Оптимальное динамическое планирование расширения распределенных энергетических систем

21 Apr 2021, 17:00
1h
1224 (Lomonosov st. 9)

1224

Lomonosov st. 9

Poster Energy Saving and Energy Efficiency Poster at site

Speaker

Mr Остап Лосев

Description

Одним из наиболее перспективных сегментов, где в России можно активно развивать технологии распределённой энергетики являются локальные островные энергосистемы, которые не имеют подключения к центральной электросети. Энергообеспечение этих регионов происходит по централизованному принципу, только с одним отличием, что средства генерации используются небольшой мощности, что увеличивает количество таких генераторов. Такие генераторы требуют регулярного и дорогостоящего обслуживания. Задачи технического преобразования электроэнергетики России требуют разработки новых эффективных и экологически чистых технологий распределённой энергетики, способных работать в широких диапазонах мощностей в различных климатических условиях. Для решения этих задач разрабатываются новые структурные схемы распределённых энергетических систем, основанные на передовых технологиях генерации, преобразования и хранения электроэнергии.
Основная суть распределенной системы энергоснабжения в том, что генераторы электроэнергии не концентрируются в одном месте, например на одной крупной электростанции, а создаются там, где это удобно и экономически выгодно. И наряду с генераторами электроэнергии такие сети могут содержать хранилища электроэнергии, основанные на аккумуляторах, водородных и гравитационных накопителях и т. п.
Если большая электростанция по каким-то причинам оказывается нерентабельной или не может быть построена, она может быть заменена несколькими меньшими производителями электроэнергии. Данная идея еще хороша тем, что не обязательно строить все сразу. Можно поэтапно, буквально по одному дому вести строительство малых электростанций. В роли таких электростанций могут выступать, например, дизель генераторы, топливные элементы или ветро-солнечные установки. По мере строительства эти генераторы могут объединяться в кооперативные сети. Это даст возможность пользоваться электроэнергией не только владельцам генераторов, но и обычным потребителям, которые согласны оплачивать произведенную энергию.
Начало создания распределенных сетей энергоснабжения уже положено в европейских странах. Хотя их еще рано называть полноценными распределенными сетями, элементы распределенных сетей уже используются. Например, появилась тенденция оснащать небольшие дома солнечными батареями с аккумуляторным хранилищем. Дом подключен к городской электросети и электрооборудование дома обеспечено гарантированным питанием. Солнечная батарея вырабатывает энергию во время светового дня, запасая ее в аккумуляторных батареях в то время, когда жителям дома энергия не нужна. В вечернее время, когда включается бытовая техника, она использует накопленный за день запас и в это время потребление энергии от городской электросети сокращается или отключается полностью. Если же энергия, произведенная солнечной батареей, окажется недостаточной, то в момент полной разрядки аккумуляторов произойдет переключение на городскую сеть и электроснабжение не нарушится. Если же солнечная батарея зарядила аккумуляторы до конца, и энергия больше не нужна, солнечная батарея будет переключена на сетевой инвертор и избыток энергии будет перекачиваться в магистральную городскую сеть, в которой на нее найдется потребитель. Такая схема позволяет не только сэкономить электроэнергию, потребляемую из городской сети и сократить расходы семейного бюджета, но и продать излишнюю энергию, получив прибыль.
Ведётся разработка и отладка системного математического инструментария и компьютерных программ, позволяющих методами вычислительных экспериментов моделировать, оценивать эффективность и оптимизировать параметры распределенных энергосистем. Получаемые в результате моделирования данные являются динамическими электрическими параметрами элементов распределённой энергетической сети, которые могут рассчитываться с заданной точностью по шагу. Рассматриваемая модель включает в себя необходимое и достаточное количество элементов, чтобы иметь возможность отработать ключевые сценарии.
В качестве возможных сценариев, результаты которых уже были получены с помощью моделирования, включают в себя для каждого пользователя:
- питание собственной нагрузки абонента;
- питания собственной нагрузки соседнего абонента;
- питания общей нагрузки;
- заряд от собственных источников;
- заряд от сети;
- заряд собственной системы накопления от соседнего абонента.
Данные действия осуществлены в одной сессии. Длительность модельного времени включающее в себя сессию из серии экспериментов составляет 600 секунд, расчетное время при этом составляет 7.5 секунд. Таким образом отношение модельного времени к расчетному составляет 80:1.

Position of speaker Senior researcher
Affiliation of speaker NRC '''Kurchatov institute'
Publication Impact Factor journals

Primary author

Co-authors

Presentation Materials