Оптимізація за станом систем акумулювання енергії в Microgrid
Вантажиться...
Дата
2024
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
В даний час широке використання розосереджених джерел відіграє роль
каталізатора в процесі перетворення пасивних розподільчих мереж на активні,
створюючи нові завдання на управління режимами їх роботи. Перехід до
децентралізованої системи електропостачання споживачів призвів до появи
концепції активних електричних мереж із розосередженою генерацією, з
урахуванням якої створюються системи MicroGrid, які є інтелектуальними
автоматизованими системами електропостачання.
Microgrid (MG) – це технологія, яка може підвищити ефективність та
економічність виробництва електроенергії для кінцевих користувачів.. Системи
керування енергією є ключовими аспектами, які можуть допомогти досягти цілей
цих децентралізованих мереж.
З технічної точки зору Microgrid – це низьковольтна розподільна мережа,
яка підключена до розподільної підстанції через точку загального з'єднання.
Microgrid складаються з безлічі компонентів, включаючи керовані та некеровані
джерела розподіленої генерації, системи накопичення енергії та керовані
навантаження. Унікальні характеристики та поведінка компонентів Microgrid є
важкою задачею з погляду управління мережею та її експлуатації, та потребує
розробки нових та удосканеленя існуючих стратегії керування.
Залежно від характеристик та частки розосереджених джерел та
накопичувачів електричної енергії у конкретній Microgrid, необхідна схема
управління енергією може значно відрізнятися від традиційної енергосистеми.
Типова Microgrid може працювати у 2х робочих режимах: у режимі спільної
роботи з мережею через трансформатор розподільної підстанції і в автономному
режимі, коли MG автономна від основної мережі під час вимкнення. В
автономному режимі Microgrid залишається у роботі та функціонує як ізольована
система.
При автономній роботі, необхідні накопучувачі енергії. В останні два
десятиліття у різних галузях техніки відбувалися швидкі та радикальні зміни,
пов'язані з удосконаленням та застосуванням накупучувачів електричної енергії –
акумуляторних батарей. Крім систем Microgrid вони знайшли застосування для
електричного транспорту, автономних наземних та морських установок з
акумуляторними батареями, що є додатковими (резервне живлення) або єдиними
джерелами електроенергії.
Для максимізації економічних та технічних переваг, інтегровані в MG
генератори та системи зберігання енергії повинні мати скоординований контроль,
що реалізується через систему керування енергією — це програмне забезпечення,
що управляє, яке може ефективно керувати потужностями джерел розосередженої
генерації, економно живити навантаження. Загалом система керування повинна
оптимізувати роботу Microgrid за технічних та економічних обмежень.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Магістерську дисертацію виконано в НТУУ «Київський політехнічний інститут
імені Ігоря Сікорського» відповідно до планів науково-дослідних робіт кафедри
електропостачання Навчально-наукового Інституту енергозбереження та
енергоменеджменту. Результати досліджень відповідають комплексній програмі
НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського».
Метою магістерської дисертації є дослідження методів управління
енергозберігання та керування за станом акумуляторної батареї на основі вимог
до навантаження в Microgrid.
Для досягнення зазначеної мети дослідження вирішані наступні завдання:
1) розглянут Microgrid з акумуляторами;
2) розглянут алгоритм вибору акумуляторних батарей та оптимізації за
станом;
3) дослідити розподілення потужностей по генераторам при заданих
добових графіках навантаження за допомогою програмного забезпечення
MATLAB;
4) розробленно стартап - проєкту з використання стратегії перерасподілу
навантаження для оптимізації роботи Microgrid.
Об’єктом доcлiдження є енергетичні процеси в Microgrid
Предметом дослідження є система акумулювання енергією, яка входить
до складу Microgrid.
Методи дослідження Під час виконання досліджень використовувалися
методи аналізу та узагальнення даних, методи математичної оптимізації для
завдань з обмеженнями, методи математичного моделювання. Дослідження
виконували з використанням імітаційного моделювання у середовищі Simulink
програмного комплексу MATLAB, а також використовувались MS Word, MS
Excel.
Наукова новизна одержаних результатів.
Удосконалено систему керування Microgrid з сонячними панелями при
підключенні до централізованої мережі з оптимізацією за станом.
Практичне значення роботи.
Отримані результати можуть використовуватися:
- для удосконалення існуючих систем накопичувачів енергії для
мінімізації витрат.
- при запровадженні та проектуванні нових систем Microgrid на основі
відновлювальних джерел.
- при дослідження графіків навантажень.
Опис
Ключові слова
MICROGRID, накопучувачі електричної енергіїї, акумуляторна батарея, оптимізація за станом, фотоелектрична система, прогнозування, метод, енергоспоживання, енергоефективність, витрати, споживання, показник, техніко - економічна модель, електрична мережа, відновлювана енергетика, energy storage, battery, state optimization, photovoltaic system, forecasting, method, energy consumption, energy efficiency, costs, consumption, indicator, technical and economic model, electric grid, renewable energy
Бібліографічний опис
Романенко, Т. О. Оптимізація за станом систем акумулювання енергії в Microgrid : магістерська дис. : 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / Романенко Тетяна Олександрівна. – Київ, 2024. – 106 с.