Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2025
Ключевые слова: photovoltaic converter, diesel generator, energy storage system, recloser, фотоэлектрический преобразователь, дизельный генератор, реклоузер, оптимизация
Аннотация: Актуальность данного исследования - разработка и апробация метода планирования структуры малой изолированной энергетической системы с распределенной генерацией, включающей фотоэлектрические преобразователи, дизельные генераторы и систему накопления энергии. Объектом исследования явилась автоматическая реконфигурация активной электрПоказать полностьюической сети 10 кВ, где «активное» функционирование распределительной электрической сети достигается благодаря согласованным действиям реклоузеров. Оптимизация структуры малой изолированной энергетической системы выполнена методом оптимизации роя частиц. В процессе оптимизации учитывались следующие факторы: изменения потребления электроэнергии в зависимости от графика нагрузки, метеорологические и актинометрические условия региона, а также технические параметры фотоэлектрических преобразователей и системы накопления энергии. Представлены три варианта установки фотоэлектрических преобразователей: горизонтальная, с наклоном к горизонту и с системой автоматического слежения за Солнцем. В целях обеспечения надежного энергоснабжения населения Тоджинского района в Республике Тыва применяется дизельная электростанция. Благодаря использованию метода роя частиц достигнуто оптимальное значение суммарной установленной мощности малой изолированной энергетической системы, которая составляет 3578 кВт, а также обеспечена емкость аккумуляторных батарей величиной 1751 кВт·ч. С помощью использования программной среды успешно была осуществлена реализация разработанной методики оптимизации структуры малой изолированной энергетической системы с распределенной генерацией. Показано, что с внедрением предложенной методики оптимизации ее структуры с наклонным расположением фотоэлектрических преобразователей было достигнуто снижение себестоимости производства электроэнергии до 16 руб./кВт∙ч (при затратах на инфраструктуру в размере 374 млн. руб). Таким образом, реализация предлагаемой оптимизированной структуры комплекса открывает перспективы для значительного сокращения использования дизельного топлива на 70 %. The relevance of this study is the development and validation of a method for planning the structure of a small isolated power system with distributed generation, including photovoltaic converters, diesel generators and energy storage system. The object of the study was the automatic reconfiguration of the active 10 kV power grid, where the ‘active' functioning of the distribution power grid is achieved due to the coordinated actions of reclosers. Optimization of the structure of the small isolated power system was performed by the particle swarm optimization method. In the process of optimization, the following factors were taken into account: changes in electricity consumption depending on the load schedule, meteorological and actinometrical conditions of the region, as well as technical parameters of photovoltaic converters and energy storage system. Three options for installing photovoltaic converters were presented: horizontal, tilted to the horizon, and with an automatic sun tracking system. A diesel power plant is used in the Republic of Tyva to ensure reliable power supply to the population of the Tojinsky district. By using the particle swarm method, the optimum value of the total installed capacity of the small isolated power system was achieved, which is 3578 kW, and the battery capacity of 1751 kWh was ensured. With the help of the software environment the implementation of the developed methodology of optimization of the structure of a small isolated energy system with distributed generation was successfully carried out. It is shown that with the implementation of the proposed methodology of optimization of its structure with the inclined arrangement of photovoltaic converters a reduction in the cost of electricity generation was achieved up to 16 rubles/kW∙h (with infrastructure costs of 374 million rubles). Thus, the implementation of the proposed optimized structure of the complex opens up prospects for a significant reduction in the use of diesel fuel by 70%.
Журнал: Вестник Казанского государственного энергетического университета
Выпуск журнала: Т. 17, № 2
Номера страниц: 33-46
ISSN журнала: 20726007
Место издания: Казань
Издатель: Казанский государственный энергетический университет