Analysis of Problems of the Power System with a High Proportion of Solar Generation

Sitnikov S.A., Shaytor N.M., Gorpinchenko A.V., Dubkov E.A.

Abstract


The rapid development of solar energy has led to the creation of qualitatively new energy systems with a high share of solar generation. The behavior of systems of this kind in certain cases differs significantly from the behavior of traditional energy systems containing the predominant share of thermal power plants. Thus, a significant share of the generation of solar power plants as part of the power system, the lack of an adjustment range for reactive power and the generally accepted concept of modeling a solar power plant lead to the problem of introducing unnecessary restrictions to maintain the stability and reliability of the power system. At the same time, the problems of stability and reliability must be solved simultaneously with the problems of saving energy resources; this is precisely the problem of optimization. The balance between reliability and economy lies in meeting the required restrictions on the cross-sections of the power system.

The analysis made it possible to determine the priority directions in the study of the operation of solar power plants as part of a unified energy system. The calculation of the daily schedule of power generation for a set of SESs located in the same meteorological conditions for two seasons of the year has been performed. The real regulation range of reactive power was determined and the analysis of participation in the rating of stability and reliability of power systems was carried out. These results were obtained during the study of the power system of the Republic of Crimea and the city of Sevastopol.

One of the main conclusions of this paper is the lack of a general approach in the description of SES together with the control system in mathematical models for calculating steady-state and transient electric power modes. Given the growing trend towards digitalization, this issue is currently becoming more acute.

The conclusions made will allow us to set a vector for the development of the study of the issues of connecting the SES to the unified energy system.

Keywords


static stability, dynamic stability, severe short circuit, renewable energy, reactive power, daily generation schedule

Full Text

Galleys

PDF (Русский)
References References

Якимович Б. А., Кувшинов В. В. Шестой технологический уклад, технико-экономическое обоснование использования солнечных термофотоэлектрических установок для энергетики Крыма // Социально-экономическое управление: теория и практика. 2017. № 2 (31). С. 109–111.

Белокрылова Е. А., Кологерманская Е. М. Современные политико-правовые аспекты развития возобновляемых источников энергии в Российской Федерации // Вестник Удмуртского университета. Серия «Экономика и право». 2017. Т. 27, № 2. С. 85–93.

Рыбкина Я. А. Правовая природа отбора проектов ВИЭ и применение норм антимонопольного законодательства к процедуре отбора проектов ВИЭ // Правовой энергетический форум. 2018. № 4. С. 38–45.

Гурьев В. В., Кувшинов В. В. Оптимизация методов прогнозирования вырабатываемой мощности солнечных электростанций в энергосистеме Республики Крым и города Севастополя // Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность – 2018 : сб. статей по материалам международной научно-практической конференции (Севастополь,

–27 сентября 2018 г.). Севастополь : СевГУ, 2018. С. 325–327.

Крамской Ю. Г. Интеграция возобновляемых источников электроэнергии в электрические сети с применением силовой электроники // Энергия единой сети. 2017. № 1 (30). С. 55–69.

Шарифов Б. Н. Электромагнитные переходные процессы в системе управления выходными параметрами солнечной электростанции // Политехнический вестник. Серия «Инженерные исследования». 2019. № 4 (48). С. 26–32.

Аль Баирмани А. Г., Кувшинов В. В., Якимович Б. А. Математическая модель оптимизации режима работы энергосистемы Республики Крым и города Севастополя // Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов : сб. докладов 9-й Всерос. науч.-практ. конф. Томск : Томский политех. ун-т, 2019. С. 66–73.

Исследование параллельной работы солнечной электростанции с сетью / Ф. Р. Исмагилов, Б. Н. Шарифов, Б. М. Гайсин, Т. Р Терегулов., Н. Л. Бабкина // Вестник Уфимского гос. авиационного техн. ун-та. 2016. Т. 20, № 4 (74). С. 71-79.

Гурьев В. В., Кувшинов В. В., Якимович Б. А. Перспективы развития возобновляемых источников энергии на территории Крымского полуострова // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2019. Т. 22, № 4. С. 116–123. doi: 10.22213/2413-1172-2019-4-116-123

Джумаев А. Я. Анализ влияния температуры на рабочий режим фотоэлектрической солнечной станции // Cб. статей XLVI Междунар. науч.-практ. конф. «Технические науки – от теории к практике» (Новосибирск, 27 мая 2015 г.). 2015. № 5 (42). С. 33–40. Новосибирск : Изд-во СибАК, 2015.

Гурьев В. В. Усовершенствование методов прогнозирования генерирующей мощности солнечных электростанций в энергосистеме Республики Крым и города Севастополя // Научные горизонты. 2017. № 4. С. 63–73.

Технико-экономические аспекты развития автономных солнечных энергетических систем / Е. Г. Какушина, Б. А. Якимович, В. В. Кувшинов, П. Н. Кузнецов, С. И. Соломенникова // Энергетические установки и технологии. 2018. Т. 4, № 4. С. 55–60.

Морозов И. А., Тыквинский А. М. Влияние освещенности на выдаваемую мощность солнечного модуля. Кибернетика энергетических систем // Cб. материалов XXXVIII сессии Всерос. науч. семинара «Диагностика энергооборудования» (Новочеркасск, 17–19 октября 2016 г.). Новочеркасск : Южно-Российский гос. политех. ун-т (НПИ) имени М. И. Платова, 2016.

Морозова Н. В., Кувшинов В. В. Возможности повышения мощностных характеристик солнечных установок для использования в энергетике Крыма : монография. М. : Спутник+, 2017. 174 с.

Тукфатуллин О. Ф. Выбор оптимального угла наклона фотоэлектрических панелей с однопозиционной фиксацией стационарных фотоэлектрических систем в зависимости от географической широты и инсоляции в течение года // Гелиотехника. 2016. № 4. С. 17–20.

Никифоров И. С., Хатуницкий В. В. Оптимизация режима по реактивной мощности для повышения динамической устойчивости Псковской ГРЭС // Электроэнергетика глазами молодежи : тр. VI Междунар. науч.-техн. конф. (Иваново, 9–13 ноября 2015 г.). В 2 т. / Ивановский гос. энергетический ун-т им. В. И. Ленина, 2015. Т. 1. 628 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.22213/2413-1172-2021-1-87-95

Article Metrics

Metrics Loading ...

Metrics powered by PLOS ALM


Copyright (c) 2021 Bulletin of Kalashnikov ISTU

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


ISSN 1813-7903 (Print)
ISSN 2413-1172 (Online)