Разработка воздушно-аккумулирующей газотурбинной электростанции для покрытия пиковых нагрузок промышленного объекта

Татьяна Дунаева; Сергей Новичков

doi:10.34031/ES.2026.2.03

Авторы

Дунаева Татьяна Юрьевна Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»
Новичков Сергей Владимирович Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

DOI:

https://doi.org/10.34031/ES.2026.2.03

Ключевые слова:

плата за мощность, воздушное аккумулирование, электрооборудование, схема электростанции, срок окупаемости

Аннотация

Актуальность работы обусловлена неизменно высоким интересом к вопросам ценозависимого потребления и снижения пиковых нагрузок энергосистем. Предлагается использование систем накопления электрической энергии. Из существующих систем накопления электроэнергии предложена система воздушного аккумулирования с потреблением энергии в часы ночного минимума (период заполнения емкости) и выдачей мощности в систему электроснабжения предприятия (пиковый период нагрузки). Такой подход позволит снизить нагрузку на питающую сеть в часы максимума и создаст предпосылки для оптимизации загрузки энергосистемы и снижения платы за мощность со стороны потребителя. Изучен мировой и отечественный опыт использования подобных систем. В статье рассмотрены вопросы разработки воздушно-аккумулирующих электростанций для покрытия пиковых нагрузок промышленных объектов. Изучен график электрических нагрузок промышленного предприятия, работающего в двухсменном графике. Определены время накопления воздуха в емкости и время разрядки. Рассчитаны технические параметры системы воздушного аккумулирования, определена мощность электростанции в режиме закачки и выдачи, выбрана главная схемаэлектрических соединений, выбрано основное электрооборудование. Подключение предлагаемой системы предусмотрено к главной понизительной подстанции предприятия. Изучены проблемы технико-экономического обоснования строительства таких накопительных систем. Проведено определение срока окупаемости рассчитанной установки при принятых расчетных условиях.

Библиографические ссылки

[ГОСТ Р 7.0.5-2008]

1. Федюхин А.В., Карасевич В.А. Перспективы применения воздухоаккумулирующих станций для балансирования режимов энергосистемы // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: Мат-лы XVI Межд. научно-техн. конф. – Саратов: СГТУ имени Гагарина Ю.А., г. Саратов, 2022. – Выпуск 11. – С. 220-225.
EDN: LWSOPQ (https://elibrary.ru/lwsopq).

2. Петров М.Б., Кожов К.Б. Модель выравнивания суточного графика нагрузки потребителями электроэнергии // Вестник Гуманитарного университета. – 2023. – № 4 (43). – С. 124-134.
EDN: EXFFFU (https://elibrary.ru/exfffu).
DOI: https://doi.org/10.35853/vestnik.gu.2023.4(43).12.

3. Ефременко Ж.В. Актуальность и цели прогнозирования часа пиковой нагрузки в субъекте Российской Федерации на предстоящие рабочие сутки // Бутаковские чтения: Сборник статей IV Всеросс. с межд. участием молодёжной конф. – Томск: ТПУ, 2024. – С. 40-43.
EDN: EHJKOL (https://elibrary.ru/ehjkol).

4. Измайлов Ю.А., Кошарная Ю.В. Анализ результатов апробирования проекта по управлению нагрузкой для обеспечения системной надежности с точки зрения потребителей электроэнергии. Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. – 2023. – Т. 26, № 4. – С. 422-430.
EDN: ZUPGKJ (https://elibrary.ru/zupgkj).
DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2023-26- 4-422-430.

5. Концепция функционирования агрегаторов распределенных энергетических ресурсов в составе Единой энергетической системы России. Агрегаторы управления спросом на электроэнергию [Электронный ресурс] / М. Кулешов, С. Рычков. М.: АО «СО ЕЭС», 2018. – 46 с. URL: https://www.so-ups.ru/fileadmin/files/company/markets/dr/docs/dr_agregator_concept.pdf (дата обращения: 15.06.2026)

6. Ольховский Г.Г., Казарян В.А., Столяревский А.Я. Воздушно-аккумулирующие газотурбинные электростанции (ВАГТЭ). М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2011. – 358 с.

7. Тимошенко Д.В., Деревцов Н.А. Исследование эффективности воздушного аккумулирования электроэнергии // Ученые заметки ТОГУ. – 2025. – Т. 16, № 2. – С. 35-42.
EDN: CKNWXA (https://elibrary.ru/cknwxa).

8. Китай запускает крупнейший в мире завод по хранению энергии на сжатом воздухе [Сайт]: FirstVDS. [12.10.2022]. URL: https://habr.com/ru/companies/first/articles/692740/ (дата обращения: 15.06.2026)

9. Продукция [Сайт]: ООО «Электротяжмаш-привод». URL: https://privod-lysva.ru/index.php?id=1332 (дата обращения: 15.06.2026)

10. Барановский В.В., Короткова Т.Ю. Технико-экономическое обоснование создания тепловых электрических станций: учебное пособие. – СПб.: ВШТЭ СПбГУПТД, 2018. – Часть 1. – 29 с.

[References, APA (7th ed.)]

1. Fedyukhin, A. V., & Karasevich, V. A. (2022). Perspektivy primeneniya vozdukhoakkumuliruyushchikh istochnikov dlya balansirovki rezhimov energosistemy. In Proc. Problemy` sovershenstvovaniya toplivno-e`nergeticheskogo kompleksa (vol. 11, pp. 220-225). SSTU. [In Russian]

2. Petrov, M. B., & Kozhov K. B. (2023). A model for the balancing of the daily load plan by the consumers of electricity. Bulletin of Liberal Arts University, 4(43), 124-134. https://doi.org/10.35853/vestnik.gu.2023.4(43).12 [In Russian]

3. Yefremenko, Zh. V. (2024). Aktual'nost' i tseli prognozirovaniya pikovoy nagruzki v sub"yekte Rossiyskoy Federatsii na blizhayshiye rabochiye sutki [The relevance and objectives of forecasting peak hours in a constituent entity of the Russian Federation for the upcoming working day]. In Proc. Butakovskie chteniya (pp. 40-43). TPU. [In Russian]

4. Izmailov, Y .A., & Kosharnaya Yu.V. (2023). Results of the demand management project to ensure system reliability from the point of view of electricity consumers. Vestnik MGTU. Trudy` Murmanskogo gosudarstvennogo texnicheskogo universiteta, 56(4), 422-430. https://doi.org/10.21443/1560-9278-2023-26-4-422-430 [In Russian]

5. Kuleshov, M., & Rychkov, S. (2018). Kontseptsiya sozdaniya agregatorov raspredelennykh resursov v sostave Yedinoy energeticheskoy sistemy Rossii. Agregatory upravleniya sprosom na elektroenergetiku [Concept of Operation of Distributed Energy Resource Aggregators within the Unified Energy System of Russia. Electricity Demand Management Aggregators]. SO UPS, JSC. https://www.so-ups.ru/fileadmin/files/company/markets/dr/docs/dr_agregator_concept.pdf [In Russian]

6. Ol'khovskiy, G. G., Kazaryan, V. A., & Stolyarevskiy A. Ya. (2011). Vozdushno-akkumuliruyushchiye gazoturbinnyye elektrostantsii (VAGTE) [Air-storage gas turbine power plants (ASGTP)]. Insti-tut komp'yuternykh issledovaniy. [In Russian]

7. Timoshenko, D. V., & Derevtsov, N. A. (2025). Investigation of the efficiency of air storage of energy. Ucheny`e zametki TOGU, 16(2), 35-42. [In Russian]

8. FirstVDS. (October 12, 2022). Kitaj zapuskaet krupnejshij v mire zavod po xraneniyu e`nergii na szhatom vozduxe [China opens world's largest compressed air energy storage plant]. Retrieved June 15, 2026 from https://habr.com/ru/companies/first/articles/692740/ [In Russian]

9. Electrotyazhmash-Privod, LLC. (n.d.). Production. Retrieved June 15, 2026 from https://privod-lysva.ru/eng/index.php?id=1435 [In Russian]

10. Baranovskiy, V. V., & Korotkova, T. Yu. (2018). Tekhniko-ekonomicheskoye obosnovaniye sozdaniya teplovykh elektricheskikh istochnikov: uchebnoye posobiye [Feasibility Study for the Creation of Thermal Power Plants: A Tutorial] (Part 1). VSHTE SPbGUPTD. [In Russian]