Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelling a pumped storage power plant on the example of the Porąbka Żar power plant

Twaróg Bernard

Technical Transactions

|

2023

|

Vol. 120, iss. 1

art. no. e2023001

EN

This article presents the idea and mathematical model of a pumped storage power plant. PSPS Porąbka Żar was selected as the real object for modelling. Due to the specificity of the operation of an intervention-regulatory and scheduled nature related to the coverage of power demand in the power system, the possibility of different modes of operation was taken into account in the model. PorąbkaŻar power plant is a pearl of hydro-engineering on the global stage. It is the first underground and the second largest pumped storage power plant in Poland. It is located in Międzybrodzie Bialskie, in the Silesian province. The short distance between the upper reservoir of the power station, located on Mt. Żar, and the lower reservoir of the międzybrodzkie lake, the high average head of the power station of 432 m above sea level, create great opportunities for accessibility and interference in the operation of the power station. It is equipped with four reversible Francis turbine sets, which operate simultaneously with a total capacity of 500 MW in the generator mode and 542 MW in the pumping mode. Due to its high potential and short turn-on and turn-off times of the turbine sets, it plays an important role in the national power system. The mathematical model was made in Matlab - Simulink software. An important role in the control process of the facility is played by the forecast of both power demand and contingencies. The forecasting model is equipped with elements of artificial intelligence. In addition, the article shows the possibility of supplementing an operating power plant with hybrid elements. The analysis is supported by commentary and a number of charts.

2

Potential to transform decommissioned mines into pumped-storage power plants

Bałazińska Maria

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 2

67--74

EN

Progressing climate change is prompting next countries to direct their energy policy towards the renewable sources of energy. The renewable sources are characterized by instability, manifested by fluctuations of energy in the system. This situation may cause blackouts, which can be costly for the economy. To stabilize the power system, it is necessary to invest in high-quality energy storage, as exemplified by the pumped-storage power plants. At the same time in most regions of the world are located mines, among which a significant part make the plants already after a period of operation. For these plants are sought useful forms of activity, allowing to use their remaining potential. In the paper it is proposed the use the post-mining excavations as water reservoirs for the pumped-storage power plants. Literature studies were carried out in the scope of work in the said area. Then, it was estimated the energy potential of the pumped-storage power plants, located at the selected mines. The results obtained were discussed and related to the energy situation in the regions.

PL

Postępujące zmiany klimatyczne skłaniają kolejne kraje do ukierunkowania ojej polityki energetycznej na odnawialne źródła energii. Źródła odnawialne charakteryzują ię niestabi Ino · cią objawiającą się wahaniami energii w systemie. Taka sytuacja może prowadzić do przerw w do ta ie prądu, co bywa kosztowne dla gospodarki. Aby zapewnić stabilność systemu elektroenergetycznego, konieczne jest inwestowanie w wysokiej jakości magazyny energii, czego przykładem są elektrownie zczytowo-pompowe. Jednocześnie w większości regionów świata zlokalizowane są kopalnie, wśród których znaczną część stanowią zakłady już po okresie eksploatacji. Dla tych zakładów poszukuje się użytecznych form zagospodarowania, pozwalających wykorzystać ich pozostały potencjał. W artykule zaproponowano wykorzystanie wyrobisk poeksploatacyjnych jako zbiorników wodnych dla elektrowni szczytowo-pompowych. Przeprowadzone zostały studia literaturowe we wspomnianyrn z.akresie tematycznym. Następnie oszacowano potencjał energetyczny elektrowni szczytowo-pompowych, zlokalizowanych przy wybranych kopalniach. Uzyskane wyniki zostały omówione i odniesione do sytuacji energetycznej w regionach.

3

Elektrownie szczytowo-pompowe (ESP) jako magazyny energii

Majewski Wojciech

Gospodarka Wodna

|

2023

|

Nr 6

7--13

PL

Światowa gospodarka, jak również rosnąca liczba ludności są ściśle uzależnione od dwóch podstawowych czynników: wody i energii. Ostatnie analizy funkcjonowania odnawialnych źródeł energii (OZE), tj. głównie energetyki wiatrowej i fotowoltaiki, wykazują, że mogą one w pełni zapewnić potrzebne ilości energii elektrycznej. Problemem nie jest jednak wytwarzanie tej energii, lecz jej przesyłanie i magazynowanie, bowiem jej wytwarzanie jest bardzo nierównomierne w czasie. W Polsce ok. 80% energii elektrycznej powstaje obecnie w elektrowniach cieplnych opalanych węglem kamiennym lub brunatnym. Jedną z istniejących i coraz częściej stosowanych form magazynowania energii, o wysokiej sprawności, są elektrownie szczytowo-pompowe (ESP). Niniejszy artykuł poświęcony jest zastosowaniu tych elektrowni, istniejących i planowanych, do magazynowania energii elektrycznej.

EN

The global economy, as well as the growing human population, strictly depend on two basic factors: water and energy. Recent analyses of the renewable energy sources (RES) functioning, mainly wind and solar energy, indicate that they can fully meet the demand for electricity. The problem, however, does not lie with production of this energy but with its transfer and storage, as the production considerably varies in time. In Poland, ca. 80% of electricity is generated by hard coal or lignite-fired thermal power plants. One of the existing and increasingly popular forms of energy storage, characterised with high efficiency, are pumped storage power plants. This article is devoted to the possibility to use these plants, existing and planned, to store electricity.

4

Nowa specustawa dla elektrowni szczytowo-pompowych

Czubiński Kamil

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2023

|

nr 7

PL

Rozwój rozproszonej energetyki z odnawialnych źródeł energii musi być powiązany z rozwojem infrastruktury pozwalającej tę energię magazynować. To kluczowy aspekt dla skutecznej transformacji energetycznej. Szczególne znaczenie mają tutaj elektrownie szczytowo-pompowe. Wynikiem ostatnich działań legislacyjnych jest nowa specustawa¹ poświęcona właśnie tym elektrowniom.

5

Uwarunkowania, potrzeby i kierunki rozwoju elektrowni szczytowo-pompowych w Polsce

Lewandowski Mariusz, Lewandowski Stanisław, Steller Janusz, Trojanowska Katarzyna

Energetyka

|

2023

|

nr 7

413--421

PL

Artykuł odnosi się do opublikowanego w grudniu 2022 raportu Zespołu Eksperckiego powołanego przez Prezesa Rady Ministrów (Zarz. PRM nr 351/2021) pt.: „Rola elektrowni szczytowo-pompowych w Krajowym Systemie Energetycznym: uwarunkowania i kierunki rozwoju”. Autorzy zwracają uwagę na niepełną diagnozę obecnej roli i wykorzystania ESP w KSE. Z uwagi na wskazanie w raporcie lokalizacji Młoty jako realizacji priorytetowej z punktu widzenia rozwoju mocy ESP przytoczono ponad pięćdziesięcioletnią historię budowy tej elektrowni, wstrzymywanej lub ożywianej w rytm zwrotów politycznych i społecznych. Uzasadnienia kolejnych działań sięgające do opracowań dobieranych „pod tezę” doprowadziły do bezskutecznego wydania znacznych środków. Przykład ten wskazuje na celowość długofalowego planowania w energetyce i powiązania tych planów z rozwojem innych dziedzin gospodarki. Autorzy wskazują na zagrożenia w realizacji celów wytyczonych w raporcie w związku z bardzo szerokim frontem inwestycyjnym, zwłaszcza w powiązaniu z zamierzeniami w innych obszarach energetyki (wytwarzanie, sieci przesyłowe). Podkreślają też, że część zamierzeń, szczególnie dotyczących potrzebnych energetyce możliwości magazynowych, można zrealizować stosunkowo szybko i dużo mniejszym nakładem kosztów poprzez zmianę reżimu pracy lub modernizację istniejących elektrowni wodnych.

EN

This paper refers to the Report of the Expert Team appointed by the Prime Minister (Ordinance of the Prime Minister No. 351/2021) published in December 2023, entitled: The Role of Pumped-Storage Power Plants in the National Energy System: Conditions and Directions of Development". The authors of the paper point to the incomplete diagnosis presented in the Report, concerning the current role and use of the pumped-storage hydropower plants in the National Energy System. Since the Report indicates Młoty as a priority project for the development of pumped-storage energy in Poland, the paper mentions the more than fifty-year history of the construction of this power plant, suspended or revived in the rhythm of political and social turns. Justifications for subsequent actions reaching back to studies selected "according to the thesis" led to the ineffective spending of significant funds. This example shows the desirability of long-term planning in the energy sector and links these plans with the development of other sectors of the economy. The authors of the paper indicate risks which may arise from the achievement of the objectives set out in the report in connection with the very broad investment front proposed therein, especially in connection with plans in other areas of the energy sector (generation, transmission grid). They also emphasize that some of the plans, especially regarding the storage capacity needed by the energy sector, can be implemented relatively quickly and at a much lower cost by changing the work regime or modernizing the existing hydropower plants.

6

Eksperymentalna podziemna elektrownia szczytowo pompowa UPSH

Barszcz Tomasz, d’Obyrn Kajetan, Korbiel Tomasz

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 1

56–-61

PL

Systemy OZE charakteryzują się niestabilna pracą, co wymaga budowy systemów magazynowania energii. Jednym ze sposobów takiego magazynowania są instalacje elektrowni szczytowo pompowych. Wadą takich magazynów jest istotna ingerencja w środowisko naturalne. Likwidacja podziemnych kopalń węgla kamiennego stwarza możliwość budowy podziemnej elektrowni szczytowo pompowej. W artykule przedstawiono rozważania dotyczące budowy instalacji prototypowej UPSH. Analiza zagrożeń na etapie projektu przyczyni się do ograniczenia negatywnych skutków działania inwestycji.

EN

RES systems are characterized by unstable operation, which requires the construction of energy storage systems. One of the methods of such storage are the installations of pumped storage power plants. The disadvantage of such warehouses is a significant interference in the natural environment. Closure of underground hard coal mines makes it possible to build an underground pumped storage power plant. The article presents considerations concerning the construction of a prototype UPSH installation. Risk analysis at the design stage will contribute to limiting the negative effects of the investment.

7

Hydrozespoły odwracalne o zmiennej prędkości obrotowej – możliwości i korzyści techniczno-ekonomiczne

Lewandowski Stanisław, Lewandowski Mariusz, Steller Janusz

Napędy i Sterowanie

|

2021

|

R. 23, nr 6

64--73

PL

Polskie elektrownie pompowo-szczytowe zbudowano w drugiej połowie ubiegłego wieku z myślą o pracy regulacyjnej i interwencyjnej w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym, charakteryzującym się silną dominacją węglowych bloków cieplnych. Trwający nieprzerwanie od 3 dekad rozwój niestabilnych źródeł energii stawia jednak przed operatorem systemu nowe wyzwania. Zapewnienie płynnie regulowanych rezerw wytwórczych i odbiorczych mocy celem kompensacji fluktuacji parametrów sieciowych, jakie wprowadzają źródła niestabilne, stało się ostatnio gorącym tematem licznych debat toczonych w naszym kraju. Szczególnie atrakcyjną możliwość otwierają hydrozespoły odwracalne z regulowaną prędkością obrotową. Technologia ta rozwijana jest od połowy lat osiemdziesiątych – początkowo w Japonii, później także w Europie i USA. Do podstawowych zalet należą: możliwość regulacji poboru mocy w ruchu pompowym oraz rozszerzenie zakresu pracy i podwyższenie sprawności hydrozespołu w ruchu turbinowym. Mimo dużych kosztów części elektronicznej (wg [12] koszty konwertera częstotliwości są porównywalne z kosztami generatora) hydrozespoły odwracalne o zmiennej prędkości obrotowej znajdują coraz szersze zastosowanie. Poprawę parametrów ekonomicznych inwestycji uzyskuje się często, zakładając współpracę hydrozespołów o zmiennych obrotach z hydrozespołami o obrotach stałych. Wprowadzenie zmiennej prędkości obrotowej hydrozespołów odwracalnych rozważano już przy okazji dotychczasowych modernizacji krajowych elektrowni pompowo-szczytowych. Rozwój niestabilnych źródeł energii w naszym kraju sprawia, że argumenty techniczno-ekonomiczne na rzecz tej technologii wciąż zyskują na sile.

EN

Polish pumped storage power plants were erected in the second half of previous century with the purpose of regulatory and intervening operation in the Polish Electrical Power Network, heavily predominated by the coal fueled heat power blocks. However, the continuous growth of intermittent energy sources – lasting for three decades now – sets new challenges to the national grid operator. The demand for smoothly regulated electricity generating and absorbing capacities, capable to compensate for fluctuation of grid parameters as introduced by the unstable electricity sources, has grown to a hot topic of numerous debates in Poland. In this respect, capabilities offered by the variable speed reversible hydraulic units may be considered especially valuable. The variable speed technology has been developed since mid eighties – initially in Japan, later on also in Europe and USA. The essential advantages include power consumption control in the pumping mode as well as widening of the operation range and rising of the hydraulic unit efficiency in the turbine mode. Despite high costs of the electronic equipment (frequency converter costs comparable with those of the generator according to [12]), the variable speed reversible units enjoy ever wider use. The economic parameters of the investment can be often improved by assuming parallel operation of variable and constant speed units. Introducing the variable speed reversible units has been already considered on the occasion of rehabilitating Polish pumped-storage power plants. Development of intermittent electricity sources in our country enhances the strength of technical and economic arguments for this kind of technology.

8

Practical possibilities of pumped-storage power plants implementation in liquidated underground mines

Peczkis Grzegorz

Journal of Power Technologies

|

2021

|

Vol. 101, nr 4

213--225

EN

In the paper the theoretical basis of pumped-storage power plant operation is presented. Working conditions of hydraulic machines in these kinds of objects are described and examples are given. The Czech research results as well as German theoretical analyses on the topic of water energy storage in underground mines are characterized. The conditions for building pumped-storage power plant in Polish underground coal mines, including liquidated ones, are determined. Analysis of parallel operation of multistage centrifugal pumps, dedicated to the mine drainage system, manufactured and operated commonly in Poland is presented. The main dimensions calculations of two multistage centrifugal pumps (power of 10 MW and 25 MW), dedicated for selected parameters, are presented.