Operation of a power unit as a peak unit and its impact on the economy and reliability of the power system

• Autorzy: Rusin A. , Wojaczek A.

Identyfikatory

DOI

10.32730/imz.0137-9941.18.3.6

Warianty tytułu

PL

Praca bloku energetycznego w charakterze jednostki szczytowej i jej wpływ na ekonomię i niezawodność systemu elektroenergetycznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Wind power plants are at the forefront of the development of renewable energy sources (RES) but their operation depends on changing weather conditions. Favouring energy obtained from renewable sources forces the operation of conventional energy as a regulator balancing the system’s demand. Coal-fired power units were designed for continuous operation and their efficiency decreases if they are used as peak units. The increased number of start-ups and frequent fluctuations in the generated power lead in the long run to the accumulation of consumption processes such as thermal fatigue and cracking. Another noticeable effect is also the decrease in reliability indicators and increased operating costs associated with expensive start-ups. The paper presents an estimation of operating costs related to more frequent start-ups of a power unit. The impact of the deterioration of reliability indicators on the production capacity of a single power plant as well as the reliability of the entire system was also analysed.

PL

Siłownie wiatrowe stoją na czele rozwoju odnawialnych źródeł energii (OZE), lecz ich praca zależy od zmiennych warunków pogodowych. Faworyzowanie energii uzyskanej z odnawialnych źródeł wymusza pracę konwencjonalnej energetyki jako regulatora bilansującego zapotrzebowanie systemu. Bloki węglowe projektowane były do pracy ciągłej i ich sprawność spada, jeżeli użytkowane są jako jednostki szczytowe. Zwiększona liczba rozruchów i częste fluktuacje mocy generowanej prowadzą w dłuższej perspektywie do kumulacji procesów zużycia takich jak zmęczenie cieplne i pękanie. Innym zauważalnym efektem jest również spadek wskaźników niezawodności i zwiększone koszty eksploatacji związane z drogimi rozruchami. W artykule przedstawiono oszacowanie kosztów eksploatacji związanych z częstszymi rozruchami bloku energetycznego. Analizowano również wpływ pogorszenia się wskaźników niezawodności na możliwości produkcyjne pojedynczej elektrowni jak i na niezawodność całego systemu.

Słowa kluczowe

EN

power unit; wind power plants; peak unit; reliability of power system

PL

blok energetyczny; siłownia wiatrowa; jednostka szczytowa; niezawodność systemu

• Wydawca: Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 70, nr 3
• Strony: 46--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rusin A.

• Politechnika Śląska, Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych

autor

Wojaczek A.

• Politechnika Śląska, Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych

Bibliografia

• [1] PSE Polskie Sieci Energetyczne. [Online] Available from: https://www.pse.pl/dane-systemowe/funkcjonowanie-rb/ raporty-roczne-z-funkcjonowania-kse-za-rok/raporty-zarok-2017 [Accessed in April 2018].
• [2] Agencja Rynku Energii S.A. Katalog Parametrów Niezawodnościowych Bloków Energetycznych w latach 2000-2017. Warszawa, 2003, 2006, 2009, 2012, 2014, 2015, 2018.
• [3] A. Mirandola, A. Stoppato, E. Lo Casto. Evaluation of the effects of the operation strategy of a steam power plant on the residual life of its devices. Energy, 2010, 35, p. 1024-1032.
• [4] A. Stoppato, A. Mirandola, G. Meneghetti, E. Lo Casto. On the operation strategy of steam power plants working at variable load: Technical and economic issues. Energy, 2012, 37, p. 228-236.
• [5] P. Keatley, A. Shibli, N.J. Hewitt. Estimating power plant start costs in cyclic operation. Applied Energy, 2013, 111, p. 550-557.
• [6] N. Kumar, P. Besuner, S. Lefton, D. Agan, D. Hilleman. Power Plant Cycling Costs. NREL Technical Monitor, April 2012.
• [7] H. Majchrzak. Wpływ technologii uruchamiania i odstawiania bloków energetycznych elektrowni na straty energii i koszty rozruchowe. Energetyka, 2001, (10), p. 577-579.
• [8] R. Billinton, C.L. Wee, G. Hamoud. Digital computer algorithms for the calculation of generating capacity reliability indices. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 1982, PAS 101 (1), p. 203-211.
• [9] A. Rusin, A. Wojaczek. Trends of changes in the power generation system structure and their impact on the system reliability, Energy, 2015, 92, p. 128-134.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).