<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">probener</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Power engineering: research, equipment, technology</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1998-9903</issn><issn pub-type="epub">2658-5456</issn><publisher><publisher-name>Kazan State Power Engineering  University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.30724/1998-9903-2024-26-6-121-131</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">probener-3228</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ELECTRICITY</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Результаты разработки и экспериментальных исследований накопительного комплекса с накопителем энергии СПЭНЭ-1</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Results of development and experimental studies of the storage complex with the energy storage unit SPENE-1</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-5775-2903</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Смоленцев</surname><given-names>Н. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Smolentsev</surname><given-names>N. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Смоленцев Николай Иванович – канд. техн. наук, доцент кафедры технической электроники</p><p>г. Новосибирск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Nikolay I. Smolentsev</p><p>Novosibirsk</p></bio><email xlink:type="simple">uralcm@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Бондарева</surname><given-names>В. Ю.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Bondareva</surname><given-names>V. Y.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Бондарева Вероника Юрьевна – студентка Политехнического института</p><p>г. Челябинск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Veronika Y. Bondareva</p><p>Chelyabinsk</p></bio><email xlink:type="simple">nik4.b@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Siberian State University of Telecommunications and Information</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Южно-Уральский государственный университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>South Ural State University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>13</day><month>01</month><year>2025</year></pub-date><volume>26</volume><issue>6</issue><fpage>121</fpage><lpage>131</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Смоленцев Н.И., Бондарева В.Ю., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Смоленцев Н.И., Бондарева В.Ю.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Smolentsev N.I., Bondareva V.Y.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.energyret.ru/jour/article/view/3228">https://www.energyret.ru/jour/article/view/3228</self-uri><abstract><p>АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в разработке управляемого накопительного комплекса (НК) электрической энергии для современной распределённой энергетики на основе передовых инновационных технологий. Научная новизна состоит в применении в НК сверхпроводящего электромеханического накопителя энергии СПЭНЭ-1 модульной конструкции. Модульная конструкция является новой и защищена тремя патентами (2791661,2760784,2601590). ЦЕЛЬ. Провести экспериментальные исследования, подтвердить основные технические решения, заложенные в конструкцию НК и разработать конструкторско-технологическую документацию (КТД). МЕТОДЫ. При решении поставленных задач применялись экспериментальные методы, подтверждающие теоретические исследования и расчеты узлов и элементов НК, реализованные средствами MatLab®. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, научная новизна, пути и этапы разработки накопителя энергии СПЭНЭ-1 НК. Работы проведены в три этапа. На первом этапе разработаны функциональная структура накопительного комплекса, математическая модель работы накопительного комплекса в составе электрической сети, методы расчета параметров и управления энергетическими потоками в электрических сетях различной топологии, а также ЭКД на экспериментальный образец накопительного комплекса и системы управления. На втором этапе изготовлен экспериментальный образец системы управления накопительным комплексом, и проведена наладка и тестирование экспериментального образца системы управления накопительного комплекса. Разработаны программа и методика проведения испытаний экспериментального образца накопительного комплекса, включая систему управления, подготовлены методические материалы проведения комплексных испытаний экспериментальных образцов и рабочая документация для модернизации испытательной установки. На третьем этапе работы выполнены: а) сборка, наладка и тестирование НК для проведения совместных комплексных испытаний экспериментальных образцов; б) определение оптимальных параметров НК, основных характеристик и диапазона их изменений; в) экспериментальные испытания критических параметров сверхпроводящего подвеса ротора-маховика экспериментального образца накопительного комплекса и его системы управления; г) экспериментальные комплексные испытания экспериментальных образцов; д) корректировка КТД по результатам технологии изготовления и экспериментальных комплексных испытаний. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Результаты, полученные в работе, имеют важное значение для развития распределённой энергетики в РФ. Разработана ЭКД накопительного комплекса и испытательной базы, а также нормативные документы для эксплуатации накопительного комплекса в различных системах электроснабжения. НК может использоваться в тяговых электросистемах электротранспорта, распределённых электрических сетях с альтернативными источниками питания. Особенно эффективно применение разработанного НК в системах электроснабжения, работающих в условиях низких температур, например, Арктики, Космоса.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The RELEVANCE of the study is to develop a controlled storage complex (SC) of electrical energy for modern distributed energy based on advanced innovative technologies. OBJECTIVE. To conduct experimental studies, confirm the main technical solutions incorporated into the SC design and develop design and technological documentation (DTD). METHODS. When solving the tasks, experimental methods were used to confirm theoretical studies and calculations of SC units and elements, implemented by MatLab®. RESULTS. The article describes the relevance of the topic, the ways and stages of developing the SPENE-1 SC energy storage device. The work was carried out in three stages. At the first stage, the functional structure of the storage complex, a mathematical model of the storage complex operation as part of an electrical network, methods for calculating parameters and controlling energy flows in electrical networks of various topologies, as well as the ECD for an experimental sample of the storage complex and the control system were developed. At the second stage, an experimental sample of the storage complex control system was manufactured and the experimental sample of the storage complex control system was adjusted and tested. A program and methodology for testing an experimental sample of the storage complex, including the control system, have been developed; methodological materials for conducting comprehensive tests of experimental samples and working documentation for upgrading the test facility have been prepared. At the third stage of the work, the following was performed: a) assembly, adjustment and testing of the NC for conducting joint comprehensive tests of experimental samples; b) determination of the optimal parameters of the NC, the main characteristics and the range of their changes; c) experimental tests of the critical parameters of the superconducting suspension of the rotor-flywheel of the experimental sample of the storage complex and its control system; d) experimental comprehensive tests of experimental samples; e) adjustment of the KTD based on the results of the manufacturing technology and experimental comprehensive tests. CONCLUSION. The results obtained in the work are of great importance for the development of distributed energy in the Russian Federation. The ECD of the storage complex and the test base, as well as regulatory documents for the operation of the storage complex in various power supply systems have been developed. The NC can be used in traction electric systems of electric transport, distributed electric networks with alternative power sources. The application of the developed NC is especially effective in power supply systems operating in low temperature conditions, for example, in the Arctic and space.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>накопитель энергии</kwd><kwd>ЭНЕРНЕТ</kwd><kwd>локальная электрическая сеть</kwd><kwd>распределенная генерация</kwd><kwd>управление потоками энергии</kwd><kwd>распределение мощности</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>energy storage</kwd><kwd>ENERNET</kwd><kwd>local power grid</kwd><kwd>distributed generation</kwd><kwd>energy flow management</kwd><kwd>power distribution</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Работа, по результатам которой написана статья, выполнена в рамках гос. задания № 071-03-2024-008 от 19.01.2024 г.</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">The work, based on the results of which the article was written, was carried out within the framework of state assignment No. 071-03-2024-008 dated 01/19/2024.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Смоленцев, Н. И. Энернет. Состояние и перспективы / Н. И. Смоленцев, А. Н. Игнатов, Д. С. Иргибаева // Современные проблемы телекоммуникаций: Материалы Международной научно-технической конференции, Новосибирск, 22–23 апреля 2021 года. – Новосибирск: Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2021. – С. 409-413.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Smolentsev, N. I. Enernet. State and prospects / N. I. Smolentsev, A. N. Ignatov, D. S. Irgibaeva // Modern problems of telecommunications: Proceedings of the International Scientific and Technical Conference, Novosibirsk, April 22-23, 2021. - Novosibirsk: Siberian State University of Telecommunications and Informatics, 2021. - С. 409-413.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Патент № 2825222 C1 Российская Федерация, МПК. H02J 4/00 (2024.01); H02J 7/00 (2024.01) Пакетный способ передачи энергии: № 2023119435: заявл. 21.07.2023: опубл.22.08.2024 / Н. И. Смоленцев; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики".</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Patent No. 2825222 C1 Russian Federation, MPK. H02J 4/00 (2024.01); H02J 7/00 (2024.01) Packet method of energy transfer: No. 2023119435: avt. 21.07.2023: published on 22.08.2024 / N. I. Smolentsev; applicant Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Siberian State University of Telecommunications and Informatics”.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Lee, S., Kim, J., Im, S., An, S., Kwon, Y.-W., &amp; Auh, K. H. (2023). Consideration for the development of room-temperature ambient-pressure superconductor (LK-99). Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology, 33(2), 61–70.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lee, S., Kim, J., Im, S., An, S., Kwon, Y.-W., &amp; Auh, K. H. (2023). Consideration for the development of room-temperature ambient-pressure superconductor (LK-99). Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology, 33(2), 61-70.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Патент № 2791601 C1 Российская Федерация, МПК H02K 55/00, H02K 7/02, H02K 26/00. Электромеханический накопитель энергии: № 2022113364: заявл. 18.05.2022: опубл. 13.03.2023 / Н. И. Смоленцев, Ю. Л. Бондарев, А. В. Никитин.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Patent No. 2791601 C1 Russian Federation, MPK H02K 55/00, H02K 7/02, H02K 26/00. Electromechanical energy storage device: No. 2022113364: avt. 18.05.2022: publ. 13.03.2023 / N. I. Smolentsev, Y. L. Bondarev, A. V. Nikitin.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Разработка накопительного комплекса для систем энергоснабжения различного назначения/ Н. И. Смоленцев, А. Н. Игнатов, Д. С. Иргибаева, А. В. Никитин // Современные проблемы телекоммуникаций: Материалы Российской научно-технической конференции, Новосибирск, 20–21 апреля 2022 года. – Новосибирск: Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2022. – С. 727-733.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Development of storage complex for power supply systems for different purposes / N. I. Smolentsev, A. N. Ignatov, D. S. Irgibaeva, A. V. Nikitin // Modern problems of telecommunications: Proceedings of the Russian Scientific and Technical Conference, Novosibirsk, April 20-21, 2022. - Novosibirsk: Siberian State University of Telecommunications and Informatics, 2022. - С. 727-733.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Смоленцев Н.И., Четошникова Л.М., Игнатов А.Н. Управление электромеханическим накопителем энергии // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2019;21(6):75-84.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Smolentsev, N.I.; Chetoshnikova, L.M.; Ignatov, A.N. Control of the electromechanical energy accumulator (in Russian) // Izvestia vysokikh uchebnykh uchebnykh obrazovaniye. ENERGY PROBLEMS. 2019;21(6):75-84.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Смоленцев Н.И., Четошникова Л.М. Топология электрической сети и способ передачи электрической энергии. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2019;21(4):95-103. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-4-95-103.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Smolentsev, N.I.; Chetoshnikova, L.M. Topology of an electric network and a method of electric energy transmission. Izvestiya vysokikh uchebnykh uchebnykh obrazovaniye [Izvestia of higher educational institutions. ENERGY PROBLEMS. 2019;21(4):95-103. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-4-95-103.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хохлов А., Мельников Ю., Веселов Ф., Холкин Д., Дацко К. Распределённая энергетика в России: потенциал развития. — М.: Энергетический центр Московской школы управления «Сколково», 2019. – 89 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Eroshenko S. A., Karpenko A. A., Kokin S. E., Pazderin A. V. V. Scientific problems of distributed generation // Izvestiya Vuzov: Problems of Power Engineering, 2010. №11-12. С. 126-133.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ерошенко С. А., Карпенко А. А., Кокин С. Е., Паздерин А. В. Научные проблемы распределённой генерации // Известия вузов: Проблемы энергетики, 2010. №11–12. С. 126–133.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khokhlov A. Development of distributed generation will lead to cardinal changes in the architecture of the Russian power industry. Energetika i promyshlennosti Rossii. 2017, № 11</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хохлов А. Развитие распределенной генерации приведет к кардинальным изменениям в архитектуре электроэнергетики России. Энергетика и промышленность России. 2017, № 11</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">“ENERGYNET Roadmap” of the National Technological Initiative. [Electronic resource]. URL: https://minenergo.gov.ru/node/8916 (date of circulation 11.04.2024).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">«Дорожная карта» «ЭНЕРДЖИНЕТ» Национальной Технологической Инициативы. [Электронный ресурс]. URL: https://minenergo.gov.ru/node/8916 (дата обращения 11.04.2024 г.).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tyagunov M. G., Vikulov A. N. Renewable energy in distributed energy systems. Moscow Power Engineering Institute (NIU) SOK No. 7. [Electronic resource]. URL: https://minenergo.gov.ru/node/8916 (accessed on 11.04.2024).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тягунов М. Г., Викулов А. Н. Возобновляемая энергетика в распределённых энергосистемах. Московский энергетический институт (НИУ) СОК №7. [Электронный ресурс]. URL: https://minenergo.gov.ru/node/8916 (дата обращения 11.04.2024 г.).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Digital transition in the electric power industry of Russia: expert-analytical report. / Edited by V.N. Knyaginin and D.V. Holkin. MOSCOW, CSR, 2017.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Цифровой переход в электроэнергетике России: экспертно-аналитический доклад. / под общ. ред. В.Н. Княгинина и Д.В. Холкина. М., ЦСР, 2017.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Цифровой переход в электроэнергетике России: экспертно-аналитический доклад. / под общ. ред. В.Н. Княгинина и Д.В. Холкина. М., ЦСР, 2017.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
