РАЗРАБОТКА УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ МЕТОДИКИ ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ И МЕСТ РАЗМЕЩЕНИЯ СИСТЕМ НАКОПЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

Ю.П. Гусев; П.В. Субботин

doi:10.14529/power190206

Авторы

Ю.П. Гусев Национальный исследовательский университет «МЭИ», г. Москва
П.В. Субботин Национальный ис- следовательский университет «МЭИ», г. Москва

DOI:

https://doi.org/10.14529/power190206

Ключевые слова:

система накопления электроэнергии, распределительная сеть, трансформаторная подстанция, качество электроэнергии

Аннотация

Состояние вопроса. В условиях цифровизации электрических сетей, наиболее массовым и проблемным элементом остаются распределительные электрические сети. Технологические решения, повышающие энергетическую эффективность указанных сетей, заключаются в управлении напряжением и пропускной способностью линий электропередачи с использованием распределенной генерации и регулирования накопителями электроэнергии. Однако на настоящий момент отсутствует универсальная методика выбора параметров и мест размещения систем накопления электроэнергии (СНЭ) в распределительных электрических сетях, учитывающая изменение суточных графиков нагрузок, разработке которой посвящена данная статья. Материалы и методы. Исследование выполнено с анализом отечественных и зарубежных научно-технических изданий, посвященных вопросам выбора параметров и мест размещения СНЭ в распределительных сетях, а также с применением известных аналитических методов расчета характерных величин суточных графиков нагрузок. В процессе выполнения практической части методом исследования являлось математическое моделирование. В качестве инструмента моделирования применялся программный комплекс PSS SINCAL. Результаты. Выполнен анализ существующих методик выбора параметров и мест размещения СНЭ в распределительных электрических сетях. Разработаны критерии оптимальности выбора параметров и места установки СНЭ в зависимости от целей применения накопителей. Обоснованность принятых критериев оптимальности подтверждена результатами практических расчетов на математической модели. Выводы. Разработанная усовершенствованная методика может быть использована при проектировании реконструкции и новом строительстве распределительных электрических сетей с применением накопителей электроэнергии, увеличивающих технико-экономическую эффективность работы сети.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Библиографические ссылки

Energy storage systems for advanced power applications / P.F. Ribeiro, B.K. Johnson, M.L. Crow et al. // Proceedings of the IEEE. – 2001. – No. 89. – P. 1744–1756. DOI: 10.1109/5.975900

Divya, K. Battery energy storage technology for power systems – An overview / K. Divya, J. Ostergaard // Electric Power Systems Research. – 2009. – No. 79. – P. 511–520. DOI: 10.1016/j.epsr.2008.09.017

A new device for the control and the connection to the grid of combined RES-based generators and electric storage systems / M. Ippolito, E. Telaretti, G. Zizzo, G. Graditi // Clean Electrical Power (ICCEP), 2013 International Conference on: IEEE. – P. 262–267. DOI:10.1109/ICCEP.2013.6586999

Гусев, Ю.П. Влияние накопителей электроэнергии на пропускную способность распределительных сетей напряжением 6–10 кВ / Ю.П. Гусев, П.В. Субботин // Электричество. – 2018. – № 1. – С. 13–18.

McDonald, J. Adaptive intelligent power systems: Active distribution networks / J. McDonald // Energy Policy. – 2008. – No. 36. – P. 4346–4351. DOI: 10.1016/j.enpol.2008.09.038

D’Adamo, C. Active distribution networks: General features, present status of implementation and operation practices / C. D’Adamo // Electra. –2009. – No. 246. – P. 22–39.7. Planning of reliable active distribution systems / G. Celli, E. Giani, G.G. Soma, F. Pilo // CIGRE 2012 Session. – Paris, 2012. – 8 p.

Hidalgo, R. A review of active distribution networks enabling technologies / R. Hidalgo, Ch. Abbey, G. Joos // IEEE PES General Meeting. – 2010. – 9 p. DOI: 10.1109/PES.2010.5590051

Применение систем накопления энергии для обеспечения качества электроэнергии и решения комплексных задач в электрических сетях и у потребителя / В.Д. Мельников, Н.Л. Новиков, В.А. Колесников и др. // Научно-практическая конференция «Современные средства обеспечения качества электроэнергии в электрических сетях и у потребителя», выставка «Электрические сети России – 2017», 7 декабря 2017 г., г. Москва. – М., 2017.

Сокольникова, Т.В. Определение оптимальных параметров накопителя для интеграции возобновляемых источников энергии в изолированных энергосистемах с активными потребителями / Т.В. Сокольникова, К.В. Суслов, П. Лом-

барди // Вестник ИрГТУ. – 2015. – № 10 (105). – С. 206–211.

Evaluating the benefits of an electrical energy storage system in a future smart grid / N.S. Wade, P.C. Taylor, P.D. Lang, P.R. Jones // Energy Policy. – 2010. – No. 11 (38). – P. 7180–7188. DOI: 10.1016/j.enpol.2010.07.045

Sizing strategy of distributed battery storage system with high penetration of photovoltaic for voltage regulation and peak load shaving / Y. Yang, H. Li, A. Aichhorn et al. // IEEE Transactions on Smart Grid. – 2014. – No. 2(5). – P. 982–991. DOI: 10.1109/tsg.2013.2282504

Тимонин, И.А. Выбор мест установки сетевых накопителей электроэнергии / И.А. Тимонин // ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение. – 2013. – № 5 (20). – С. 80–82.

Перспективы применения накопителей электроэнергии для сетей электроснабжения 0,4 кВ / Е.В. Раубаль, М.А. Рашевская, С.И. Гамазин, С.В. Логинова // Вестник МЭИ. – 2013. – № 3. – С. 55–57.

Методика расчета основных параметров накопителя энергии по экспериментальным нагрузочным диаграммам / Д.Ю. Балуев, В.М. Зырянов, Н.Г. Кирьянова, Г.А. Пранкевич // Вестник ИрГТУ. – 2018. – № 5 (22). – С. 105–114. DOI: 10.21285/1814-3520-2018-5-105-114

Латочкин, И.В. Выбор параметров накопителя энергии и оптимизация системы электроснабжения предприятия / И.В. Латочкин, Н.И. Смоленцев // Ползуновский вестник. – 2016. – № 4 (2). – С. 65–69.

Optimal allocation of battery energy storage systems in distribution networks with high wind power penetration / Y. Zhang, K. Meng, F. Luo et al. // IET Renewable Power Generation. – 2016. – No. 10 (8). – P. 1105–1113. DOI: 10.1049/iet-rpg.2015.0542

Determination of the optimal installation site and capacity of battery energy storage system in distribution network integrated with distributed generation / J. Xiao, Z. Zhang, L. Bai, H. Liang // Generation Transmission & Distribution IET. – 2016. – No. 3 (10). –

P. 601–607. DOI: 10.1049/iet-gtd.2015.0130

Sedghi, M. Optimal Storage Planning in Active Distribution Network Considering Uncertainty of Wind Power Distributed Generation / M. Sedghi, A. Ahmadian, M. Aliakbar-Golkar // IEEE Transactions on Power Systems. – 2016. – No. 1 (31). – P. 304–316. DOI: 10.1109/tpwrs.2015.2404533

Optimal allocation of energy storage system for risk mitigation of DISCOs with high renewable penetrations / Y. Zheng, Z.Y. Dong, F.J. Luo et al. // IEEE Transactions on Power Systems. – 2014. – No. 29. – P. 212–220. DOI: 10.1109/tpwrs.2013.2278850

Saboori, H. Maximizing DISCO profit in active distribution networks by optimal planning of energy storage systems and distributed generators / H. Saboori, R. Hemmati // Renew. Sustain. Energy Rev. – 2017. – No. 71. – P. 365–372. DOI: 10.1016/j.rser.2016.12.066

Optimal siting & sizing of battery energy storage system in active distribution network / Z. Qing, Y. Nanhua, Z. Xiaoping et al. // IEEE PES ISGT Europe 2013. – 2013. – P. 1–5. DOI: 10.1109/isgteurope.2013.6695235

Multiobjective Battery Storage to Improve PV Integration in Residential Distribution Grids / J. Tant, F. Geth, D. Six et al. // IEEE Transactions on Sustainable Energy. – 2013. – No. 1 (4). – P. 182–191. DOI: 10.1109/tste.2012.2211387

Chauhan, A. A review on integrated renewable energy system based power generation for standalone applications: configurations, storage options, sizing methodologies and control / A. Chauhan, R. Saini // Renew Sustain Energy Rev. – 2014. – No. 38. – P. 99–120. DOI: 10.1016/j.rser.2014.05.079

Семенова, Л.А. Анализ методов оптимизации в решении задач выбора мест установки и мощности компенсирующих устройств / Л.А. Семенова, А.О. Инжеватова, Р.М. Салимов // Материалы Всероссийской научно-методической конференции «Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры». – Оренбург: ФГБОУ ВО «ОГУ», 2017. – С. 513–516.

Fabio, B. Radial MV networks voltage regulation with distribution management system coordinated controller / B. Fabio, C. Roberto, P. Valter // Electric Power Systems Research. – 2008. – No. 78. – P. 634–645. DOI: 10.1016/j.epsr.2007.05.007

Герасимов, С.Е. Регулирование напряжения в распределительных сетях / С.Е. Герасимов, А.Г. Меркурьев. – СПб.: Центр подготовки кадров СЗФ АО «ГВЦ Энергетики». – 1998. – 84 с.