Методи мінімізації впливу нелінійних споживачів на стабільність електромережі під час керування водневими установками
Вантажиться...
Дата
2025
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми: у сучасних умовах енергетичного переходу на відновлювані джерела енергії водень відіграє ключову роль як екологічно чистий енергоресурс. Водночас, впровадження водневих установок супроводжується зростанням долі нелінійних електроспоживачів. Застосування потужних регуляторів у таких системах призводить до генерації гармонічних спотворень, що негативно впливають на якість електроенергії, надійність і стабільність електромереж. Це зумовлює необхідність розробки і впровадження методів мінімізації цього впливу, що й визначає актуальність теми дослідження. Мета: систематизація та розробка ефективних методів зниження гармонічних спотворень, що виникають унаслідок використання нелінійного навантаження у водневих установках, а також дослідження впливу різних схем фільтрації на показники якості електроенергії у відповідних електроенергетичних системах.У третьому розділі здійснено комплексний інженерний розрахунок параметрів системи генерації та зберігання водню: визначено добову потребу у водні, розраховано необхідну потужність електролізера, відповідну потужність сонячної електростанції, компресорну потужність та об’єм балонної ємності для транспортування при заданих тисках. Методи дослідження: застосовано аналітичний метод для оцінювання спектру гармонік, метод математичного моделювання в середовищі Schneider Electric Motor Management Design для аналізу режимів роботи систем електроживлення, метод експерименту у формі моделювання режимів виникнення гармонічних спотворень у системах без фільтрації, з дроселем та з пасивним фільтром, що дало змогу дослідити вплив різних схем фільтрації. Також використано експертний аналіз нормативних документів у сфері якості електроенергії та порівняльний метод для визначення ефективності компенсації гармонік за допомогою різних технічних рішень Об’єктом дослідження є електроенергетична система з інтегрованими водневими установками, що містять нелінійні електроспоживачі. Предметом дослідження виступають методи зменшення гармонічних спотворень, що виникають у результаті роботи частотних перетворювачів у системах водневого виробництва та компресії. Наукова новизна одержаних результатів: запропоновано узагальнену методику моделювання систем електроживлення водневих установок з урахуванням впливу нелінійних навантажень. Проведено порівняльний аналіз ефективності сучасних технологій фільтрації гармонік. Отримані залежності та закономірності щодо розподілу гармонік і ефективності їх придушення можуть бути використані на етапах проєктування та оптимізації електропостачання водневих об'єктів. Практичне значення одержаних результатів: результати дослідження можуть бути використані при модернізації або проєктуванні систем електроживлення водневих установок з метою підвищення енергоефективності, забезпечення стабільної роботи обладнання, зниження негативного впливу на мережу та дотримання вимог міжнародних стандартів якості електроенергії. Запропоновані підходи можуть бути адаптовані до інших енергоємних технологічних процесів із наявністю нелінійних навантажень.
Опис
Ключові слова
воднева енергетика, нелінійні споживачі, гармонічні спотворення, фільтрація гармонік, перетворювачі частоти, моделювання, компресор, електроліз, hydrogen energy, nonlinear consumers, harmonic distortion, harmonic filtering, afe, frequency converters, modelling, compressor, electrolysis
Бібліографічний опис
Гаврись, Д. С. Методи мінімізації впливу нелінійних споживачів на стабільність електромережі під час керування водневими установками : магістерська дис. : 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / Гаврись Дмитро Станіславович. – Київ, 2025. – 78 с.