Специалисты Томского политеха вместе с коллегами из Шаньдунского университета (Китай) подготовили модель автономной энергосистемы с возобновляемыми источниками энергии. Водородные накопители в ней помогают повысить устойчивость сети. Расчеты показали, что при комбинированном управлении такая система быстро возвращает параметры электроснабжения к норме после аварий и резких изменений нагрузки, сообщает пресс-служба вуза.
Автономные энергосистемы обычно применяют в удаленных поселках и на промышленных объектах, которые не подключены к единой энергосети. В них часто используют солнечные и ветровые установки, подключаемые через силовые преобразователи. Однако при резком росте нагрузки или отключении одного из источников в таких сетях могут возникать заметные колебания частоты или напряжения.
«Мы подготовили математическую модель и сравнили три разных стратегии управления для автономной энергосистемы: классическое управление по просадке, обратное управление по просадке и комбинированное управление. В классической схеме активная и реактивная мощности распределяются автоматически между работающими инверторами. Это надежная система, но она сильно зависит от коэффициентов настройки. Обратное управление в автономных системах может вызвать незатухающие колебания. В комбинированном управлении стабильность сети помогает удержать синтетическая инерция. Один инвертор работает как ведущий, формируя параметры сети, а остальные подстраивают свою мощность под текущую нагрузку», — отмечает один из авторов исследования, аспирантка Инженерной школы энергетики ТПУ Елена Бернякович.
Разработанную модель политехники испытали при разных аварийных условиях: при отклонении нагрузки в сети на 10-20%, внезапном отключении одного из инверторов, подключении нового преобразователя и изменениях характеристик электросети.
Результаты исследования показали, что комбинированная схема с синтетической инерцией продемонстрировала лучшие динамические характеристики. После подключения нового инвертора перераспределение активной мощности заняло менее 0,7 секунды. Для сравнения: в классическом управлении стабилизация реактивной мощности занимала до 37,9 секунды, а в обратном управлении распределение реактивной мощности заняло до 7,17 секунды.
В будущем ученые сосредоточатся на создании адаптивного управления, которое будет учитывать реальный уровень заполнения водородного хранилища, параметры сети и состояние оборудования, а также на его тестировании на лабораторных макетах.
