Preview

Силовое и энергетическое оборудование. Автономные системы

Расширенный поиск

Оптимальные решения системы автоматического управления энергокомплексов средней мощности на основе возобновляемых источников энергии

https://doi.org/10.32464/2618-8716-2019-2-2-69-85

Полный текст:

Аннотация

Введение: основной проблемой энергоснабжения потребителей в изолированных энергосистемах являются большие логистические расходы (транспортировка на дальние расстояния, высокие цены на топливо) и высокая стоимость электроэнергии, производимой дизельными электростанциями (ДЭС). В статье раскрывается потенциал использования гибридных систем энергоснабжения на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) для экономии дорогого топлива. Приводится анализ систем автоматического управления, обеспечивающих повышение эффективности подконтрольных им элементов энергокомплекса.

Методы: дана классификация ветродизельных электростанций (ВДЭС), сопровождающаяся описанием особенностей работы оборудования в зависимости от уровня использования ветровой энергии. Сформированы требования к техническим решениям ветроэнергетических установок (ВЭУ). Приведены принципы создания интеллектуальной системы автоматического управления (ИСАУ) автономными энергокомплексами, на основе которой был разработан и создан программно-аппаратный модуль интеллектуальной системы преобразования, управления и распределения энергии (ПАМ ИСПУРЭ). В виде схем представлены электрическая часть ПАМ ИСПУРЭ, а также процесс функционирования автономного энергокоплекса на основе ВИЭ под управлением ИСПУРЭ. Рассмотрены ведущие и ведомые источники мощности автономного энергокомплекса с описанием принципов их функционирования в составе ПАМ.

Результаты и обсуждения: представлена методология интеллектуального управления автономными энергокомплексами, реализована в проекте создания ВДЭС для электроснабжения п. Амдерма. Приведены результаты внедрения ВДЭС в структуру энергокомплекса, функционирующего в условиях вечной мерзлоты в Арктике.

Заключение: в настоящее время в России создан ряд предпосылок для развития технологий энергоснабжения с использованием гибридных комплексов на основе ВИЭ. Реализация такого рода автономных энергокомплексов под управлением разработанного ПАМ ИСПУРЭ позволяет оптимизировать режимы производства и потребления электроэнергии и значительно экономить топливо на ДЭС.

Об авторе

В. В. Елистратов
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (Национальный исследовательский университет)
Россия

Елистратов Виктор Васильевич — доктор технических наук, профессор, председатель научного совета по проблемам ВИЭ СПб Центра РАН, заместитель директора по научной работе Инженерно-строительного института СПбПУ, директор научно-образовательного центра «Возобновляемые виды энергии и установки на их основе»

Адрес для переписки: Елистратов Виктор Васильевич  – СПбПУ, 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29



Список литературы

1. Елистратов В.В. Возобновляемая энергетика. 3-е изд., доп. СПб : Изд-во политехнического ун-та, 2016. 421 с.

2. Елистратов В.В., Конищев М.А. К вопросу разработки интеллектуальной системы управления ветро-дизельной электростанции с высоким уровнем замещения // Возобновляемая энергетика. Пути повышения энергетической и экономической эффективности REENFOR-2014 : мат. второго Междунар. форума (г. Москва, 10–11 ноября 2014 г.) / под ред. д.т.н. О.С. Попеля, к.ф.-м.н. Д.О. Дуникова. М. : ОИВТ РАН, 2014. С. 156–159.

3. Elistratov V., Kudryasheva I. Methodology of wind-diesel power complexes parameters justification for decentralized supply of arctic regions // 2018 International Ural Conference on Green Energy (UralCon). 2018. DOI: 10.1109/ URALCON.2018.8544298

4. Manwell J.F., Rogers A., Hayman G., Avelar C.T., McGowan J.G., Abdulwahid U., Wu K. Hybrid2 — a hybrid system simulation model : theory manual. Massachusetts : University of Massachusetts, 2006. 267 p. URL: http://citeseerx.ist.psu. edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.466.731&rep=rep1&type=pdf

5. Strauss P., Vandenbergh M., Jahn J. Management strategies and advanced inverter control in microgrids // Integration of Renewable and Distributed Energy Resources : Proceeding of 2nd International Conference (Napa, USA, 4–8 December 2006).

6. Zelazo D., Dai R., Mesbahi M. An energy management system for off-grid power systems // Energy Systems. 2012. Vol. 3. Issue 2. Pp. 153–179. DOI: 10.1007/s12667-012-0050-4

7. Lopes L.A.C., Katiraei F., Mauch K., Vandenbergh M., Arribas L. PV Hybrid mini-grids : applicable control methods for various situations // IEA-PVPS. Photovoltaic Power Systems Programme. T11-07:2012, Subtask 20, Activity 2, Report IEA-PVPS T11-07:2012, March 2012. URL: http://www.iea-pvps.org/index.php?id=366&eID=dam_frontend_push&docID=1127

8. Elistratov V.V., Diuldin M.V., Denisov R.S. Justification of project and operation modes of hybrid energy complexes for arctic conditions // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018. Vol. 180. 012006. DOI: 10.1088/1755-1315/180/1/012006

9. Huang N. Simulation of power control of a wind turbine permanent magnet synchronous generator system // Master’s Theses (2009-). 2013. Paper 215. URL: http://epublications.marquette.edu/theses_open/215

10. Khandker T.A. Energy management and control systems for hybrid wind-solar energy system with battery storage // A Thesis Submitted to Saint Mary‘s University, Halifax, Nova Scotia in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science in Applied Science. Halifax. Nova Scotia. 2016.

11. Елистратов В.В., Конищев М.А. Ветродизельные электростанции для автономного энергоснабжения северных территорий России // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2014. № 11 (151). С. 62–70.


Для цитирования:


Елистратов В.В. Оптимальные решения системы автоматического управления энергокомплексов средней мощности на основе возобновляемых источников энергии. Силовое и энергетическое оборудование. Автономные системы. 2019;2(2):69-85. https://doi.org/10.32464/2618-8716-2019-2-2-69-85

For citation:


Elistratov V.V. Optimal solutions for an automatic control system for medium capacity power supply facilities using renewable energy sources. Power and Autonomous equipment. 2019;2(2):69-85. (In Russ.) https://doi.org/10.32464/2618-8716-2019-2-2-69-85

Просмотров: 138


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2618-8716 (Online)