Аналіз балансу потужності локальної системи електропостачання на базі поновлювальних джерел енергії та акумуляторних батарей

Abstract

У статті розглянуто підходи щодо оптимізації параметрів електрогенеруючого комплексу, побудованого на базі вітроенергетичних установок (ВЕУ), сонячних електростанцій (СЕС) на базі фотоелектричних панелей і малих гідроелектростанцій (МГЕС), розташованих в заданій географічній точці місцевості і призначених для електропостачання підприємств обмеженої потужності. Наведено аналіз їх працездатності в різних режимах експлуатації і при визначених характеристиках системи акумулювання . Досліджено систему, яка включає електрогенеруючі компоненти, компоненти акумулювання і скидання електроенергії, а також підприємство обмеженою потужності. Зв'язок між компонентами здійснено за допомогою контролера (системи управління), що реагує їх на поточний стан. Вхідними енергетичними потоками системи є енергії вітру, сонячного випромінювання і водяного потоку, що перетворюються відповідно вітроелектричними генераторами, фотоелектричними перетворювачами і гідроелектричними генераторами. Потоки електроенергії після перетворення і стабілізації направляються споживачу, надлишки – в систему акумулювання енергії. Частина енергії, яку неможливо акумулювати, в силу обмеженості ємності акумуляторних батарей або перевищення допустимого значення струму заряду, перетворюється на теплову енергію, наприклад, за допомогою системи баластних опорів (СБО) і розсіюється. Якщо згенерованої енергії недостатньо, то системі управління надходить інформаційний сигнал про необхідність підключення до електропостачання підприємства системи акумулювання. Наведено аналіз балансу потужностей в системі автономного електропостачання підприємства обмеженою потужності. Отримано аналітичні співвідношення та створено математичну модель системи автономного електропостачання підприємства з використанням джерел альтернативної енергетики.

In the article the approaches to parameter optimization power generation system, based on the wind turbines (wind turbines), solar power plants (SPP) on the basis of photovoltaic panels and small hydroelectric plants (SHP) located in the specified geographical location and is intended for power supply of enterprises of limited power. The analysis of their performance in various operating modes and certain characteristics of the system of accumulation . Researched system that includes a power generating components, the components of accumulation and discharge of electricity, and also the enterprise of limited power. Communication between components implemented by the controller (control system) that reacts to their current state. Input energy flows of the system of wind energy, solar radiation and water flow, which become respectively droelectric generators, photoelectric converters and generators toelectricity. The flow of electricity after the conversion and stabilization are directed to the consumer surplus in the energy storage system. The part of energy that cannot be accumulated, because of limited battery capacity or it exceeds the maximum value of the charging current turns into heat energy, for example, using a system of ballast resistors (SBO) and scatters. If the generated energy is insufficient, the control system receives the information signal about the need to connect to the electricity supply enterprises of the system of accumulation. The analysis of the balance of power in the auxiliary power supply of the enterprises of limited power. The proposed analytical relations and the mathematical model of a system of Autonomous power supply of the enterprise with the use of sources of alternative energy.

В статье рассмотрены подходы к оптимизации параметров электрогенерирующего комплекса, построенного на базе ветроэнергетических установок (ВЭУ), солнечных электростанций (СЭС) на базе фотоэлектрических панелей и малых гидроэлектростанций (МГЭС), расположенных в заданной географической точке местности и предназначенных для электроснабжения предприятий ограниченной мощности. Приведен анализ их работоспособности в различных режимах эксплуатации и при определенных характеристиках системы аккумулирования. Исследована система, которая включает электрогенерирующие компоненты, компоненты аккумулирования и сброса электроэнергии, а также предприятие ограниченной мощности. Связь между компонентами осуществлено при помощи контроллера (системы управления), что реагирует их текущее состояние. Входными энергетическими потоками системы энергии ветра, солнечного излучения и водяного потока, что превращаются соответственно вітроелектричними генераторами, фотоэлектрическими преобразователями и гідроелектричними генераторами. Потоки электроэнергии после преобразования и стабилизации направляются потребителю, излишки – в систему аккумулирования энергии. Часть энергии, которую невозможно аккумулировать, в силу ограниченности емкости аккумуляторных батарей или превышения допустимого значения тока заряда, превращается в тепловую энергию, например, с помощью системы балластных сопротивлений (СБО) и рассеивается. Если сгенерированной энергии недостаточно, то системе управления поступает информационный сигнал о необходимости подключения к электроснабжению предприятия системы аккумулирования. Приведен анализ баланса мощностей в системе автономного электроснабжения предприятия ограниченной мощности. Получены аналитические соотношения и создана математическая модель системы автономного электроснабжения предприятия с использованием источников альтернативной энергетики