Разработка усовершенствованной методики выбора параметров и мест размещения систем накопления электроэнергии в распределительных электрических сетях

Юрий Павлович Гусев, Павел Владимирович Субботин

Аннотация


Состояние вопроса. В условиях цифровизации электрических сетей, наиболее массовым и проблемным элементом остаются распределительные электрические сети. Технологические решения, повышающие энергетическую эффективность указанных сетей, заключаются в управлении напряжением и пропускной способностью линий электропередачи с использованием распределенной генерации и регулирования накопителями электроэнергии. Однако на настоящий момент отсутствует универсальная методика выбора параметров и мест размещения систем накопления электроэнергии (СНЭ) в распределительных электрических сетях, учитывающая изменение суточных графиков нагрузок, разработке которой посвящена данная статья.

Материалы и методы. Исследование выполнено с анализом отечественных и зарубежных научно-технических изданий, посвященных вопросам выбора параметров и мест размещения СНЭ в распределительных сетях, а также с применением известных аналитических методов расчета характерных величин суточных графиков нагрузок. В процессе выполнения практической части методом исследования являлось математическое моделирование. В качестве инструмента моделирования применялся программный комплекс PSS SINCAL.

Результаты. Выполнен анализ существующих методик выбора параметров и мест размещения СНЭ в распределительных электрических сетях. Разработаны критерии оптимальности выбора параметров и места установки СНЭ в зависимости от целей применения накопителей. Обоснованность принятых критериев оптимальности подтверждена результатами практических расчетов на математической модели.

Выводы. Разработанная усовершенствованная методика может быть использована при проектировании реконструкции и новом строительстве распределительных электрических сетей с применением накопителей электроэнергии, увеличивающих технико-экономическую эффективность работы сети.


Ключевые слова


система накопления электроэнергии; распределительная сеть; трансформаторная подстанция; качество электроэнергии

Полный текст:

PDF

Литература


Ribeiro P.F., Johnson B.K., Crow M.L., Arsoy A., Liu Y. Energy Storage Systems for Advanced Power Applications. Proceedings of the IEEE, 2001, no. 89, pp. 1744–1756. DOI: 10.1109/5.975900

Divya K., Ostergaard J. Battery Energy Storage Technology for Power Systems – An Overview. Elec-tric Power Systems Research, 2009, no. 79, pp. 511–520. DOI: 10.1016/j.epsr.2008.09.017

Ippolito M., Telaretti E., Zizzo G., Graditi G. A New Device for The Control and the Connection to

the Grid of Combined RES-Based Generators and Electric Storage Systems. Clean Electrical Power (ICCEP), 2013 International Conference on: IEEE, 2013, pp. 262–627. DOI:10.1109/ICCEP.2013.6586999

Gusev Yu.P., Subbotin P.V. [The Impact of Battery Energy Storage Systems on the Throughout Effi-ciency of Electric Power Distribution Networks 6–10 kV]. Electrical Technology Russia, 2018, no. 1, pp. 13–18.

(in Russ.)

Mc Donald J. Adaptive Intelligent Power Systems: Active Distribution Networks. Energy Policy, 2008,

no. 36, pp. 4346–4351. DOI: 10.1016/j.enpol.2008.09.038

D’Adamo C. Active Distribution Networks: General Features, Present Status of Implementation and Operation Practices. Electra, 2009, no. 246, pp. 22–39.

Celli G., Giani E., Soma G.G., Pilo F. Planning of Reliable Active Distribution Systems. CIGRE 2012 Session, Paris, 2012. 8 p. DOI: 10.1109/PES.2010.5590051

Hidalgo R., Abbey Ch., Joos G. A Review of Active Distribution Networks Enabling Technologies. IEEE PES General Meeting, 2010. 9 p.

Mel'nikov V.D. Novikov N.L, Kolesnikov V.A., Potapenko A.M., Zhoraev T.Ju. [Application of Ener-gy Storage Systems to Ensure the Quality of Electricity and Solve Complex Problems in Electrical Networks and

the Consumer]. Nauchno-prakticheskaya konferentsiya “Sovremennye sredstva obespecheniya kachestva el-ektroenergii v elektricheskikh setyakh i u potrebitelya” [Scientific and Practical Conference “Modern Means of Ensuring the Quality of Electricity in Electric Networks and Consumers”]. Moscow, 2017. (in Russ.)

Sokol'nikova T.V., Suslov K.V., Lombardi P. [Determination of Optimal Storage Parameters for the Integration of Renewable Energy Sources in Isolated Power Systems with Active Consumers]. Vestnik IrGTU [Vestnik of Irkutsk State Technical University], 2015, no. 10 (105), pp. 206–211. (in Russ.)

Wade N.S., Taylor P.C., Lang P.D., Jones P.R. Evaluating the Benefits of an Electrical Ener-gy Sto¬rage System in a Future Smart Grid. Energy Policy, 2010, no. 11 (38), pp. 7180–7188. DOI: 10.1016/j.enpol.2010.07.045

Yang Y., Li H., Aichhorn A., Zheng J., Greenleaf M. Sizing Strategy of Distributed Battery Storage System with High Penetration of Photovoltaic for Voltage Regulation and Peak Load Shaving. IEEE Transac-tions on Smart Grid, 2014, no. 2 (5), pp. 982–991. DOI: 10.1109/tsg.2013.2282504

Timonin I.A. [Selection of Locations for Installation of Network Energy Storage Devices]. ELEKTROENERGIYA. Peredacha i raspredelenie [ELECTRICITY. Transmission and Distribution], 2013,

no. 5 (20), pp. 80–82. (in Russ.)

Raubal' E.V., Rashevskaya M.A., Gamazin S.I., Loginova S.V. [Prospects of Application of Electric Energy Storage Devices for 0,4 kV Power Supply Networks]. Vestnik MEI [Bulletin of Moscow Power Engi-neering Institute], 2013, no. 3, pp. 55–57. (in Russ.)

Baluev D.Yu., Zyryanov V.M., Kir'yanova N.G., Prankevich G.A. [Method of Calculation of the Main Parameters of the Energy Storage According to the Experimental Load Diagrams]. Vestnik IrGTU [Vestnik of Irkutsk State Technical University], 2018, no. 5 (22), pp. 105–114. (in Russ.) DOI: 10.21285/1814-3520-2018-5-105-114

Latochkin I.V., Smolentsev N.I. [Selection of Energy Storage Parameters and Optimization of the En-terprise Power Supply System]. Polzunovskiy vestnik [Polzunovskii Herald], 2016, no. 4 (2), pp. 65–69. (in Russ.)

Zhang Y., Meng K., Luo F., Dong Z.Y., Wong K., Zheng Y. Optimal Allocation of Battery Energy Storage Systems in Distribution Networks with High Wind Power Penetration. IET Renewable Power Genera-tion, 2016, no. 10 (8), pp. 1105–1113. DOI: 10.1049/iet-rpg.2015.0542

Xiao J., Zhang Z., Bai L., Liang H. Determination of the Optimal Installation Site and Capacity of Battery Energy Storage System in Distribution Network Integrated with Distributed Generation. Generation Transmission & Distribution IET, 2016, no. 3 (10), pp. 601–607. DOI: 10.1049/iet-gtd.2015.0130

Sedghi M., Ahmadian A., Aliakbar-Golkar M. Optimal Storage Planning in Active Distribution Net-work Considering Uncertainty of Wind Power Distributed Generation. IEEE Transactions on Power Systems, 2016,

no. 1 (31), pp. 304–316. DOI: 10.1109/tpwrs.2015.2404533

Zheng Y., Dong Z.Y., Luo F.J., Meng K., Qiu J., Wong K.P. Optimal Allocation of Energy Storage System for Risk Mitigation of DISCOs with High Renewable Penetrations. IEEE Transactions on Power Sys-tems, 2014, no. 29, pp. 212–220. DOI: 10.1109/tpwrs.2013.2278850

Saboori H., Hemmati R. Maximizing DISCO Profit in Active Distribution Networks by Optimal Planning of Energy Storage Systems and Distributed Generators. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 2017, no. 71, pp. 365–372. DOI: 10.1016/j.rser.2016.12.066

Qing Z., Nanhua Y., Xiaoping Z., You Y., Liu D. Optimal Siting & Sizing of Battery Energy Storage System in Active Distribution Network. IEEE PES ISGT Europe 2013, 2013, pp. 1–5. DOI: 10.1109/isgteurope.2013.6695235

Tant J., Geth F., Six D., Tant P., Driesen J. Multiobjective Battery Storage to Improve PV Integration

in Residential Distribution Grids. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2013, no. 1 (4), pp. 182–191. DOI: 10.1109/tste.2012.2211387

Chauhan A, Saini R. A Review on Integrated Renewable Energy System Based Power Generation for Stand-Alone Applications: Configurations, Storage Options, Sizing Methodologies and Control. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 2014, no. 38, pp. 99–120. DOI: 10.1016/j.rser.2014.05.079

Semenova L.A., Inzhevatova A.O., Salimov R.M. [Analysis of Optimization Methods in Solving Problems of Selection of Installation Sites and Power Compensating Devices]. Vserossiyskaya nauchno-metodicheskaya konferentsiya “Universitetskiy kompleks kak regional'nyy tsentr obrazovaniya, nauki i kul'tury” [All-Russian Scientific-Methodical Conference “University Complex as a Regional Center of Educa-tion, Science and Culture”]. Orenburg, 2017, pp. 513–516. (in Russ.)

Fabio B., Roberto C., Valter P. Radial MV Networks Voltage Regulation with Distribution Manage-ment System Coordinated Controller. Electric Power Systems Research, 2008, no. 78, pp. 634–645. DOI: 10.1016/j.epsr.2007.05.007




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power190206

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.