Применение систем накопления электроэнергии и устройств на их основе для обеспечения эффективной работы системы электроснабжения при наличии в ее составе электростанций на базе возобновляемых источников энергии

Широкое внедрение возобновляемых источников энергии в мире и Российской Федерации все более остро встают вопросы обеспечения устойчивой работы электроэнергетических систем и систем электроснабжения. Характерным недостатком электростанций на основе возобновляемых источников энергии является неравномерный график выдачи электроэнергии, а также относительно малые постоянные инерции вращающихся масс, поэтому такие электростанции не учитываются при составлении балансов мощности и не участвуют в управлении режимами энергосистем. Одним из способов решения данной проблемы является применение систем накопления электроэнергии и устройств на их основе, таких как виртуальная синхронная машина. Разработка методики по определению параметров, а также алгоритмов управления такими системами в составе электростанций на базе ВИЭ, при их интеграции в системах электроснабжения является важной и актуальной задачей, которая позволит увеличить эффективность работы как самих генерирующих источников, так и системы электроснабжения в целом. Объектами исследования являются система накопления электроэнергии и виртуальная синхронная машина. Цель работы – разработка методики по определению параметров систем накопления электроэнергии и алгоритма управления виртуальной синхронной машины в составе электростанций на базе возобновляемых источников энергии для повышения эффективности работы системы электроснабжения. В процессе работы проводились: обзор научной отечественной и зарубежной литературы, посвященной вопросам интеграции электростанций на основе возобновляемых источников энергии с применением систем накопления электроэнергии в существующие электроэнергетические системы и системы электроснабжения; исследованиям применения виртуальной синхронной машины и других технических средств для обеспечения устойчивости работы электростанций на основе возобновляемых источников энергии и существующих алгоритмов управления этими устройствами, методам оптимизации параметров систем накопления электроэнергии; формирование целевой функции, граничных условий при определении параметров системы накопления электроэнергии и формировании алгоритма управления виртуальной синхронной машиной; создание единой математической модели системы накопления энергии и виртуальной синхронной машины; разработка алгоритма управления виртуальной синхронной машины; отладка работы созданной модели и алгоритма; технико-экономическое обоснование эффективности применения созданной методики по определению параметров систем накопления электроэнергии и алгоритма управления виртуальной синхронной машины в составе электростанций на базе возобновляемых источников энергии; разработка приложения по определению параметров систем накопления электроэнергии и алгоритма управления виртуальной синхронной машины в составе электростанций на базе возобновляемых источников энергии для повышения эффективности работы системы электроснабжения. В результате исследования были созданы: методика по определению параметров систем накопления электроэнергии в составе электростанций на базе возобновляемых источников энергии; алгоритм управления виртуальной синхронной машиной в составе электростанции на базе возобновляемых источников энергии; приложение по определению параметров систем накопления электроэнергии в составе электростанций на базе возобновляемых источников энергии для повышения эффективности работы системы электроснабжения.