Підвищення ефективності гібридних систем енергозабезпечення за рахунок застосування установок зберігання електроенергії
Вантажиться...
Дата
2025
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність: Існує низка факторів, що зумовлюють актуальність
впровадження установок зберігання енергії у складі систем електропостачання комерційних та промислових споживачів. Насамперед це пов’язано з міжнародними та національними вимогами щодо зменшення викидів парникових газів, які передбачають активне впровадження відновлювальних джерел енергії та підвищення гнучкості енергосистем. Зростання частки сонячної генерації призводить до нерівномірного виробітку електричної енергії,
що, в свою чергу, формує потребу у використанні систем накопичення для балансування генерації та споживання. Додатковим чинником є зростання тарифів на електричну енергію та впровадження погодинного або динамічного обліку, що стимулює споживачів шукати інструменти оптимізації власного енергоспоживання.
Значна частина комерційних і промислових об’єктів характеризується
наявністю навантажень із вираженим динамічних характером, зокрема
електродвигунів, насосів, вентиляційних систем, компресорів, виробничого обладнання тощо. Такі споживачі формують пікові навантаження та нерівномірний профіль споживання електричної енергії, що ускладнює ефективне використання генерації сонячної електростанції без додаткових технічних рішень. У цьому контексті установка зберігання енергії виступає як засіб згладжування пікових навантажень, зменшення імпорту електроенергії з
мережі у критичні періоди та підвищення стабільності електропостачання.
Необхідність дослідження режимів роботи та методів керування
установкою зберігання енергії зумовлена потребою досягнення оптимального балансу між технічною надійністю, ефективністю використання енергії та економічною доцільністю впровадження таких систем. Раціонально обрані стратегії заряджання і розряджання УЗЕ дозволяють підвищити рівень само споживання електроенергії, виробленої сонячною електростанцією, зменшити
витрати на електропостачання та забезпечити більш прогнозовану й стійку роботу енергетичної системи споживача. У сукупності це робить установки зберігання енергії важливим елементом сучасних розподілених енергетичних систем.
Метою даного дослідження є аналіз та обґрунтування доцільності
впровадження установки зберігання енергії у складі системи електропостачання підприємства з власною сонячною електростанцією з урахуванням особливостей погодинного обліку електричної енергії, режимів використання УЗЕ для підвищення ефективності роботи сонячної генерації та оптимізації енергоспоживання підпроємства.
Об’єкт дослідження: система електропостачання комерційного
підприємства з інтегрованою сонячною електростанцією та установкою
зберігання енергії.
Предмет дослідження: методи та алгоритми керування установкою
зберігання енергії, режими її заряджання, а також схемні рішення інтеграції УЗЕ у систему електропостачання споживача.
Наукова новизна: Розроблено новий підхід до моделювання гібридної
системи електропостачання комерційного споживача, який враховує змінність графіків генерації та споживання, технічні обмеження УЗЕ за потужністю й енергоємністю, динаміку стану заряду, а також втрати перетворення енергії, що забезпечує адекватне відтворення реальних енергетичних потоків і режимів роботи.
Запропоновано техніко-економічне обґрунтування впровадження
установки зберігання енергії у системі електропостачання комерційного
споживача з власною СЕС, яке базується на оптимізації режимів
заряджання/розряджання з урахуванням часово-диференційованих тарифів та експлуатаційних обмежень і дозволяє оцінити економічний ефект (зниження витрат на електроенергію, підвищення частки самоспоживання генерації СЕС, зменшення пікових перетоків із мережі) та показники ефективності інвестицій.
Практичне значення роботи. За основу дисертаційної роботи було взято
реальний об’єкт як вихідні дані для моделювання та аналізу роботи установок зберігання енергії. На основі реальних профілів навантаження та генерації сонячної електростанції було досліджено різні режими експлуатації УЗЕ, що дозволило оцінити їхній вплив на ефективність використання електроенергії, зменшення пікових навантажень та економічні показники роботи енергетичної системи підприємства.
Опис
Ключові слова
установка зберігання енергії, сонячна електростанція, комерціний споживач, пікове навантаження, погодинний облік, energy storage system, solar power plant, commercial consumer, peak load, hourly metering
Бібліографічний опис
Шаповалов, О. О. Підвищення ефективності гібридних систем енергозабезпечення за рахунок застосування установок зберігання електроенергії : магістерська дис. : 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / Шаповалов Олександр Олександрович. – Київ, 2025. – 172 с.