Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Активное участие солнечных электростанций в регулировании параметров электрических режимов изолированных энергорайонов

М. М. Муджон, П. В. Илюшин

Аннотация


В ряде стран электроснабжение части потребителей осуществляется от электростанций на базе местных энергоресурсов, включая возобновляемые источники энергии, в составе изолированных энергорайонов. В последнее время массово строятся солнечные электростанции (СЭС). Одной из таких стран является Намибия, которая имеется высокий потенциал солнечной энергии. В статье представлены результаты оценки эффективности активного участия СЭС в регулировании параметров электрических режимов изолированного энергорайона при доле мощности, выдаваемой СЭС, 37,5 %. Результаты имитационного моделирования для изолированного энергорайона города Окаханджа (Намибия) показали, что в исходном режиме отклонение частоты составляет ±1,75 Гц при времени её восстановления до номинальной величины за 6,2 с, а отклонение напряжения достигает ±15 %. Реализация в системе автоматического управления инвертора СЭС алгоритма виртуальной инерции, регулирования реактивной мощности, ограничения выдачи активной мощности, а также интеграция системы накопления электроэнергии и скоординированное управление всеми источниками электроэнергии позволили получить значимые эффекты. Отклонение частоты уменьшилось в 5 раз, составив ±0,35 Гц при времени её восстановления 1,3 с, отклонение напряжения уменьшилось в 12 раз, составив ±1,25 %, при этом загрузка дизель-генераторной установки была снижена на 25 %, что позволило получить экономию дизельного топлива около 13 %. Полученные результаты могут быть эффективно использованы в изолированных энергорайонах разных стран с большой долей СЭС для повышения устойчивости их работы.

DOI: 10.71527/EP.EN.2026.08.003

EDN: QRBTUR


Ключевые слова


изолированный энергорайон, солнечная электростанция, инвертор, регулирование частоты, регулирование напряжения, виртуальная инерция, система накопления электроэнергии

Полный текст:

PDF

Литература


Безруких П. П. Возобновляемая энергетика в начале третьего десятилетия ХХI века // Электрические станции. 2025. № 3. С. 39 – 43.

Стребков Д. С., Бобовников Н. Ю. Роль новых технологий в развитии солнечной энергетики // Энергетик. 2020. № 7. С. 33 – 36.

Бутузов В. А. Энергетика России на основе ВИЭ // Энергетический вестник. 2023. № 28. С. 55 – 68.

Елистратов В. В. Энергетический, экологический и социально-экономический аспекты в энергоснабжении северных и арктических территорий РФ // Экологический вестник России. 2017. № 11. С. 30 – 35.

Папков Б. В., Осокин В. Л., Куликов А. Л. Об особенностях малой и распределенной генерации в интеллектуальной электроэнергетике // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2018. Т. 22. № 4. С. 119 – 131.

Тягунов М. Г., Джендубаев З. А. З. Перспективы гибридного теплоснабжения в условиях республики Бурятия // Энергосбережение и водоподготовка. 2025. № 2. С. 55 – 61.

Муджон М. М., Илюшин П. В. Обзор электроэнергетики Республики Намибии и перспектив её развития // Энергетик. 2023. № 7. С. 47 – 52.

Муджон М. М. Развитие солнечной энергетики в Республике Намибии: предпосылки, система стимулирования, особенности функционирования // Энергоэксперт. 2026. № 1. С. 62 – 67.

Илюшин П. В., Муджон М. М. Повышение эффективности участия фотоэлектрических электростанций в регулировании частоты в изолированных энергорайонах // Электрические станции. 2024. № 9. С. 24 – 33.

Илюшин П. В. Особенности противоаварийного управления при аварийных дефицитах мощности в автономных энергосистемах // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2016. № 5. С. 2 – 11.

IEA. Renewable Energy Opportunities for Namibia. — Paris: International Energy Agency, 2024. — 112 p. — URL: https://www.iea.org/reports/renewable- energy-opportunities-for-namibia (дата обращения: 02.06.2026).

Kroposki B., Johnson B., Zhang Y., et al. Achieving a 100% Renewable Grid: Operating Electric Power Systems with Extremely High Levels of Variable Renewable Energy. IEEE Power and Energy Magazine. 2017. Vol. 15. No. 2. P. 61 – 73.

Zahra F., Borg R. P., Farrugia R. N. A Comprehensive Review of Solar PV Integration with Smart-Grids: Challenges, Standards, and Grid Codes. Energies. 2025. Vol. 18, No. 9. P. 2221.

Суворов А. А. Адаптивный алгоритм управления на основе виртуального синхронного генератора. Часть 1 / А. А. Суворов, А. Б. Аскаров, Н. Ю. Рубан, Ю. Д. Бай // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2024. № 1. С. 82 – 94.

Berdnikov R. N., Achitaev A. A., Vaskov A. G. VSM-based Inverters within Automated Hybrid Energy Systems. Energy Systems Research. 2026. Vol. 9. No. 1. P. 128 – 135.

Du H., Guo W., Shi J., He Z. Addressing Frequency Stability in Islanded Microgrids with Multi-VSGs: A Review of Control Strategies. Energies. 2025. Vol. 18. No. 22. P. 6017.

Osman A. S., Abidin A. A. Z. Improving voltage stability in isolated renewable energy microgrids using virtual synchronous generators. International Journal of Power Electronics and Drive Systems. 2026. Vol. 17. No. 1. P. 683 – 695.

Pan R., Tang G., Wu Y., Yang J., Liu D. Hybrid synchronization based grid forming control for photovoltaic inverter with frequency support. International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 2024. Vol. 158. Art. 109920.

Илюшин П. В. О свойствах энергоустановок с газопоршневыми двигателями // Электрические станции. 2009. № 11. С. 42 – 46.

Ilyushin P., Filippov S., Kulikov A., Suslov K. Consideration of distinguishing design features of gas-turbine and gas-reciprocating units in design of emergency control systems. Machines. 2021. Vol. 9. No. 3. P. 1 – 18.

Илюшин П. В., Тыквинский А. М. Особенности обеспечения надёжного электроснабжения промышленных потребителей в изолированных энергосистемах // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2019. Т. 11. № 1. С. 39 – 50.

Илюшин П. В., Музалев С. Г. Подходы к созданию систем управления микроэнергосистем // Релейная защита и автоматизация. 2016. № 3. С. 39 – 45.

Суворов А. А., Илюшин П. В. Модернизация алгоритма виртуального синхронного генератора для управления системой накопления электроэнергии в микросети // Электричество. 2024. № 7. С. 14 – 29.

Суворов А. А. Управление сетевым инвертором на основе виртуального синхронного генератора при изменении плотности электрической сети / А. А. Суворов, А. Б. Аскаров, В. Е. Рудник, Б. Д. Малюта // Электричество. 2023. № 3. С. 35 – 51.

Зырянов В. М. Системы накопления энергии: российский и зарубежный опыт / В. М. Зырянов, Н. Г. Кирьянова, И. Ю. Коротков, Г. Б. Нестеренко, Г. А. Пранкевич // Энергетическая политика. 2020. № 6. С. 76 – 87.

Орлов А. И., Гарипов И. Х., Самойлов К. А. Алгоритм управления накопителем для сглаживания пикового потребления электроэнергии // Вестник Чувашского университета. 2020. № 1. С. 136 – 144.

Рахманов Н. Р. Гибридная система переменного/постоянного тока с возобновляемыми источниками энергии для автономного электроснабжения удалённых потребителей / Н. Р. Рахманов, Г. Б. Гулиев, Ф. Ш. Ибрагимов, З. А. Маммадов // Энергетик. 2024. № 11. С. 27 – 33.

ГОСТ 32144–2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. — М.: Стандартинформ, 2014.

Трегубова Е. А., Городилов М. А., Люшнин Л. С. Экономическая эффективность накопителей электроэнергии при интеграции электростанций на возобновляемых источниках энергии в энергосистеме // Вестник университета. 2024. № 10. С. 150 – 160.

Тягунов М. Г., Шевердиев Р. П. Влияние режимов работы гибридных энергетических комплексов на основе возобновляемых источников энергии на определение типа аккумуляторов энергии // Вестник Московского энергетического института. 2020. № 4. С. 62 – 70.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


  998 – 2025 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: