Анализ проблем энергосистемы с высокой долей солнечной генерации
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2021-1-87-95Ключевые слова:
статическая устойчивость, динамическая устойчивость, тяжелое короткое замыкание, возобновляемые источники энергии, реактивная мощность, суточный график генерацииАннотация
Стремительное развитие солнечной энергетики привело к созданию качественно новых энергосистем с высокой долей солнечной генерации. Поведение систем подобного рода в определенных случаях существенно отличается от поведения традиционных энергетических систем, содержащих преимущественную долю тепловых электростанций. Так, значительная доля генерации солнечных электростанций (СЭС) в составе энергосистемы, отсутствие регулировочного диапазона реактивной мощности и общепринятой концепции моделирования солнечной электрической станции приводят к проблеме ввода излишних ограничений для сохранения устойчивости и надежности энергосистемы. Вместе с тем задачи устойчивости и надежности необходимо решать одновременно с задачами экономии энергоресурсов – именно в этом заключается проблема оптимизации. Баланс между надежностью и экономией заключается в соблюдении требуемых ограничений по сечениям энергосистемы.
Проделанный анализ позволил определить приоритетные направления в исследовании работы солнечных электростанций в составе единой энергосистемы. Произведен расчет суточного графика генерации активной мощности для совокупности солнечных электростанций, находящихся в одинаковых метеорологических условиях, для двух характерных сезонов года (зимний и летний). Определен реальный регулировочный диапазон реактивной мощности и проведен анализ участия СЭС в обеспечении устойчивости и надежности энергосистемы. Данные результаты получены в ходе исследования энергосистемы Республики Крым и города Севастополя.
Одним из главных выводов данной статьи является отсутствие общего подхода в описании СЭС совместно с системой регулирования в математических моделях для расчета установившихся и переходных электроэнергетических режимов. С учетом нарастающей тенденции цифровизации в настоящее время данный вопрос встает более остро. Сделанные выводы позволят задать вектор развития проработки вопросов присоединения солнечных электростанций к единой энергетической системе.Библиографические ссылки
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.
