Limiting possibilities of the accumulation of thermal energy in centralized heat supply systems
It is shown that the main parameter determining the required maximal value of the maneuverable power of a power system is the depth of night depression of its schedule of electrical loads. We determined the deficiency of maneuverable power of the United Energy System of Ukraine as of 2018. The needs...
Збережено в:
| Дата: | 2019 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/716 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
System Research in Energy| _version_ | 1871104224110051328 |
|---|---|
| author | Derii V.O. Bilodid V.D. |
| author_facet | Derii V.O. Bilodid V.D. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Derii V.O.",
"institution": null
},
{
"author": "Bilodid V.D.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Derii V.O. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:45Z |
| description | It is shown that the main parameter determining the required maximal value of the maneuverable power of a power system is the depth of night depression of its schedule of electrical loads. We determined the deficiency of maneuverable power of the United Energy System of Ukraine as of 2018. The needs for accumulation of thermal energy in district heating systems are determined at mounting electric heat generators in them for the control of load of the UES of Ukraine. For 100% coverage of the deficiency, these requirements are 26,030 Gcal or, for 90%, 22,953 Gcal per day.We analyze the processes of accumulation of thermal energy in the main heat networks of district heating systems for the heating and non-heating periods as applied to the design and actual temperature charts. We estimate the limiting daily heating accumulation possibilities of thermal networks, which make up for the design temperature schedule 56,719 Gcal, for real 35,112 Gcal, and in the non-heating period 15,929 Gcal.It is noted that, in practice, the complexes of electric boilers and heat pumps will be used as electric heat generators. A part of thermal energy, which will be produced by them, will replace the thermal energy of district heating boilers, and the rest will be accumulated in heating networks. With a reasonable choice of the composition of electric heat generators and the amount of replacement of thermal energy of standard boilers, the existing main heating networks can provide efficient functioning of electric heat generators when used as consumers-regulators in covering electrical load schedules in the UES of Ukraine. |
| doi_str_mv | 10.15407/pge2019.02.041 |
| first_indexed | 2026-03-24T02:02:44Z |
| format | Article |
| fulltext |
41
Граничні обсяги акумуляції теплової енергії в системах централізованого теплопостачання
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 2(57)
ISSN 2522-4344 (Online), ISSN 1562-8965 (Print). The problems of general energy, 2019, 2(57): 41–45
doi: https://doi.org/10.15407/pge2019.02.041
Одним із серйозних викликів, які стоять пе-
ред Об’єднаною енергосистемою (ОЕС) Укра-
їни є дефіцит її маневреної потужності. Ця
проблема виникла в зв’язку з об’єктивними
факторами, які склалися: структура та стан
генеруючих потужностей, зміна структури ви-
робництва, зростання споживання електрое-
нергії населенням та інше [1]. Надалі, в зв’язку
з бурхливим впровадженням сонячних та ві-
трових електростанцій, потужність від яких в
даний час в Україні мало прогнозована, ця про-
блема буде тільки загострюватися. Особливо
відчутній дефіцит маневреної потужності в го-
дини «нічного провалу» (2300–700) графіка елек-
тричних навантажень (ГЕН), під час якого різко
падає електричне навантаження в енергосисте-
мі. За даними НЕК «Укренерго» для запобіган-
ню утворення надлишку електричної енергії в
енергосистемі щодоби вимушено зупиняються
7-10 вугільних енергоблоків ТЕС 200–300 МВт,
котрі використовуються для регулювання. Ци-
клічна робота цих маневрових блоків призво-
дить до зменшення їх ресурсу, перевитрат па-
лива, збільшення витрат на експлуатацію, по-
точний та капітальні ремонти. Загалом втрати
ОЕС України від дефіциту маневреної потуж-
ності за різними оцінками сягають 2,2 млрд грн
в рік. Тому дослідження, спрямовані на повне
чи часткове вирішення вищезазначеної пробле-
ми, є актуальним.
Одним із можливих варіантів вирішення про-
блеми зменшення дефіциту маневреної потужнос-
ті ОЕС України є теплоємнісна акумуляція. Суть
метода полягає в тому, що при виникненні над-
лишку електричної енергії в енергосистемі вона
перетворюється в теплову за допомогою елек-
тричних теплогенераторів. Далі, теплова енергія
за допомогою мереж частково подається спожи-
вачам, а частково акумулюється в них для подаль-
шого споживання.
Питання використання теплових мереж для
акумуляції теплової енергії висвітлювалося в ряді
робіт, наприклад [2–4]. У цих роботах аналізува-
лися технічні та інституційні фактори акумуляції
теплової енергії в мережах, оцінювався її потен-
ціал, розглядалися питання надійності. Але де-
тально не визначалися граничні обсяги акумуля-
ції теплової енергії в мережах, що і є метою даної
роботи.
Перед проведенням аналізу з визначення гра-
ничних обсягів акумуляції теплової енергії в ме-
режах систем централізованого теплопостачан-
ня, визначимо потреби в акумуляції електричної
енергії при використанні електричних теплогене-
раторів для ущільнення графіків електричних на-
вантажень ОЕС України.
У роботі [5] показано, що основним параме-
тром, який обумовлює необхідну максимальну
величину маневреної потужності енергосистеми,
є глибина її нічного провалу ГЕН. Глибину нічно-
го провалу ∆P можна визначити двома шляхами,
згідно виразів (1) та (2):
УДК 621.643.053 В.О. ДЕРІЙ, канд. техн. наук, ст. наук. співр.,
В.Д. БІЛОДІД , канд. техн. наук, ст. наук. співр.,
Інститут загальної енергетики НАН України, м. Київ, 03150. Україна
ГРАНИЧНІ ОБСЯГИ АКУМУЛЯЦІЇ ТЕПЛОВОЇ ЕНЕРГІЇ
В СИСТЕМАХ ЦЕНТРАЛІЗОВАНОГО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ
Визначено потреби в акумуляції теплової енергії в мережах систем централізова-
ного теплопостачання при використанні електричних теплогенераторів для регу-
лювання навантаження ОЕС України. Проаналізовано процеси акумуляції теплової
енергії в мережах в опалювальний та не опалювальний періоди. Оцінено граничні
можливості магістральних теплових мереж щодо акумуляції в них теплової енергії
при проектному та фактичному температурних графіках.
К л ю ч о в і с л о в а: ОЕС України, графік електричних навантажень, нічний провал,
потужність, електроенергія, електричні теплогенератори, система централізовано-
го теплопостачання, теплова енергія, магістральна мережа.
© В.О. ДЕРІЙ, В.Д. БІЛОДІД, 2019
42
В.О. ДЕРІЙ, В.Д. БІЛОДІД
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 2(57)
мінср PPP , (1)
де Pср – середня величина навантаження ОЕС
України за добу; Pмін – мінімальна величина елек-
тричного навантаження ОЕС України, як це пока-
зано на рис. 1.
мінPPP 23 , (2)
де P23 – величина потужності при 2300 попередньої
доби.
12000
14000
16000
18000
20000
22000
24000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
ГЕН 25.01.2017р. МВт
Година доби
Pмін
Pср
Примітка. Вісь часу τ зміщена вправо на одну годину (за
0 взято 2300 24 січня).
Рис. 1. Графік навантажень ОЕС України
в робочий день
Глибина нічного провалу ГЕН, згідно формул
(1) та (2), були визначені для кожної доби 2016–
2017 рр. І хоча, для кожної конкретної доби вони
можуть суттєво відрізнятися, все ж максимальні
їх значення за цей період дуже близькі та станов-
лять: згідно формули (1) – 3945 МВт (12.12.2016),
а згідно формули (2) – 3850 МВт (01.01.2017). Як
видно різниця складає біля 2,4%. Тому для оцінки
величини нічного провалу можна використовува-
ти обидві формули, а для вирішення проблем ре-
гулювання електричного навантаження доцільно
застосовувати вираз (2), що в подальшому і буде
зроблено.
У процесі виконання роботи були досліджені
глибини нічних провалів за період 2014–2018 рр.
Результати досліджень показано на рис. 2.
0,0
1000,0
2000,0
3000,0
4000,0
5000,0
2014 2015 2016 2017 2018
МВт Середнє значення Максимальне значення
Рис. 2. Середні та максимальні значення глибин
нічних провалів в період 2014–2018 рр.
Як видно із рис. 2 глибини нічних провалів (як
максимальні, так і середні значення) мають тен-
денцію до зменшення. Але зміна у 2018 р. незна-
чна порівняно з 2017 р. (2440 і 2472 МВт – 1,3%
для середніх значень та 3779 і 3850 МВт – 1,8%
для максимальних). Це говорить про те, що про-
цеси зміни навантаження та режиму роботи спо-
живачів встановилися.
Також досліджено максимальні та середні зна-
чення глибин нічних провалів за кожний місяць
2018 р. Результати наведено на рис. 3.
0
1000
2000
3000
4000
Максимум за місяць Середньомісячне значення
Рис. 3. Глибини нічних провалів
по місяцях у 2018 р.
Із рис. 3 видно, що максимальне значен-
ня глибини нічного провалу ГЕН було в червні
(21.06.2018 р.) і становило 3579 МВт, що і було
прийнято для подальшого аналізу.
Оцінимо, яку максимальну кількість теплової
енергії необхідно було б акумулювати при впрова-
дженні електричних теплогенераторів для ущіль-
нення ГЕН.
У роботі [6] показано, що кількість теплової
енергії Qак, яку необхідно акумулювати, можна
визначити виходячи із виразу
dabkQак
0
2 )( ,
(3)
де k – коефіцієнт перетворення електричного те-
плогенератора;
a, b – коефіцієнти функції апроксимації нічно-
го провалу (параболи згідно [5]);
τ – тривалість нічного провалу ГЕН (8 год).
Значення коефіцієнтів функції апроксимації
для нічного провалу 21.06.2018 р. наступні: a =
157,7; b = 1806,4. Якщо в якості електричних те-
плогенераторів використовувати електрокотли, то
коефіцієнт перетворення k = 0,98. Підставляючи
значення величин у формулу (3) та провівши ін-
тегрування отримаємо значення теплової енергії,
яку необхідно акумулювати в мережах та потім
спожити – Qак = 30273 МВт·год або 26030 Гкал.
Статистичні дослідження ГЕН за 2018 р. пока-
зали, що при виборі сумарної електричної потуж-
ності електричних теплогенераторів значенням
43
Граничні обсяги акумуляції теплової енергії в системах централізованого теплопостачання
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 2(57)
3000 МВт дефіцит маневреної потужності ОЕС
буде покритий в 90% випадків. Такому значенню
відповідає глибина нічного провалу 14.04.2018 р.
(3002 МВт). Коефіцієнти функції апроксимації
при цьому будуть рівні: a = 157,8; b = 1692,8. Ви-
конавши дії аналогічно вищесказаному, отримає-
мо Qак = 26694 МВт·год, або 22953 Гкал. На це
значення і будемо орієнтуватися надалі.
Теплові мережі це одна із складових та най-
більш вразлива частина систем теплопостачання.
Згідно статистичних даних на кінець 2012 р. про-
тяжність теплових мереж у двотрубному вимірі
становила 32400 км [7], але, враховуючи окупацію
півострова Крим та частин Донецької і Луганської
областей, цей показник дещо зменшився. На кі-
нець 2014 р. протяжність теплових мереж у місь-
ких поселеннях України становила 23314,4 км [8].
Термін експлуатації більшості теплових мереж
перевищує 20–25 років. За час експлуатації ізо-
ляція теплових мереж за рахунок пошкоджень в
інших інженерних мережах міста (водопровід та
каналізація), а також за рахунок природних умов
значно зносилася. Відбулася інтенсивна корозія
металу трубопроводів та порушення їх герметич-
ності. Наслідком чого є збільшення втрат теплової
енергії через ізоляцію та витоки теплоносія. На
деяких котельнях витрати підживлювальної води
теплових мереж значно перевищують нормативне
значення. Аналіз статистичних даних [8] показав,
що протягом 2005–2014 рр. частка аварійних ді-
лянок теплових мереж невпинно зростала. На кі-
нець 2014 р. в системах теплопостачання частини
областей вона становила 40% і більше. Теплопос-
тачальні підприємства проводять реконструкцію
теплових мереж із впровадженням попередньо
ізольованих трубопроводів, але темпи заміни тру-
бопроводів теплових мереж менші, ніж темпи їх
старіння. У зв’язку із незадовільним станом те-
плових мереж для забезпечення необхідного рівня
надійності ряд теплопостачальних підприємств
великих міст (наприклад Київ, Харків) змінили
проектні температурні графіки 150/70 оС на гра-
фіки із меншими максимальними температурами
(близько 120/70 оС). Для задоволення попиту спо-
живачів ці підприємства змушені були перейти
від якісного регулювання подачі теплової енергії
(регулюється температура теплоносія) до якісно
кількісного (регулюється температура та витрати
теплоносія). Але рано чи пізно теплові мережі все
ж будуть модернізовані. Тому, подальша оцінка
граничних обсягів акумуляції теплової енергії в
мережах буде зроблена для фактичних та проек-
тних температурних графіках.
Згідно діючих нормативних документів [9],
акумуляція теплової енергії можлива тільки у
магістральних мережах. Відповідно до цього
для подальшого аналізу необхідно знати об’єм
їх заповнення. На жаль, в статистичних показ-
никах наведені сумарні дані по тепловим ме-
режах [8], без розподілу їх на магістральні та
квартальні. У роботі [10], на основі проведених
енергетичних аудитів та передпроектних техні-
ко-економічних досліджень автори оцінили до-
вжину, середнього діаметру магістральних ме-
реж систем централізованого теплопостачання
ряду міст України. У результаті подальших до-
сліджень ця оцінка була уточнена. Кінцеві ре-
зультати наведено в табл. 2.
Крім того, там же запропонована методика, яка
дає можливість в першому наближені визначити
Таблиця 2. Характеристики теплових мереж
Місто/підприємство
Протяжність теплових мереж (у
двотрубному вимірі), км
Відносна
протяжність
магістральних
мереж, %
Середньозважений
діаметр
магістральних мереж,
ммвсіх мереж магістральних
мереж
Київ 2287,9 639,7 28,0 549
Харків 1593 403 25,3 580
Херсон 250,4 64,03 25,6 361
Івано-Франківськ 140 25,9 18,5 422
Чернігів 174,2 41,5 23,8 368
Тернопіль 176,6 28,42 16,1 286
Хмельницький 240,2 56,15 23,4 395
Комунальне підприємство
«Лисичанськтепломережа» 70,8 21 29,7
Державне підприємство
«Кіровоградтепло» 150,5 43,9 29,2
Середнє значення 24,4 423
44
В.О. ДЕРІЙ, В.Д. БІЛОДІД
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 2(57)
загальну довжину магістральних теплових мереж,
яка згідно цієї методики становить 3496,2 км при
середньозваженому діаметрі 423 мм. Об’єм запо-
внення подавального та зворотного трубопрово-
дів V1,2 теплових мереж був вирахуваний у [10],
який становить 491076,6 м3.
В опалювальний період акумуляційні мож-
ливості теплових мереж залежать від наступних
факторів – температури зовнішнього повітря [3],
допустимої температури у зворотному трубопро-
воді [7], температурного графіка та об’єму запо-
внення магістральних теплових мереж.
Проведені дослідження дозволили авторам
сформувати графіки залежності потужності, яка
створює акумуляцію в теплових мережах від тем-
ператури зовнішнього повітря (на прикладі ко-
тельні № 5 системи централізованого теплопоста-
чання м. Харків), і які наведені на рис. 4.
0
100
200
300
400
500
600
700
8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22
Ра(150/70) Ра(124/61) Кот №5 Мвт
ᵒС
Рис. 4. Потужність, яка створює акумуляцію
Як видно із рис. 4 при проектному температур-
ному графіку (150/70 ᵒС) акумуляція стає немож-
ливою при температурі повітря мінус 23 ᵒС, далі
при підвищенні температури потужність акуму-
ляції зростає. Через зношеність теплових мереж
в даний час застосовується інший температурний
графік – 124/61 ᵒС, при якому акумуляція стає не-
можливою уже при мінус 14 ᵒС. А враховуючи об-
меження по температурі зворотного трубопрово-
ду потужність акумуляції, яка показана на графіку
буде меншою на 30–50%.
Із рис. 4 видно, що в опалювальний період
величина акумулюванної теплової енергії не є
постійною. Вона обернено пропорційна темпе-
ратурі зовнішнього повітря. При низьких тем-
пературах повітря акумуляція в теплових мере-
жах практично неможлива. Причиною є те, що
в мережах знаходиться максимально допустима
кількість теплової енергії і подальше її збіль-
шення призведе до втрати надійності та виник-
нення аварійної ситуації. Але це не означає що
в даному випадку електричні теплогенератори
застосовувати неможливо. Теплова енергія, яку
вони вироблять, буде замішати теплову енергію
штатних котлів теплового джерела. А котли при
цьому будуть розвантажені.
Для визначення середньої величини акумульо-
ваної теплової енергії протягом опалювального
періоду можна використати статистичні дані на-
ведені в [9] (п. 13.6, абзац 2) – середня темпера-
тура теплоносія в подавальному трубопроводі
(за опалювальний сезон для більшості населених
пунктів України становить близько 65 оС, а для
зворотного – 50 оС. Граничну кількість акумульо-
ваної теплової енергії в мережах визначимо вихо-
дячи із формули [12]
max1 1м tQ k VC T T T
3
max( 2 2 ) 10tT T (4)
де k – коефіцієнт, який враховує акумуляційну
здатність теплових мереж, згідно [4] для трубо-
проводів діаметром 425 мм він дорівнює 1,1;
ρ – густина теплоносія;
V – об’єм заповнення подавального/а зворотно-
го трубопроводу;
C – питома теплоємність теплоносія;
Т – температурний потенціал акумуляції.
Температурний потенціал визначається згідно
виразу
max max( 1 1 ) ( 2 2 )t tT T T T T , (5)
де T1max, T2max – максимальні температури теплоно-
сія в подавальному та зворотному трубопроводах;
T1t, T2t – температури теплоносія в подаваль-
ному та зворотному трубопроводах згідно темпе-
ратурного графіка.
Підставляючи дані температур для проек-
тного та фактичного температурних графіків
у вираз (5) отримаємо значення температурних
потенціалів, які будуть рівними 105 та 75 оС
відповідно. Далі, підставивши дані у формулу
(4), отримаємо граничні значення середньої
акумульованої теплової енергії в магістральних
мережах систем централізованого теплопос-
тачання, яка для проектного температурного
графіка 150/70 оС становить 56719 Гкал, а для
фактичного температурного графіка 120/60 оС
– 35112 Гкал.
В неопалювальний період, як правило, гаряча
вода подається по стандартному температурно-
му графіку 70/42,5 оС. При акумуляції теплової
енергії важливим моментом є не перевищення до-
пустимої температури теплоносія у зворотному
трубопроводі. Випробовування зворотного трубо-
проводу мережі проводять при температурі тепло-
носія 90 оС. Тому, при акумуляції можна прийняти
цю температуру на рівні 80 оС. Провівши розра-
хунки аналогічні тим, які наведено вище, отри-
45
Граничні обсяги акумуляції теплової енергії в системах централізованого теплопостачання
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 2(57)
маємо граничне значення акумульованої теплової
енергії в мережах в неопалювальний період, яке
дорівнює 25929 Гкал. Результати проведеного
аналізу показані в табл. 3.
Таблиця 3. Потреби та можливості
акумуляції теплової енергії в мережах
Назва
Період сезону
Опалювальний Не опалю-
вальний
Граничні можливості
теплових мереж,
щодо акумуляції
теплової енергії,
Гкал
Проектний темп.
графік – 56719
Фактичний темп.
графік – 35112
25929
Потреба в акумуляції
теплової енергії,
Гкал
22953
Як видно із табл. 3 в опалювальний період се-
редні граничні акумуляційні можливості тепло-
вих мереж достатні для акумуляції теплової енер-
гії при проектному та фактичному температурних
графіках. У неопалювальний період акумуляційні
можливості теплових мереж дещо менші від по-
треб, але достатні при умові часткового заміщен-
ня потужності штатних котлів електричними те-
плогенераторами.
Безумовно на практиці в якості електрич-
них теплогенераторів будуть використовуватися
комплекси електричних котлів та теплових насо-
сів. Частина теплової енергії, яку вони вироблять
буде заміщувати теплову енергію штатних котлів
теплових джерел, а інша частина буде акумульо-
вана в теплових мережах. При розумному виборі
складу електричних теплогенераторів та обсягу
заміщення теплової енергії штатних котлів існую-
чі магістральні теплові мережі здатні забезпечити
роботу їх ефективну роботу.
ВИСНОВКИ
1. Станом на 2018 р. потреби в акумуляції те-
плової енергії в системах централізованого тепло-
постачання при встановленні в них електричних
теплогенераторів для регулювання навантаження
ОЕС України становлять:
– для 100% покриття дефіциту маневреної
потужності – 26030 Гкал;
– для 90% покриття цього дефіциту – 22953
Гкал.
2. Граничні акумуляційні можливості магі-
стральних теплових мереж систем централізова-
ного теплопостачання в опалювальний період для
проектного температурного графіка становлять
56719 Гкал, а для реального – 35112 Гкал, в нео-
палювальний період –15929 Гкал.
3. Показано, що існуючі системи централізо-
ваного теплопостачання здатні забезпечити ефек-
тивне функціонування електричних теплогенера-
торів при їх використанні як споживачів-регуля-
торів при покритті графіків електричних наванта-
жень в ОЕС України.
1. Кулик М.М. Співставний аналіз техніко-економіч-
них характеристик Канівської ГАЕС та комплексу
споживачів-регуляторів для покриття графіків елек-
тричних навантажень. Проблеми загальної енерге-
тики. 2014. Вип. 4(39). С. 5―10.
2. Подобед В.С. Аккумулирование тепловой энергии в
водяных тепловых сетях. Энергетическая страте-
гия. 2011. № 5(23). С. 22―26.
3. Дерій В.О. Potential of thermal energy accumulation
in district heating systems networks. Проблеми за-
гальної енергетики. 2014. Вип. 4(39). С. 29―33.
4. Білодід В.Д., Дерій В.О. Акумуляційна здатність
теплових мереж. Проблеми загальної енергетики.
2015. Вип. 3(42). С. 31―35. https://doi.org/10.15407/
pge2015.03.031.
5. Дерій В.О., Згуровець О.В. Дослідження графіків
електричних навантажень енергосистеми для ви-
значення можливостей їх ущільнення шляхом вико-
ристання електричних теплогенераторів. Проблеми
загальної енергетики. 2017. Вип. 4(51). С. 52―60.
https://doi.org/10.15407/pge2017.04.052.
6. Дерій В.О. Особливості спільної роботи систем
централізованого теплопостачання та електрич-
них теплогенераторів при регулюванні ними на-
вантаження ОЕС України. Проблеми загальної
енергетики. 2018. Вип. 3(54). С. 54―59. https://doi.
org/10.15407/pge2018.03.054.
7. Про основні показники роботи опалювальних ко-
телень і теплових мереж України за 2014 рік: стат.
збірник. К.: Державна служба статистики України,
2015. 17 с.
8. Протяжність ветхих та аварійних теплових і паро-
вих мереж за 2011–2014 роки. К.: Державна служба
статистики України, 2015. URL: https://ukrstat.org/
uk/operativ/operativ2013/pr/pvam/pvam_u/pvatpm_u.
htm (дата звернення: 22.02.2019).
9. ДБН В.2.5-39:2008. ТЕПЛОВІ МЕРЕЖІ. Інженерне
обладнання будинків і споруд. Зовнішні мережі та
споруди. К.: Мінрегіонбуд України, 2009.
10. Дерій В.О. Аналіз теплових мереж СЦТ України. Енер-
гетика та електрифікація. 2016. № 6. С. 21―26.
Надійшла до редколегії: 14.05.2019
|
| id | systemreorg-article-716 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:20:41Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/f3/7dd713bb14db0c90225c0cdf9b49e6f3.pdf |
| spelling | systemreorg-article-7162026-07-18T12:57:45Z Limiting possibilities of the accumulation of thermal energy in centralized heat supply systems Граничні обсяги акумуляції теплової енергії в системах централізованого теплопостачання Derii V.O. Bilodid V.D. UES of Ukraine, schedule of electrical loads, night depression, power, electric power, electric heat generators, district heating system, thermal energy, main network. ОЕС України, графік електричних навантажень, нічний провал, потужність, електроенергія, електричні теплогенератори, система централізованого теплопостачання, теплова енергія, магістральна мережа. It is shown that the main parameter determining the required maximal value of the maneuverable power of a power system is the depth of night depression of its schedule of electrical loads. We determined the deficiency of maneuverable power of the United Energy System of Ukraine as of 2018. The needs for accumulation of thermal energy in district heating systems are determined at mounting electric heat generators in them for the control of load of the UES of Ukraine. For 100% coverage of the deficiency, these requirements are 26,030 Gcal or, for 90%, 22,953 Gcal per day.We analyze the processes of accumulation of thermal energy in the main heat networks of district heating systems for the heating and non-heating periods as applied to the design and actual temperature charts. We estimate the limiting daily heating accumulation possibilities of thermal networks, which make up for the design temperature schedule 56,719 Gcal, for real 35,112 Gcal, and in the non-heating period 15,929 Gcal.It is noted that, in practice, the complexes of electric boilers and heat pumps will be used as electric heat generators. A part of thermal energy, which will be produced by them, will replace the thermal energy of district heating boilers, and the rest will be accumulated in heating networks. With a reasonable choice of the composition of electric heat generators and the amount of replacement of thermal energy of standard boilers, the existing main heating networks can provide efficient functioning of electric heat generators when used as consumers-regulators in covering electrical load schedules in the UES of Ukraine. Показано, що основним параметром, який обумовлює необхідну максимальну величину маневреної потужності енергосистеми є глибина нічного провалу її графіка електричних навантажень. Визначено дефіцит маневреної потужності Об’єднаної енергосистеми України станом на 2018 р. Оцінено потреби в акумуляції теплової енергії в системах централізованого теплопостачання при встановленні в них електричних теплогенераторів для регулювання навантаження ОЕС України. Для 100%  покриття дефіциту ці потреби становлять 26030 Гкал, а для 90% – 22953 Гкал за добу.Проаналізовано процеси акумуляції теплової енергії в магістральних теплових мережах систем централізованого теплопостачання в опалювальний та неопалювальний періоди, для проектного та фактичного температурного графіків. Оцінено граничні добові теплоакумуляційні можливості теплових мереж, які становлять для проектного температурного графіка  56719 Гкал,  для реального – 35112 Гкал,  а в  неопалювальний період –25929 Гкал.Зазначено, що на практиці в якості електричних теплогенераторів будуть використовуватися комплекси електричних котлів та теплових насосів. Частина теплової енергії, яку вони вироблять, буде заміщувати теплову енергію штатних котлів теплових джерел, а інша частина буде акумульована в теплових мережах. При розумному виборі складу електричних теплогенераторів та обсягу заміщення теплової енергії штатних котлів, існуючі магістральні теплові мережі здатні забезпечити ефективне функціонування електричних теплогенераторів при їх використанні як споживачів-регуляторів при покритті графіків електричних навантажень в ОЕС України. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2019-06-26 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/716 10.15407/pge2019.02.041 System Research in Energy; No. 2 (57) (2019): The Problems of General Energy; 41-45 Системні дослідження в енергетиці; № 2 (57) (2019): Проблеми загальної енергетики; 41-45 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/716/617 Copyright (c) 2019 Derii V.O., Bilodid V.D. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | UES of Ukraine schedule of electrical loads night depression power electric power electric heat generators district heating system thermal energy main network. Derii V.O. Bilodid V.D. Limiting possibilities of the accumulation of thermal energy in centralized heat supply systems |
| title | Limiting possibilities of the accumulation of thermal energy in centralized heat supply systems |
| title_alt | Граничні обсяги акумуляції теплової енергії в системах централізованого теплопостачання |
| title_full | Limiting possibilities of the accumulation of thermal energy in centralized heat supply systems |
| title_fullStr | Limiting possibilities of the accumulation of thermal energy in centralized heat supply systems |
| title_full_unstemmed | Limiting possibilities of the accumulation of thermal energy in centralized heat supply systems |
| title_short | Limiting possibilities of the accumulation of thermal energy in centralized heat supply systems |
| title_sort | limiting possibilities of the accumulation of thermal energy in centralized heat supply systems |
| topic | UES of Ukraine schedule of electrical loads night depression power electric power electric heat generators district heating system thermal energy main network. |
| topic_facet | UES of Ukraine schedule of electrical loads night depression power electric power electric heat generators district heating system thermal energy main network. ОЕС України графік електричних навантажень нічний провал потужність електроенергія електричні теплогенератори система централізованого теплопостачання теплова енергія магістральна мережа. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/716 |
| work_keys_str_mv | AT deriivo limitingpossibilitiesoftheaccumulationofthermalenergyincentralizedheatsupplysystems AT bilodidvd limitingpossibilitiesoftheaccumulationofthermalenergyincentralizedheatsupplysystems AT deriivo graničníobsâgiakumulâcííteplovoíenergíívsistemahcentralízovanogoteplopostačannâ AT bilodidvd graničníobsâgiakumulâcííteplovoíenergíívsistemahcentralízovanogoteplopostačannâ |