Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Цифровой симулятор режимов минигрида, интегрированного с внешней электрической сетью Часть 1. Физико-технологические основы объекта симуляции

А. Г. Фишов, А. В. Петрищев, В. А. Ожулас

Аннотация


Представлены результаты разработки цифрового симулятора (двойника) режимов самобалансирующихся локальных интеллектуальных энергосистем (минигридов) на основе синхронной малой генерации. Симулятор адекватен реальному объекту с управлением на основе специализированной системной автоматики, использующей инновационные способы противоаварийного и режимного управления минигридами, интегрированными в существующие электрические сети централизованного энергоснабжения. Симулятор позволяет оператору осуществлять запуск электростанции с нуля при автономной работе или при поданном питании на шины станции со стороны внешней энергосистемы, выбор состава работающего генерирующего оборудования с учётом нескольких сечений в схеме выдачи мощности и условий сбалансированности при противоаварийном отделении, разные заданные режимы обмена мощностью с внешней сетью, создавать и ликвидировать аварийные ситуации. Интерфейс симулятора (набор видеокадров, их структура, органы управления и элементы отображения) близок к интерфейсу автоматизированного рабочего места оператора минигрида на действующем пилотном энергобъекте (на базе когенерационной газовой электростанции). В симуляторе реализованы возможности ручного и полуавтоматического управления режимами минигрида при «островной» и параллельной работах с сетью, а также переходами между ними. Симулятор предназначен для подготовки дежурного персонала минигридов, интегрированных в существующие электрические сети, а также для обучения студентов электроэнергетиков со специализацией по управлению режимами энергосистем и активных электрических сетей, содержащих распределённую малую генерацию. Статья публикуется в двух частях. Первая часть посвящена физико-технологическим процессам и описанию управления режимами минигридов как объектов симуляции. Вторая — описанию технической реализации симулятора, верификации её результатов, особенностям использования в процессах обучения студентов и подготовки оперативного персонала минигридов.

Ключевые слова


распределённая малая генерация, минигрид, локальные системы энергоснабжения, электрическая сеть, параллельная работа, автоматика, симулятор, цифровой двойник

Полный текст:

PDF

Литература


Хохлов А. Распределенная генерация в России: потенциал развития / А. Хохлов, Ю. Мельников, Ф. Веселов, Д. Холкин, К. Дацко. — М.: Энергетический центр Московской школы управления Сколково, 2018.

Efimov D. N., Suslov K. V., Voropai N. I. Virtual power plants for isolated and jointly operating electric power supply systems — Perspectives and challenges for Russia // 2011 IEEE Power and Energy Society General Meeting. — IEEE, 2011. P. 1 – 6.

Фишов А. Г. Технические и экономические аспекты создания минигридов и их интеграции с централизованным энергоснабжением // Энергетик. 2022. № 4. С. 27 – 34.

Hu C., Shi W., Jiang L. Application case of digital twin technology in electric power system // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — IOP Publishing, 2020. Vol. 788. No. 1. P. 012083.

Goia B., Cioara T., Anghel I. Virtual power plant optimization in smart grids: A Narrative Review // Future Internet. 2022. Vol. 14. No. 5. 128 p. DOI: 10.3390/ fi14050128.

Nikonowicz Ł. B., Milewsk, J. Virtual Power Plants — general review: structure, application and optimization // Journal of Power of Technologies. 2012. Vol. 92. P. 135 – 149.

Ullah Z., Mirjat N. H. Modelling and analysis of virtual power plants interactive operational characteristics in distribution systems // Energy Conversion and Economics. 2022. Vol. 3. No. 1. P. 11 – 19.

Dzobo O. Virtual power plant energy optimisation in smart grids. 2019 Southern African Universities Power Engineering Conference «Robotics and Mechatronics». Pattern Recognition Association of South Africa (SAUPEC / RobMech / PRASA), Bloemfontein, South Africa, 2019. Р. 714 – 718.

Бык Ф. Л., Мышкина Л. С. Эффекты интеграции локальных интеллектуальных энергосистем // Изв. вузов. Сер. «Проблемы энергетики». 2022. Т. 24. № 1. С. 3 – 15. DOI: 10.30724/1998-9903-2022- 24-1-3-15.

Самойленко В. О. Проблемы подключения и эксплуатации малой генерации / В. О. Самойленко, С. А. Ерошенко, А. В. Паздерин // В сб. докл. 5-й междунар. науч.-практ. конф. в рамках специализированного форума «Expo Build Russia»: «Эффективное и качественное снабжение и использование электроэнергии (ЭКСИЭ’05)»; науч. ред. Ф. Н. Сарапулов. г. Екатеринбург, 2016. С. 45 – 47.

Илюшин П. В. Интеграция электростанций на основе возобновляемых источников энергии в Единой энергетической системе России: обзор проблемных вопросов и подходов к их решению // Вестник МЭИ. 2022. № 4. С. 98 – 107.

Danilczyk W., Sun Y., He H. ANGEL: An Intelligent Digital Twin Framework for Microgrid Security. 2019 North American Power Symposium (NAPS), 2019. Р. 1 – 6. DOI: 1109/NAPS46351.2019.9000371.

Characterising the Digital Twin: A systematic literature review / D. Jones, et al. // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2020. Vol. 29. P. 36 – 52.

Гежа Е. Н. Системная автоматика для интеграции локальных систем электроснабжения с синхронной малой генерацией в электрические сети / Е. Н. Гежа, Е. С. Ивкин, О. В. Сердюков, В. Е. Глазырин, Г. В. Глазырин, А. И. Марченко, Р. Ю. Семендяев, А. Г. Фишов // Релейщик. 2018. № 2 (32). С. 24 – 31.

Марченко А. И., Денисов В. В., Мурашкина И. С. Средства и способы управления параллельной работой электрической станции малой генерации с электрической сетью // Системы анализа и обработки данных. 2019. № 1 (74). С. 77 – 90.

Патент RU 2662728 C2. Способ противоаварийного управления режимом параллельной работы синхронных генераторов в электрических сетях: заявл. 06.12.2016; опубл. 30.07.2018. Фишов А. Г., Мукатов Б. Б., Марченко А. И.; заявитель Фишов А. Г.; патентообладатель Новосибирский государственный технический университет.

Патент RU 2697510 C1. Способ управления составом и загрузкой генераторов электростанции с собственными нагрузками, работающей изолированно и параллельно с приемной энергосистемой: заявл. 10.04.2018; опубл. 15.08.2019. Фишов А. Г., Семендяев Р. Ю., Ивкин Е. С.

Патент RU 2686079 C1. Способ синхронизации частей электрической сети: заявл. 30.11.2017; опубл. 24.04.2019. Фишов А. Г., Армеев Д. В., Сердюков О. В.

Патент RU 2752248 C1. Способ управления режимом параллельной работы синхронных генераторов в электрических сетях: заявл. 07.12.2020; опубл. 23.07.2021. Фишов А. Г., Какоша Ю. В.

Патент RU 2752693 C1. Способ удаленной синхронизации и восстановления нормального режима аварийно разделенной электрической сети с генераторами: заявл. 28.09.2020; опубл. 30.07.2021. Фишов А. Г., Гуломзода А. Х.




DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2023.34.46.001

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© 1998 – 2023 НТФ «Энергопрогресс»

Адрес редакции:
129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetick@mail.ru, energetik@energy-journals.ru

 

Наши партнеры

                

Выставки: