МОДЕЛЬ РОБОТИ РОЗПОДІЛЬНОЇ МЕРЕЖІ В ІЗОЛЬОВАНОМУ РЕЖИМІ

Автор(и)

  • А. Р. Слободян Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
  • В. В. Чижевський Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
  • Р. О. Слободян Вінницький національний технічний університет

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2024-174-3-40-49

Ключові слова:

мікромережа, відновлювані джерела енергії, гібридні системи, установки зберігання енергії, системи керування розподіленим генеруванням електроенергії, ізольований режим

Анотація

Вразливість потужних об’єктів генерування електричної енергії та системи передачі перед впливами воєнного, техногенного та природного характеру і надзвичайна складність організації захисту цих об’єктів від зазначених впливів, зумовлюють необхідність пошуку нових рішень забезпечення надійного електропостачання споживачів. Очевидним напрямком в цьому аспекті є практичне впровадження елементів децентралізованого підходу до забезпечення функціонування електроенергетичної системи (ЕЕС) України. Інтенсивний розвиток відновлюваної енергетики, який останніми роками спостерігався в Україні, відбувався, зокрема, за рахунок джерел відносно малої потужності (сонячних електричних станцій (СЕС) зі встановленою потужністю до 100 кВт), що створило передумови для практичної реалізації концепції мікромереж, які здатні тривало забезпечувати електропостачання локальних споживачів навіть за умови відключення електричних зв’язків із ЕЕС, яка здійснює електропостачання споживачів мікромережі за нормальної експлуатаційної схеми.

У статті подано результати моделювання функціонування мікромережі, створеної на основі реальної електричної мережі населеного пункту з відповідними добовими профілями споживання та виробництва електроенергії локальними джерелами. Моделювання здійснювалося в програмному середовищі MATLAB. В рамках дослідження розглядалися дві конфігурації моделі: гібридної мікромережі з СЕС і дизель-генератором (ДГ) та гібридної мікромережі з СЕС та установкою зберігання енергії (УЗЕ).

Завдання дослідження — досягнення стійкої роботи електричної мережі в умовах втрати електричного зв’язку із зовнішньою ЕЕС за умови забезпечення пріоритетного електропостачання об’єктів критичної інфраструктури (ОКІ) та споживачів І-ї категорії за надійністю. Проведено моделювання двох основних сценаріїв ізольованого режиму роботи мікромережі: зимового (з хмарними та сонячними днями включно) і літнього періодів максимального споживання.

Результати дослідження показують можливість практичної організації мікромереж на базі існуючих розподільних електричних мереж з локальними джерелами енергії із застосуванням систем керування розподіленим генеруванням електроенергії (Distributed Energy Resource Management System, DERMS), які забезпечують високу ефективність локальної енергетичної інфраструктури та стійкість роботи створеної мікромережі.

Біографії авторів

А. Р. Слободян, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

студентка факультету електроенерготехніки та автоматики

В. В. Чижевський, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

канд. техн. наук, доцент кафедри електричних мереж та систем

Р. О. Слободян, Вінницький національний технічний університет

аспірант кафедри електротехнічних систем електроспоживання та енергетичного менеджменту

Посилання

J. Wang et al., “Optimal renewable resource allocation and load scheduling of resilient communities,” Energies, vol. 13, no. 21, 5683 p., Oct. 2020. [Electronic resource]. Available: https://doi.org/10.3390/en13215683 . Accessed: Feb. 15, 2024.

C. Marnay, G. Venkataramanan, M. Stadler, A. S. Siddiqui, R. Firestone, and B. Chandran, “Optimal technology selection and operation of commercial-building microgrids,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 23, no. 3, pp. 975-982, Aug. 2008. [Electronic resource]. Available: https://doi.org/10.1109/tpwrs.2008.922654 . Accessed: Mar. 4, 2024.

M. C. Bozchalui, and R. Sharma, “Optimal operation of commercial building microgrids using multi-objective optimization to achieve emissions and efficiency targets,” 2012 IEEE Power and Energy Society General Meeting, San Diego, CA, USA, 2012, pp. 1-8. [Electronic resource]. Available: https://doi.org/10.1109/PESGM.2012.6345600 . Accessed: Mar. 4, 2024.

A. Arif, Z. Wang, J. Wang, and C. Chen, “Power Distribution System Outage Management With Co-Optimization of Repairs, Reconfiguration, and DG Dispatch,” IEEE Trans. Smart Grid, vol. 9, no. 5, pp. 4109–4118, Sep. 2018. [Electronic resource]. Available: https://doi.org/10.1109/tsg.2017.2650917 . Accessed: Mar. 12, 2024.

C. Chen, J. Wang, F. Qiu, and D. Zhao, “Resilient Distribution System by Microgrids Formation After Natural Disasters,” IEEE Trans. Smart Grid, vol. 7, no. 2, pp. 958-966, Mar. 2016. [Electronic resource]. Available: https://doi.org/10.1109/tsg.2015.2429653 . Accessed: Mar. 4, 2024.

T. Ding, Y. Lin, G. Li, and Z. Bie, “A New Model for Resilient Distribution Systems by Microgrids Formation,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 32, no. 5, pp. 4145-4147, 2017. [Electronic resource]. Available: https://doi.org/10.1109/tpwrs.2017.2650779 . Accessed: Mar. 4, 2024.

A. Hussain, V.-H. Bui, and H.-M. Kim, “Microgrids as a resilience resource and strategies used by microgrids for enhancing resilience,” Applied Energy, vol. 240, pp. 56-72, 2019. [Electronic resource]. Available: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.02.055 . Accessed: Mar. 12, 2024.

R. Kallel, G. Boukettaya, and L. Krichen, “Demand side management of household appliances in stand-alone hybrid photovoltaic system,” Renew. Energy, vol. 81, pp. 123-135, Sep. 2015. [Electronic resource]. Available: https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.03.024 . Accessed: Mar. 15, 2024.

“How HOMER Calculates the PV Array Power Output,” HOMER - Hybrid Renewable and Distributed Generation System Design Software. [Electronic resource]. Available: https://homerenergy.com/products/pro/docs/3.15/how_homer_calculates_the_pv_array _power_output.html . Accessed: Feb. 15, 2024.

F. A. Farret, and M. G. Simões, Eds., Integration of Alternative Sources of Energy. Hoboken, NJ, USA: Wiley, 2005. [Electronic resource]. Available: https://doi.org/10.1002/0471755621 . Accessed: Feb. 15, 2024.

M. A. Mohamed, A. M. Eltamaly, A. I. Alolah, and A. Y. Hatata, “A novel framework-based cuckoo search algorithm for sizing and optimization of grid-independent hybrid renewable energy systems,” Int. J. Green Energy, vol. 16, no. 1, pp. 86-100, Oct. 2018. [Electronic resource]. Available: https://doi.org/10.1080/15435075.2018.1533837 . Accessed: Feb. 15, 2024.

##submission.downloads##

  • PDF
    Завантажень: 0
Переглядів анотації: 53

Опубліковано

2024-06-27

Як цитувати

[1]
А. Р. Слободян, В. В. Чижевський, і Р. О. Слободян, «МОДЕЛЬ РОБОТИ РОЗПОДІЛЬНОЇ МЕРЕЖІ В ІЗОЛЬОВАНОМУ РЕЖИМІ», Вісник ВПІ, вип. 3, с. 40–49, Черв. 2024.

Номер

№ 3 (2024)

Розділ

Енергетика, електротехніка та електромеханіка

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:

  • Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публі­кації.
  • Автори можуть укладати окремі, додат­кові договірні угоди з неексклюзив­ного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опубліку­вати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
  • Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, так як це може привести до продуктивних обмінів, а також скорі­шого і ширшого цитування опубліко­ва­них робіт (див. вплив відкритого доступу).