DOI: https://doi.org/10.20998/2409-9295.2019.20.01

Забезпечення якісного електропостачання в електричних мережах систем розподілу з відновлюваними джерелами енергії

Андрій Федорович Жаркін, Володимир Олександрович Новський, Вячеслав Володимирович Мартинов, Андрій Георгійович Пазєєв

Анотація


Розглянуто особливості практичного застосування розроблених багатофункціональних засобів забезпечення надійного електропостачання і нормованих показників якості напруги в  електричних мережах малих систем розподілу. Зазначено, що ці системи розподілу мають низку відомих переваг перед традиційними системами електропостачання.  Зокрема, така система включає в себе, як правило, кілька джерел розподіленої генерації, розподільних підстанцій та накопичувачів і перетворювачів енергії, що дозволяє такій системі «Microgrid Рlus» функціонувати як в автономному режимі, так і бути пов'язаною з зовнішньою енергетичною системою. В малій системі розподілу якісне електропостачання можна забезпечити шляхом застосування, наприклад, нерегульованих і керованих фільтросиметруючих пристроїв або гібридних фільтрокомпенсуючих перетворювачів, а також використання відновлюваних джерел  енергії з системами її накопичення («Energy Storage System»). Розглянуто основні аспекти практичної реалізації силової частини багатофункціонального двонапрямленого перетворювача електроенергії у складі уніфікованого  інверторного модуля потужністю 300 кВт для використання в сучасних багатомодульних системах накопичення енергії значної потужності з різними типами джерел енергії. Показано, що розроблені двонапрямлені перетворювачі у складі систем накопичення енергії в нормальних режимах роботи можуть забезпечити необхідні рівень електромагнітної сумісності споживачів та регламентовані значення показників  якості напруги в «Microgrid Рlus», зокрема, значення сумарного коефіцієнта гармонічних спотворень вхідних та вихідних струмів цих перетворювачів складають одиниці відсотків, при необхідності вони можуть здійснювати у мікромережі компенсацію реактивної потужності тощо. Практичне застосування запропонованих систем розподілу  сприяє  реалізації загальної концепції «Smart Grid & Energy Storage», яка спрямована на розширення можливостей відновлюваної енергетики та інтеграцію в системи інтелектуальних електричних мереж.

Ключові слова


Електромагнітна сумісність; система розподілу електроенергії; двонапрямлений напівпровідниковий перетворювач; система накопичення енергії; мікромережа; якість напруги.

Повний текст:

PDF

Посилання


KODEKS SYSTEM ROZPODILU /Zatverdzhenyi Postanovoiu NKREKP 14.03.2018 № 310/ Uriadovyi kurier, 18.04.2018, № 75.- 123 p.

ABB Power Grids. https://www.youtube.com/user/ ABBPOWER

ABB microgrid controls help optimize renewable integration https://www.youtube.com/watch?v=Yi2V-xeqHGM

АВВ Мicrogrid Plus Control System https://new.abb.com/distributed-energy-microgrids/ouroffering/microgrid-plus-system

ABB Microgrids & Distributed Generation, January 28, 2019 Advanced microgrids Concept sandex perience. http://www.itccanarias.org/tilos/files/Presentacion4_Pablo_ Astorga_ABB.pdf

Zharkin, A. F., Denysiuk, S. P. Popov, V. A. Systemы эlektrosnabzhenyia s ystochnykamy raspredelennoi heneratsyy Kyiv: «Vydavnytstvo «Nauk. dumka» NAN Ukrainy. 2017. 232 p.

Chandrasena, Ruwan P. S, Shahnia, Farhad, Ghosh, Arindam, Rajakaruna, Sumedha,Dynamic operation and control of a hybrid nanogrid system for future community houses IET Generation, Transmission & Distribution. 2015. 9 (11). 1168–1178, doi:10.1049/ietgtd.2015.0462.

Сompany Eaton. Utility scale energy storage – critical infrastructure to provide power even when the grid is off. Utility storage / microgrid demonstration project. June 14, 2017. https://www.ibesalliance.org/fileadmin.pdf/08_Eaton.pdf

Wang, Y. T., Tan, K., Peng, X. Y., So, P. L. Coordinated Control of Distributed Energy Storage Systems for Voltage Regulation in Distribution Networks. IEEE Transactions on Power Delivery. July 2015. 31(3). 1132–1141, doi: 10.1109/TPWRD.2015.2462723.

Zhou, Jinghua, Zheng, Yang, Zhou Jinghua1, Zhang, Xiaowei. Energy Storage Power Conversion System in the Micro-grid. International Conference on Information Sciences, Machinery, Materials and Energy. 2015. 261–266, doi: 10.2991/icismme-15.2015.51.

Prehoda, Emily W., Schelly, Chelsea, Pearce, Joshua M. U.S. Strategic Solar Photovoltaic-Powered Microgrid Deployment for Enhanced National Security Renewable & Sustainable Energy Reviews. 23 May 2017. 78. 165–175, doi:10.1016/j.rser.2017.04.094.

Shydlovskyi, A. K. Zharkin, A. F., Novskyi, V. O., Kaplychnyi, N.M., Kozlov O. V., Malakhatka, D.O. Zabezpechennia elektromahnitnoi sumisnosti v lokalnykh elektrychnykh merezhakh. Visnyk NTU «KhPI». 2018. 26 (1302), vol 1. 174–183, doi:10.20998/24134295.2018.26.24.

Zharkin, A. F. Novskyi, V. O., Malakhatka D. O. Kompleksne pokrashchennia yakosti elektroenerhii ta zabezpechennia elektrobezpeky v lokalnykh systemakh elektropostachannia pry zastosuvanni hibrydnykh filtrokompensuiuchykh peretvoriuvachiv. Tekhnichna elektrodynamika. 2018. 1. 69–78, doi:10.15407/techned 2018.01.069.

Kulkarni, O. Mishra, M. Power quality improvement using Zig-Zag transformer and DSTATCOM in three phase power distribution system. India Conference (INDICON), Annual IEEE. Mumbai, India. 2013. 1-6, doi: 10.1109/INDCON.2013.6725916.

Jayaprakash, P. Singh, B., Kothari, D. Reduction in rating of voltage source converter of DSTATCOM using a Zig-Zag transformer. Іndustrial Electronics (ISIE), Hangzhou, China: IEEE. 2012. 1066–1071, doi: 10.1109/ISIE.2012.6237236.

Jayaprakash, P. Singh, B., Kothari, D. Reduction in rating of voltage source converter of DSTATCOM using a Zig-Zag transformer. Іndustrial Electronics (ISIE), Hangzhou, China: IEEE. 2012. 1066–1071, doi: 10.1109/ISIE.2012.6237236.

Shen, X., Zhu, S., Zheng, J., Han, Y., Li, Q., Nong, J. Active distribution network expansion planning integrated with centralized and distributed Energy Storage System. M. Power & Energy Society General Meeting, IEEE. 30 July 2015. 1–10, doi:10.1109/PESGM.2015.7286069.

Zharkin, A. F., Novskyi, V. O., Martynov, V. V., Pazieiev, A. H., Palachov, S. O., Rudenko, Yu. V. Systemy nakopychennia enerhii na osnovi zastosuvannia potuzhnykh dvonapriamlenykh peretvoriuvachiv. Visnyk NTU «KhPI». 2018. 26 (1302), Vol 1. 25–33, doi:10.20998/2413-4295.2018.26.04.

Zharkin, A. F., Novskyi, V. O., Pazieiev, A. H. Doslidzhennia dvonapriamlenoho peretvoriuvacha postiinoi napruhy unifikovanoho invertornoho modulia dlia zastosuvannia v systemakh nakopychennia enerhii. Tekhnichna elektrodynamika. 2018. 5. 31–34, doi:10.15407/techned2018.05.031.

Shen, X., Shahidehpour, M., Han, Y., Zhu, S., Zheng, J. Expansion Planning of Active Distribution Networks with Centralized and Distributed Energy Storage. 2018 IEEE Power & Energy Society General Meeting (PESGM). Aug. 2018, doi:10.1109/PESGM.2018.8585964.

Singh, R., Taghizadeh, S., Nadia, M., Tan, L., Mekhilef, S. Experimental Verification of a Battery Energy Storage System for Integrati with Photovoltaic Generators. Advances in Power Electronics. 2017. 1-10, doi: 10.1155/2017/8158964.