Изолированная система электроснабжения с энергетическими роутерами и возобновляемыми источниками энергии - Булатов, Юрий Николаевич; Крюков, Андрей Васильевич; Суслов, Константин Витальевич (Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, 2021)
Системы электроснабжения, построенные с использованием технологий Smart Grid, могут быть реализованы на основе энергетических роутеров, выполненных с помощью высокочастотных твердотельных трансформаторов. Энергетические роутеры могут использоваться для подключения установок распределенной генерации, работающих на возобновляемых источниках, а также накопителей электроэнергии для электроснабжения потребителей в изолированной системе. Кроме того, использование энергетических роутеров позволяет улучшить качество электроэнергии в части несимметрии и несинусоидальности напряжения. Приведены результаты моделирования режимов работы изолированной системы электроснабжения, включающей следующие элементы: энергетические роутеры, ветрогенерирующая установка с нечетким регулятором угла поворота лопастей ветротурбины, малая гидроэлектростанция и турбогенераторная установка с прогностическими регуляторами напряжения и скорости вращения ротора. Моделирование выполнялось в системе MATLAB с применением пакетов Simulink и SimPowerSystems. Цель исследований состояла в определении эффективности использования энергетических роутеров в изолированной системе электроснабжения для подключения накопителей электроэнергии и установок распределенной генерации, работающих на возобновляемых источниках энергии. Результаты компьютерного моделирования различных режимов работы позволили сформулировать следующие выводы. Применение энергетических роутеров для подключения к ИСЭС генерирующих установок на возобновляемых источниках энергии позволяет эффективно регулировать напряжение и частоту. В отличие от использования обычных силовых трансформаторов энергетические роутеры позволили получить следующие положительные эффекты: снизить провал частоты в сети 10 кВ при подключении дополнительной нагрузки; уменьшить время переходного процесса для частоты при кратковременном трехфазном коротком замыкании; значительно ограничить провалы напряжения и перенапряжения. Применение прогностических регуляторов скорости вращения ротора у генераторов ТГУ и малой ГЭС позволило убрать колебательность, снизить время переходного процесса и значительно уменьшить перерегулирование для частоты в режимах подключения дополнительной нагрузки и кратковременного короткого замыкания в сети ИСЭС даже при использовании обычных силовых трансформаторов. При резком уменьшении скорости ветра прогностические АРС дополнительно уменьшают колебательность, время переходного процесса и величину перерегулирования. Использование энергетических роутеров позволяет значительно уменьшить влияние на ИСЭС изменений генерируемой мощности установок РГ, работающих на возобновляемых источниках энергии.