Оцінка ефективності балансування локальних електроенергетичних систем Microgrid постійного та змінного струму
Вантажиться...
Дата
2024
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми: Електроенергетична галузь перебуває у стані активного розвитку, який спричинений стрімким зниженням вартості ДРГ, та як наслідок зростанням обсягів генерування електроенергії цими джерелами, включаючи PV системи, електромобілі, накопичувачі енергії та двонаправлені інтелектуальні системи управління енергією. Наявність таких складових в мережах створює серйозні виклики перед енергосистемою, через непостійність генерування електроенергії такими джерелами як сонячні панелі та вітряки, графік генерування електроенергії яких є досить мінливим та залежить насамперед від географічного розташування та погодних умов. Впоратись з даними викликами можна за рахунок формування систем Microgrid, проте такі системи, до складу яких може входити різнотипна генерація, потребують нового підходу до балансування генерації та споживання електроенергії. Для ефективного балансування таких систем виникає потреба в створенні нових методів аналізу та оцінки.
Мета: Оцінка методів балансування в Microgrid постійного та змінного струму
Задачі:
1. Провести аналіз локальних електроенергетичних систем Microgrid постійного та змінного струму, надати класифікацію, розглянути види балансів в локальних електроенергетичних системах Microgrid та балансування в електроенергетичних системах Microgrid за допомогою споживачів електричної енергії.
2. Розглянути балансування складових електроенергії в локальних електроенергетичних системах, визначення реактивної потужності у колах несинусоїдального струму, оцінку ефективності енергетичних процесів та баланс потужностей за концепцією Фризе.
3. Сформувати та провести розрахунок процесів в базових схемах взаємодії постійного та змінного струму.
4. Провести підведення балансу в локальних електроенергетичних системах Microgrid-Nanogrid, проаналізувати та оцінити миттєві та енергетичні характеристики базових схем взаємодії.
5. Розглянути особливості оцінки рівня балансування та сформувати методику «Оцінки рівня балансування».
Об’єкт дослідження: Локальні електроенергетичні системи Microgrid постійного та змінного струму
Предмет дослідження: Балансування електроенергетичних систем Microgrid постійного та змінного струму.
Методи дослідження: Комплексне числення, математичне моделювання режимів роботи для базових схем взаємодії за різних параметрів елементів, порівняння миттєвих, енергетичних характеристик, методика оцінки рівня балансування.
Наукова новизна роботи:
1. Розглянуто особливості побудови систем Microgrid, їх класифікацію, будову та аналіз основних елементів, особливості використання енергетичних роутерів, види та типи балансів енергії, а також балансування в ринкових умовах. Проведено огляд літератури та аналіз існуючих систем, використано реальні приклади та дані. Сформовано детальну структуру, визначено основні компоненти та принципи їх балансування.
2. Наведено особливості визначення реактивної потужності в колах несинусоїдального струму, проведено оцінку ефективності енергетичних процесів та баланс фідерних потужностей Microgrid постійного струму за концепцією Фризе. Використано теоретичні основи та аналітичні методи для оцінки різних аспектів балансування. Забезпечено глибоке розуміння процесів балансування в локальних системах, що дозволяє розробити ефективні методи для їх оптимізації.
3. Сформовано базові схеми взаємодії постійного та змінного струму, до складу яких входить різна кількість генераторів та навантажень, проведено розрахунки процесів в базових схемах взаємодії. Застосовано методи комплексного числення для розрахунку процесів в базових схемах взаємодії змінного струму. Отримані результати дозволяють підвести будь-яку реальну систему Microgrid-Nanogrid до базової схеми взаємодії та розрахувати процеси.
4. Проаналізовано миттєві характеристики систем та їх вплив на режим роботи, оцінено та порівняно енергетичні характеристики базових схем взаємодії, розглянуто баланс генерації та споживання електроенергії на постійному та змінному струмі за рахунок моделювання режимів роботи систем та побудови графіків та часових діаграм.Визначено ключові напрями для покращення балансування, що дозволяє підвищити ефективність та стабільність роботи систем Microgrid-Nanogrid.
5. Розроблено методику оцінки рівня балансування локальних електроенергетичних систем Microgrid-Nanogrid, яка включає аналіз миттєвих та інтегральних характеристик, оцінку величини небалансу, розробку та впровадження заходів балансування. Використано систематичний підхід, який базується на розрахунку енергетичних та інтегральних характеристик. Методика дозволяє ефективно оцінювати та коригувати процеси що протікають в системі, що дає змогу забезпечити їх стабільну та ефективну роботу.
Практичне значення одержаних результатів: полягає у можливості забезпечучити оптимізацію роботи локальних електроенергетичних систем Microgrid та Nanogrid. Врахування особливостей побудови, класифікації та аналізу основних елементів, зокрема використання енергетичних роутерів, дозволяє формувати детальні структури та визначати основні принципи їх балансування.
Розрахунок процесів у базових схемах взаємодії постійного та змінного струму, включаючи різну кількість генераторів та навантажень, дозволяє адаптувати будь-яку реальну систему Microgrid-Nanogrid до базової схеми і забезпечити точні розрахунки процесів. Аналіз миттєвих характеристик та енергетичних показників системи, моделювання режимів роботи та побудова графіків дає можливість визначити ключові напрями покращення балансування, підвищуючи ефективність та стабільність роботи.
Розроблена методика оцінки рівня балансування, що включає аналіз миттєвих та інтегральних характеристик, оцінку величини небалансу та впровадження заходів балансування, дозволяє ефективно оцінювати та коригувати процеси в системі, забезпечуючи їх стабільну та ефективну роботу. Використання систематичного підходу на основі розрахунку енергетичних характеристик сприяє зниженню витрат на обслуговування та підвищенню якості електропостачання, що має важливе практичне значення для оптимізації локальних електроенергетичних систем.
Опис
Ключові слова
Microgrid, Nanogrid, балансування, енергетичних роутер, базова модель ваємодії, математичне моделювання режиму, миттєві характеристики, енергетичні характеристики, обмінна потужність, потужність Фризе, balancing, energy router, basic model of vayemodeling, mathematical modeling of the mode, instantaneous characteristics, energy characteristics, exchange power, Frisee power
Бібліографічний опис
Лісовик, Б. А. Оцінка ефективності балансування локальних електроенергетичних систем Microgrid постійного та змінного струмур : магістерська дис. : 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / Лісовик Богдан Андрійович. – Київ, 2024. – 102 с.