Управление потоками мощности в локальных сетях

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в разработке способов и методов подключения распределенных сетей с альтернативными источниками к централизованным систем  электроснабжения.  ЦЕЛЬ.  Показать  перспективы  развития  локальных электрических сетей с распределенной генерацией. Изменения, происходящие в последнее время  в  электроэнергетике,  заставляют  пересматривать  требования  как  к инфраструктуре,  так  и  объектам  электроэнергетики.      Показать,  что  подключение распределенных генераторов и потребителей электрической энергии к сети сопряжено с определенными  сложностями.  Решение  задачи  качественного  и  бесперебойного электроснабжения потребителей требует нового подхода, связанного с использованием современных  технологий  Smart  Grid,  в  равной  мере  относящихся  и  к  энергетике,  и  к информационно-технологической  области.  Отмечается,  что  для  реализации  такой масштабной задачи была разработана «дорожная карта» «Энерджинет» Национальной технологической  инициативы,  среди  основных  направлений  которой  указываются цифровизация  инфраструктуры  распределительных  сетей  и  глубокая  децентрализация производства  электроэнергии.  Рассмотреть  в  соответствии  с  выделенными направлениями  сегменты  рынка  интеллектуальной  энергетики,  к  которым  относятся: надёжные  и  гибкие  распределительные  сети,  интеллектуальная  распределённая энергетика и потребительские сервисы. Предложить вариант решения задачи на примере локальной микросети низкого напряжения с распределенной генерацией МЕТОДЫ. Решение задачи предлагается на базе создания симуляционной модели, с помощью которой можно выполнить  ряд  тестов  и  получить  оптимальный  в  пределах  данной  области  ошибки режим сети, осуществить различные варианты структуры микросети, количества и вида генераторов,  уровня  нагрузки.  Предложена  структурная  схема  локальной  сети. РЕЗУЛЬТАТЫ.  В  статье  описан  процесс  управления  потоками  мощности  между производителями  (локальными  распределенными  источниками)  и  потребителями электроэнергии.  Этот  процесс  осуществляется  через  единый  управляющий  центр,  в который поступает информация о состоянии объектов микросети - уровне выработки электроэнергии генераторами и уровне текущей нагрузки потребителей. По результатам обработки информации в управляющем центре принимается решение о перераспределении мощности  между  объектами.  Предложена  схема,  описывающая  динамический  процесс перемещения  мощности  для  эффективного  управления  ресурсами  в  сети  распределения мощности.  ЗАКЛЮЧЕНИЕ.  Рассмотренный  алгоритм  управления  мощностью представляет  собой  простую  реализацию  классической  балансировки  нагрузки,  и  при этом  позволяет  обеспечить  оптимальное  распределение  энергии  в  пределах  заданной ошибки. Оптимальным, в данном случае, будет состояние системы, при котором все распределенные возобновляемые источники энергии, используются в полном объеме для удовлетворения  потребностей  локальной  микросети,  при  этом  снижая  до  минимума потребление  от  сети.  При  этом  дополнительно  необходимо  ввести  поправки  на неравномерность  и  нестабильность  выработки  электроэнергии  возобновляемыми источниками энергии.

1. Кобец Б.Б., Волкова И.О. Инновационное развитие электроэнергетики на базе концепции Smart Grid. – М.: ИАЦ Энергия. – 2010. – 208 с.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. Хохлов А. Развитие распределенной генерации приведет к кардинальным изменениям в архитектуре электроэнергетики России. Энергетика и промышленность России. 2017, № 11

6. «Дорожная карта» «ЭНЕРДЖИНЕТ» Национальной Технологической Инициативы. https://minenergo.gov.ru/node/8916 (дата обращения 12.03.2021 г.).

7. Тягунов М. Г., Викулов А. Н. Возобновляемая энергетика в распределённых энергосистемах. Московский энергетический институт (НИУ) СОК №7. 2018 – Режим доступа: https://www.c-o-k.ru/articles/vozobnovlyaemaya-energetika-v-raspredelennyh-energosistemah (дата обращения 08.02.2021).

8. Цифровой переход в электроэнергетике России: экспертно-аналитический доклад. / под общ. ред. В.Н. Княгинина и Д.В. Холкина. М., ЦСР, 2017.

9. Ховалова Т.В., Жолнерчик С.С. Эффекты внедрения интеллектуальных электроэнергетических сетей. Стратегические решения и риск-менеджмент. 2018, (2): С. 92-101.

10. Integration of Distributed Energy Resources in Power Systems: Implementation, Operation, and Control. / Edited by Toshihisa Funabashi. - Elsevier Inc., 2016. – 313 p.

11. Planning for the Renewable Future: Long-term modelling and tools to expand variable renewable power in emerging economies, International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi. 2017.

12. Кубарьков Ю. П., Чивенков А. И., Вихорев Н. Н., Шалухо А. В, Липужин И. А. Способ регулирования тока линии электропередачи в узле нагрузки. Вестник самарского государственного технического университета. Серия: технические науки. 2019. № 1 (61). С. 128-138

13. Смоленцев Н.И., Кондрин С.А. Сверхпроводящий электрокинетический накопитель энергии для локальных электрических сетей // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2017, Т.19, № 3-4. С.53-60.

14. Четошникова Л.М, Смоленцев Н.И., Четошников С.А., Дегтярев Д.В. Система управления в локальной электрической сети низкого напряжения. Ползуновский вестник, N1, 2015, стр. 105-107.

15. R. Akella, F. Meng, D. Ditch, B. McMillin, M. Crow. Distributed Power Balancing for the FREEDM System. 2010 First IEEE International Conference on Smart Grid Communication, 594 с.

16. Аракелов, В. Е. Методические вопросы экономии энергоресурсов / В. Е. Аракелов, А. И. Кремер. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 192 с.