Разработка законов адаптивного управления, методов оптимизации и экспериментальные исследования эффективности функционирования гибридного энергетического комплекса на основе низкотемпературных топливных элементов (с неограниченной длительностью работы)

Железнодорожная отрасль России относится к мировым лидерам по протяженности путей. Многие стационарные объекты, такие как узлы связи, охраняемые переезды и т.д., требующие постоянного энергообеспечения, удалены от электрифицированных станций. Для электроснабжения удаленных объектов широко используются дизельные установки различной мощности, серьезными недостатками которых являются низкая эффективность и надежность, необходимость частого обслуживания, загрязняющее воздействие на окружающую среду. В качестве наиболее перспективного способа электроснабжения удаленных объектов мировые и отечественные специалисты и ученые выделяют топливные элементы, которые устраняют вышеуказанные недостатки.Однако широкому внедрению топливных элементов препятствуют низкая скорость протекания химических реакций, мягкая внешняя характеристика и недопустимость резких бросков нагрузки. Эти проблемы могут быть решены путем комбинированного использования топливных элементов с системой накопления и преобразователями электроэнергии в едином энергетическом комплексе. При этом отсутствуют научно-обоснованные и экспериментально подтвержденные подходы к эффективному построению и управлению такими гибридными энергетическими комплексами.Проект направлен на решение проблемы обеспечения эффективного и надежного электроснабжения энергоудаленных потребителей с помощью гибридных энергетических комплексов на основе низкотемпературных топливных элементов и системы накопления.Научная новизна проекта заключается в разработке и экспериментальном исследовании законов адаптивного управления, алгоритма контроля и защиты, методов оптимизации параметров гибридного энергетического комплекса, позволяющих обеспечить высокую энергетическую эффективность и неограниченную длительность электроснабжения энергоудаленных потребителей с изменяющимся суточным графиком нагрузки и возможность подключения внешних возобновляемых источников энергии.Основными ожидаемыми результатами проекта являются:- законы адаптивного управления гибридным энергетическим комплексом в зависимости от режимов работы потребителя электроэнергии;- алгоритм работы устройства контроля, защиты и управления в составе гибридного энергетического комплекса;- физическая модель гибридного энергетического комплекса;- методы оптимизации параметров гибридного энергетического комплекса с учетом графиков нагрузки потребителей, законов управления, применяемого топлива и типа накопителей электроэнергии.Внедрение гибридных энергетических комплексов на удаленных объектах железнодорожной отрасли позволит обеспечить:- энергетическую безопасность железнодорожной отрасли;- повышение надежности и бесперебойности электроснабжения;- снижение экологического воздействие на окружающую среду.