Снижение потерь гибридной электростанции балансировкой нагрузки в сети со стороны генерации и потребления

Александр Владимирович Новых, Хуан Албино Мендез Перез, Бенжамин Гонзалез-Диаз, Игорь Иванович Свириденко, Геннадий Вениаминович Гоголев, Вячеслав Алексеевич Тимофеев

Аннотация


Рост доли возобновляемых источников энергии, характеризующихся непостоянной выработкой электроэнергии в общем балансе ее производства, приводит к снижению качества электроэнергии и необходимости балансировки нагрузки в сети. Применяемые сегодня методы балансировки нагрузки со стороны генерации, а также использование технологии аккумулирования энергии не всегда обеспечивают эффективное решение задачи балансировки. Особенно это проявляется при переводе традиционных генераторов из основных источников электроэнергии в резервные. Основная проблема заключается в росте потерь электрической энергии из-за низкой эффективности применяемых технологий аккумулирования. На примере самой современной гибридной электростанции Gorona del Viento (остров Эль-Йерро, Канарский архипелаг, Испания), имеющей в своем составе традиционные и возобновляемые источники энергии, рассмотрены методы балансировки нагрузки в сети, особенностью которых является проведение балансировки как со стороны генерации электроэнергии, так и со стороны потребления. С использованием расчетных моделей режимов работы гибридной электростанции продемонстрирована возможность реализации различных стратегий балансировки нагрузки со стороны потребления, рассмотрены особенности, показана их эффективность для снижения потерь энергии.


Ключевые слова


гибридная электростанция; возобновляемые источники энергии; балансировка нагрузки; потери энергии; аккумулятор энергии; активный потребитель

Полный текст:

PDF

Литература


Farhoodnea M., Mohamed A., Shareef H., Zayandehroodi H. Power Quality Impact of Renewable Energy Based Generators and Electric. Procedia Technology, 2013, vol. 11, pp. 11–17. DOI: 10.1016/j.protcy.2013.12.156

Bevrani H., Ghosh A., Ledwich G. Renewable energy sources and frequency regulation: Survey and new perspectives. IET Renewable Power Generation, 2010, vol. 4, iss. 5, pp. 438–457. DOI: 10.1049/iet-rpg.2009.0049

Эффективное использование возобновляемых источников энергии [Effektivnoe ispol'zovanie vozobnov¬lyaemykh istochnikov energii [Efficient use of renewable energy sources]]. Available at: https://alternativenergy.ru/ energiya/758-effektivnoe-ispolzovanie-vozobnovlyaemyh-istochnikov-energii.html (accessed 05.02.2020).

Остров зеленой энергетики [Ostrov zelenoy energetiki [Green Energy Island]]. Available at: https://tnenergy.livejournal.com/58060.html (accessed 12.01.2020).

Informe Central Hidroeolica 2018 – Gorona-del-Viento. El Hierro. Available at: http:// www.goronadelviento.es/wp-content/uploads/2019/05/Informe-anual-Central-Hidroe%C3%B3lica-2018-Gorona-del-Viento.pdf (accessed 01.07.2019).

Garcia Latorre F.J., Quintana J.J., de la Nuez I. Technical and economic evaluation of the integration

of a wind-hydro system in El Hierro island. Renewable Energy, 2019, vol. 134, pp. 186–193. DOI: 10.1016/j.renene.2018.11.047

Declaración Ambiental Enero-Diciembre 2.018 CD Llanos Blancos. Endesa, APODERADO Llanos Blancos, 2019. 47 p.

Novykh O., Méndez Pérez J.A., González-Díaz B., Sviridenko I. Performance analysis of hybrid hydroelectric gorona del viento and the basic directions of its perfection. Renewable Energy and Power Quality Journal, 2019, vol. 17, pp. 489–494. DOI: 10.24084/repqj17.353

Riechmann, Jorge. Gorona del Viento y la transición energética: ¿qué cabe esperar? Available at: https://www.15-15-15.org/webzine/2016/08/01/gorona-del-viento-y-la-transicion-energetica-que-cabe-esperar/ (accessed 10.12.2019).

Abdi H., Mohammadi-ivatloo B., Javadi S., Reza Khodaei A., Dehnavi E. Energy Storage Systems. Distributed Generation Systems: Design, Operation and Grid Integration, 2017, pp. 333–368. DOI: 10.1016/B978-0-12-804208-3.00007-8

Díaz-González F., Sumper A., Gomis-Bellmunt O., Villafáfila-Robles R. A review of energy storage technologies for wind power applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2012, vol. 16, iss. 4,

pp. 2154–2171. DOI: 10.1016/j.rser.2012.01.029

Joseph A., Shahidehpour M. Battery storage systems in electric power systems. 2006 IEEE Power Engineering Society General Meeting, 2006, pp. 8. DOI: 10.1109/PES.2006.1709235

Morgan R., Stuart N., Emma G., Gareth B. Liquid air energy storage – Analysis and first results from a pilot scale demonstration plant. Applied Energy, 2015, vol. 137, pp. 845–853. DOI: 10.1016/j.apenergy.2014.07.109

Poonpun P., Jewell W. Analysis of the cost per kWh to store electricity. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2008, vol. 23, pp. 529–534. DOI: 10.1109/TEC.2007.914157

Arias J., Calle M., Turizo D., Guerrero J., Candelo-Becerra J.E. Historical load balance in distribution systems using the branch and bound algorithm. Energies, 2019, vol. 12, iss. 7, 1219. DOI: 10.3390/en12071219

Sicchar J.R., Da Costa Jr.C.T., Silva J.R., Oliveira R.C., Oliveira W.D. A Load-Balance System Design

of Microgrid Cluster Based on Hierarchical Petri Nets. Energies, 2018, vol. 11, iss. 12, 3245. DOI: 10.3390/en11123245

Kim T.-Y., Sung-Bae C. Predicting residential energy consumption using CNN-LSTM neural networks. Energy, 2019, vol. 182, pp. 72–81. DOI: 10.1016/j.energy.2019.05.230

Baterías como aliados del agua para producir energía eléctrica más limpia en Canarias. Available at: http://rac-ciencias.org/wp/wp-content/uploads/2019/05/ZZJose-Manuel-Valle-1.pdf (accessed 14.03.2020).

Применение технологии управления спросом на электроэнергию. Цифровая подстанция [Primene-nie tehnologii upravlenija sprosom na jelektrojenergiju. Cifrovaja podstancija [The application of electricity demand management technology. Digital substation]]. Available at: http://digitalsubstation.com/blog/2019/11/07/ primenenie-tehnologii-upravleniya-sprosom-na-elektroenergiyu/ (accessed 14.03.2020).

Muralitharan K., Sakthivel R., Shi Y. Multiobjective optimization technique for demand side management with load balancing approach in smart grid. Neurocomputing, 2016, vol. 177, pp. 110–119. DOI: 10.1016/j.neucom.2015.11.015

Costanzo G.T., Zhu G., Anjos M.F., Savard G. A System Architecture for Autonomous Demand Side Load Management in Smart Buildings. IEEE Transactions on Smart Grid, 2012, vol. 3, iss. 4, pp. 2157–2165. DOI: 10.1109/TSG.2012.2217358

Nace el proyecto piloto Gamma, un laboratorio demostrador de la gestión digitalizada de la energía. Available at: https://www.smartgridsinfo.es/2020/03/06/nace-proyecto-piloto-gamma-laboratorio-demostrador-gestion-digitalizada-energia (accessed 22.02.2020).

Novykh A.V., Sviridenko I.I., Gogolev G.V. Improving the Efficiency of a Hybrid Electric Power Plant by Means of a Virtual Power Plant. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2019,

vol. 19, no. 2, pp. 87–96. (in Russ.). DOI: 10.14529/power190210

Osório G.J., Shafie-khah M., Carvalho G.C.R., Catalão J.P.S., Osório G.J. Analysis Application of Control-lable Load Appliances Management in a Smart Home. Energies, 2019, vol. 12, 3710. DOI: 10.3390/en12193710

Liu J., Li M., Fang F., Niu Y. Review on virtual power plants. Chinese Society for Electrical Engineering, 2014, vol. 34, no. 29, pp. 5103–5111. DOI: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.2014.29.012

Ropuszynska-Surma E., Weglarz M. A virtual power plant as a cooperation network. Marketing and Management of Innovations, 2018, vol. 4, pp. 136–149. DOI: 10.21272/mmi.2018.4-13




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power200307

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.