DOI: https://doi.org/10.20998/%x

Створення ефективних енергогенеруючих вузлів, які об'єднують станції на поновлюваних джерелах енергії

Константин Владимирович Махотило, Иван Игоревич Червоненко, Владислав Сергеевич Кулешов, Кристина Владимировна Кулешова

Анотація


Розглянуто задачу створення енергогенеруючих вузлів, які об'єднують вітрові та сонячні електростанції. На базі балансової моделі енерговузла досліджено вплив потужності ВЕС і СЕС та визначені коефіцієнти відносини встановленої потужності станції до потужності навантаження, що забезпечують необхідне добове вироблення енергії. Для підтримки миттєвого балансу потужності у вузлі запропоновано включити в його склад ГАЕС. Показана необхідність підвищення ефективності ГАЕС за рахунок застосування асинхронізованих синхронних генераторів і синтезована система автоматичного управління оборотними гідроагрегатами.

Ключові слова


Сонячна електростанція; вітрова електростанцій; гідроакумулююча електростанцій; енерговузол; асинхронізований генератор; змінна частота обертання.

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


International Renewable Energy Agency Renewable Capacity Statistics 2017. Available at: http://www.irena.org/ menu/ index.aspx?mnu=Subcat&PriMenuID=36&CatID=141&SubcatID=38 31 (accessed 12.01.2017).

European network of transmission system operators for electricity. Statistics Available at: https://www.entsoe.eu/ publications/ statistics/Pages/default.aspx (accessed 30.03.2017).

Mirovaya єnergeticheskaya statistika. Ezhegodnik 2016. Sovokupnoe potreblenie ehnergii [World energy statistics. Yearbook 2016. Total energy consumption] Available at: https://yearbook.enerdata.ru. (accessed 29.01.2017).

Derzhavne agenstvo z energoefektivnostі ta energozberezhennya Ukraїni. Іnformacіya shchodo potuzhnostі ta obsyagіv virobnictva elektroenergії ob’єktami vіdnovlyuvanoї elektroenergetiki, yakі pracyuyut' za «zelenim» tarifom. [The state Agency on energy efficiency and energy saving of Ukraine. Information on capacity and volumes of electricity generation by renewable electricity, which work under "green" tariff]. Available at: http://saee.gov.ua/uk/news/1545 (accessed 05.01.2017).

Artyuh S. F., Mahotilo K. V., Sapel'nikov K. V. Predposylki k sozdaniyu ehnergogeneriruyushchih uzlov gibridnogo tipa na baze vozobnovlyaemyh istochnikov ehnergii [Preconditions for the creation of power generating nodes hybrid type on the basis of renewable energy sources]. Naukovі pracі DonNTU. Serіya: «Elektrotekhnіka і energetika». 2015, no. 17, pp. 13-16.

Ma T. Technical feasibility study on a standalone hybrid solar-wind system with pumped hydro storage for a remote island in Hong Kong. Renewable energy. 2014, Т. 69, pp. 7-15.

Zhou W. Current status of research on optimum sizing of standalone hybrid solar–wind power generation systems. Applied Energy. 2010, Т. 87. no. 2., pp. 380-389.

Tina G., Gagliano S., Raiti S. Hybrid solar/wind power system probabilistic modelling for long-term performance assessment. Solar energy. 2006, Т. 80,no. 5, pp. 578-588.

Papaefthymiou S. V. A wind-hydro-pumped storage station leading to high RES penetration in the autonomous island system of Ikaria. IEEE Transactions on Sustainable Energy. 2010, Т. 1, no. 3, pp. 163-172.

Anagnostopoulos J. S., Papantonis D. E. Study of hybrid wind-hydro power plants operation and performance in the autonomous electricity system of Crete Island. Recent Advances in Energy, Environment and Economic Development.

50hertz. Grid Data. Available at: http://www.50hertz.com/en/GridData (accessed 20.03.2017).

Lopes J. A. P., Hatziargyriou N., Mutale J., Djapic P., Jenkins N. Integrating distributed generation into electric power systems: A review of drivers, challenges and opportunities. Electric power systems research. 2007, Т. 77, no. 9, pp. 1189-1203.

Ochoa L. F., Harrison G. P. Minimizing energy losses: Optimal accommodation and smart operation of renewable distributed generation. IEEE Transactions on Power Systems. 2011, Т. 26, no. 1, pp. 198-205.

Keyhani A & Sons. Design of smart power grid renewable energy systems. 2016.

Diaf S. et al. A methodology for optimal sizing of autonomous hybrid PV/wind system. Energy Policy. 2007, Т. 35, no. 11, pp. 57085718.

Koutroulis E. et al. Methodology for optimal sizing of stand-alone photovoltaic/wind-generator systems using genetic algorithms // Solar energy. 2006, Т. 80, no. 9, pp. 1072-1088.

Yang H., Lu L., Zhou W. A novel optimization sizing model for hybrid solar-wind power generation system. Solar energy. 2007, Т. 81. no. 1, pp. 76-84.

Lim J. H. Optimal combination and sizing of a new and renewable hybrid generation system. International Journal of Future Generation Communication and Networking. 2012, Т. 5, no. 2, pp. 43-59.

Energy Storage Association. Pumped Hydroelectric Storage. Available at:http://energystorage.org/energy-storage/ technologies/ pumped-hydroelectric-storage (accessed 07.02.2017).

Arsie I. et al. A model of a hybrid power plant with wind turbines and compressed air energy storage. ASME 2005 Power Conference. – American Society of Mechanical Engineers. 2005, pp. 987-1000.

Chervonenko І.І. Strukturnij sintez sistemi avtomatichnogo upravlіnnya oborotnih gіdroagregatіv, yakі pracyuyut' zі zmіnnoyu chastotoyu obertannya dis. ... kand. tekhn. nauk. 05.13.07 [Structural synthesis of automatic control system reversible hydraulic units working with variable speed Candidateeng. sci. diss.(Ph. D.)]. NTU «HPІ», 2016.140 p.

Artyuh S.F., CHervonenko І.І. Zaoshchadzhennya energoresursіv za rahunok pіdvishchennya efektivnostі vikoristannya gіdroagregatіv pri їh robotі zі zmіnnoyu chastotoyu obertannya [Energy savings by improving the efficiency of generating units in operation with variable speed]. Energetika, ekonomіka, tekhnologії, ekologіya. Naukovij zhurnal. 2014, no. 2(36), pp. 7-10.

Artyuh S. F., Galat V. V., Kuz'min V. V., Chervonenko I. I., Shakaryan YU. G., Sokur P. V. Povyshenie ehnergoehffektivnosti gidroakkumuliruyushchih ehlektrostancij [The energy efficiency of pumped storage plants]. Elektricheskie stancii. 2014, no. 8, pp. 33– 37.

Artyukh S. F., Galat V. V., Kuz’min V. V., Chervonenko I. I. , Shakaryan Yu. G., and Sokur P. V. Improving the energy efficiency of Pumped-storage power plants. Power Technology and Engineering. 2015, no. 5. pp. 396-399.

Merino J. M., Lopez, A. ABB Varspeed generator boosts efficiency and operating flexibility of hydropower plant. ABB Review. 1996, no. 3, pp 33–38.

Yanagisawa T. Kageyama T., Okamura K., Kusunoki K., Taguchi T. , Abe M., Kaneko H. Transient Analysis of Converter-Fed Adjustable Speed Generator-Motor for the Pumped Storage Power Plant. Electrical Engineering in Japan. 1996. Vol. 116, Issue 2, pp. 63-76.

Labunec I. A. Shakaryan YU.G., Zinakov V.E. Opyt ehkspluatacii i perspektivy primeneniya v ehnergosistemah Rossii moshchnyh asinhronizirovannyh turbogeneratorov [Operation experience and perspectives of application in power systems of Russia powerful asynchronized turbogenerators]. Elektro. 2000, no. 2. pp. 9-17.

Shakaryan YU. G. Asinhronizirovannye sinhronnye mashiny [Asynchronized synchronous machine]. Moskow, EHnergoatomizdat. 1984. T. 2, 192 p.

Sidel'nikov B. V., Kobyakov I. K. Obosnovanie i razrabotka racional'noj konstrukcii obmotki vozbuzhdeniya asinhronizirovannyh generator-dvigatelej s cel'yu povysheniya ih ehnergoehffektivnosti i ehkspluatacionnoj nadezhnosti [Substantiation and development of rational design of the field winding of asynchronized generator-engines with the aim of improving their energy efficiency and operational reliability]. Tekhniko-tekhnologicheskie problemy servisa. 2014, no. 4 (30). pp. 30-37.

Meshcheryakov V. N., Bezdenezhnyh D. V. Vozmozhnosti mashiny dvojnogo pitaniya v otnoshenii dvuhzonnogo regulirovaniya [The machine dual power supply in respect of two-zone regulation. Elektrotekhnicheskie kompleksy i sistemy upravleniya. 2010, no. 1, pp. 26-29.

Artyuh S. F., Chervonenko І. І. Sintez sistemi upravlіnnya oborotnimi gіdroagregatami GAES, yakі pracyuyut' zі zmіnnoyu chastotoyu obertannya [The synthesis of a control system reversible hydroelectric pumped storage plant that operate with variable speed]. Vіsnik Vіnnic'kogo polіtekhnіchnogo іnstitutu. 2015, no. 3, pp. 86-90.

Artyuh S. F., CHervonenko I. I., Borshchev S .V. Opredelenie tochnosti modelirovaniya sistemy upravleniya obratimymi gidroagregatami Dnestrovskoj GAEHS [Determination of the accuracy of the simulation of the control system reversible hydraulic units of the Dniester PSP]. Vіsnik Nac. tekhn. un-tu "HPІ" : zb. nauk. pr. Temat. vip. : Energetika: nadіjnіst' ta energoefektivnіst'. – Harkіv : NTU "HPІ", 2016, no. 3 (1175), pp. 3-9.

Chervonenko I.I Issledovanie dinamicheskih svojstv sistemy upravleniya obratimyh gidroagregatov, rabotayushchih s peremennoj chastotoj vrashcheniya [Study of dynamic properties of the control system reversible hydraulic units working with variable speed]. Vostochno-Evropejskij zhurnal peredovyh tekhnologij. 2015, no. 3/2 (75), pp. 60-65.