016/j.ijepes.2011.06.010

Published

2021-09-07

Issue

Section

Electric power engineering