Оптимізація за станом систем акумулювання енергії в Microgrid

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorБєлоха, Галина Сергіївна
dc.contributor.authorРоманенко, Тетяна Олександрівна
dc.date.accessioned2024-05-03T10:23:50Z
dc.date.available2024-05-03T10:23:50Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractВ 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.
dc.description.abstractotherCurrently, the widespread use of distributed sources plays the role of a catalyst in the process of transforming passive distribution networks into active ones, creating new challenges for managing their operating modes. The transition to a decentralized power supply system for consumers has led to the emergence of the concept of active power grids with distributed generation, which is used to create MicroGrid systems, which are intelligent automated power supply systems. Microgrid (MG) is a technology that can improve the efficiency and cost- effectiveness of electricity generation for end users. Energy management systems are key aspects that can help achieve the goals of these decentralized grids. From a technical point of view, a microgrid is a low-voltage distribution network that is connected to a distribution substation through a common connection point. Microgrids consist of many components, including controlled and uncontrolled distributed generation sources, energy storage systems, and controlled loads. The unique characteristics and behaviors of Microgrid components pose a challenge to grid management and operation, requiring the development of new and improved management strategies Depending on the characteristics and share of dispersed sources and energy storage in a particular Microgrid, the required energy management scheme may differ significantly from a traditional power system. A typical Microgrid can operate in 2 operating modes: in the mode of joint operation with the grid through the distribution substation transformer and in the autonomous mode, when the MG is autonomous from the main grid during shutdown. In standalone mode, Microgrid remains in operation and functions as an isolated system. For autonomous operation, energy storage is necessary. Over the past two decades, various fields of technology have experienced rapid and radical changes related to the improvement and use of electrical energy storage devices - batteries. In addition to Microgrid systems, they have been used for electric transport, autonomous land and marine installations with batteries as additional (backup) or sole sources of electricity. To maximize the economic and technical benefits, the generators and energy storage systems integrated into MG must have coordinated control, which is realized through an energy management system - a control software that can efficiently manage the capacity of distributed generation sources, economically supplying the load. In general, the control system must optimize the operation of the Microgrid within technical and economic constraints. Linking the work to research programs, plans, and topics. The master's thesis was performed at NTUU "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" in accordance with the research plans of the Department of Power Supply of the Educational and Research Institute of Energy Saving and Energy Management. The research results correspond to the comprehensive program of NTUU "KPI". The aim of the master's thesis is to study the methods of energy saving and battery management based on load requirements in Microgrid. To achieve this research goal, the following tasks are solved: 1) consider Microgrid with batteries; 2) to consider the algorithm for selecting batteries and optimizing by state; 3) to study the distribution of capacities across generators under given daily load schedules using MATLAB software; 4) develop a startup project on the use of a load redistribution strategy to optimize Microgrid operation. The object of research is energy processes in Microgrid The subject of research is the energy storage system that is part of the Microgrid. Research methods The research was carried out using methods of data analysis and generalization, methods of mathematical optimization for constrained problems, and methods of mathematical modeling. The research was carried out using simulation modeling in the Simulink environment of the MATLAB software package, as well as MS Word, MS Excel. Scientific novelty of the results. The control system of Microgrid with solar panels when connected to a centralized grid with state optimization has been improved. Practical significance of the work. The obtained results can be used: - to improve existing energy storage systems to minimize costs; - in the implementation and design of new Microgrid systems based on renewable sources; - in the study of load schedules.
dc.format.extent106 с.
dc.identifier.citationРоманенко, Т. О. Оптимізація за станом систем акумулювання енергії в Microgrid : магістерська дис. : 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / Романенко Тетяна Олександрівна. – Київ, 2024. – 106 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/66635
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectMICROGRID
dc.subjectнакопучувачі електричної енергіїї
dc.subjectакумуляторна батарея
dc.subjectоптимізація за станом
dc.subjectфотоелектрична система
dc.subjectпрогнозування
dc.subjectметод
dc.subjectенергоспоживання
dc.subjectенергоефективність
dc.subjectвитрати
dc.subjectспоживання
dc.subjectпоказник
dc.subjectтехніко - економічна модель
dc.subjectелектрична мережа
dc.subjectвідновлювана енергетика
dc.subjectenergy storage
dc.subjectbattery
dc.subjectstate optimization
dc.subjectphotovoltaic system
dc.subjectforecasting
dc.subjectmethod
dc.subjectenergy consumption
dc.subjectenergy efficiency
dc.subjectcosts
dc.subjectconsumption
dc.subjectindicator
dc.subjecttechnical and economic model
dc.subjectelectric grid
dc.subjectrenewable energy
dc.subject.udc621.311
dc.titleОптимізація за станом систем акумулювання енергії в Microgrid
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Romanenko_magistr.pdf
Розмір:
3.02 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ЕП)
Магістерські роботи