Журнал СФУ. Техника и технологии / Модель оптимизации надежности автономной электроэнергетической системы с ограничениями на динамическую устойчивость ветрогенератора

Полный текст (.pdf)
Номер
Журнал СФУ. Техника и технологии. 2021 14 (1)
Авторы
Пержабинский, С.М.; Карамов, Д.Н.; Ачитаев, А.А.
Контактная информация
Пержабинский, С.М.: Институт систем энергетики им. Мелентьева Российская Федерация, Иркутск; Карамов, Д.Н.: Институт систем энергетики им. Мелентьева Российская Федерация, Иркутск; Ачитаев, А.А.: Сибирский федеральный университет Российская Федерация, Саяногорск
Ключевые слова
stand-alone power system; resource adequacy; reliability optimization; dynamic stability; Monte Carlo method; wind turbines; storage battery; автономная энергосистема; ресурсная адекватность; оптимизация надежности; динамическая устойчивость; метод Монте-Карло; ветрогенераторы; аккумуляторная батарея
Аннотация

Актуальность исследования обусловлена разработкой в данной работе модели оптимизации надежности автономных энергосистем с ветрогенераторами и электрохимическими накопителями энергии, при этом особое внимание в рамках данной модели уделяется специфике эксплуатации энергетического оборудования. Ключевая особенность разработанной модели заключается в том, что она позволяет учитывать требования, предъявляемые к оборудованию, как вытекающие из соображений динамической устойчивости автономной системы. При моделировании режимов работы аккумуляторных батарей учитываются пределы заряда- разряда, а также оставшийся заряд в накопителе. Таким образом, достигается сокращение общего числа рассматриваемых вариантов вводимого в эксплуатацию оборудования, повышается вычислительная эффективность метода оптимизации надежности и повышается достоверность результатов моделирования. Цель: разработка методов оптимизации надежности автономных электроэнергетических систем ветроэнергетическими установками и электрохимическими накопителями энергии при соблюдении требований к электродинамической устойчивости. Объектом исследования является автономная энергосистема, предположительно расположенная в прибрежной зоне озера Байкал в Кабанском государственном природном заповеднике Республики Бурятия. Расчеты основаны на многократном моделировании режимов работы электроэнергетической системы методом Монте-Карло. Значения случайных величин моделируются в соответствии с заданными законами распределения и показателями аварийности энергетического оборудования. Моделирование выработки электроэнергии на ветрогенераторах основано на детальном анализе реальных погодных данных (среднечасовая скорость ветра, плотность и влажность воздуха). Разработана методика оптимизации надежности автономных энергосистем с ветрогенераторами и электрохимическими накопителями энергии с учетом требований, предъявляемых к электроэнергетическому оборудованию с точки зрения динамической устойчивости. Критерием оптимизации является минимальное ожидаемое значение себестоимости произведенной электроэнергии. В качестве средств обеспечения надежности используются устройства резервирования мощности и накопления энергии. Результаты расчетов свидетельствуют о том, что для рассматриваемой природно- климатической зоны использование ветрогенераторов с вертикальной осью в автономной энергосистеме оказывается более эффективным, чем использование ветрогенераторов с горизонтальной осью

Страницы
55-71
DOI
10.17516/1999-494X-0288
Статья в архиве электронных ресурсов СФУ
https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/138041

Лицензия Creative Commons Эта работа лицензируется по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).