Науковий вісник НГУ

Підвищення енергоефективності режимів розподільчих мереж із фотоелектричними станціями

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №1 2023

Останнє оновлення: 23 березня 2023

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 2003

Authors:

І.М.Луценко*, orcid.org/0000-0001-6406-2364, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Н.Ю.Рухлова, orcid.org/0000-0001-9694-8864, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

М.С.Кириченко, orcid.org/0000-0003-0615-7589, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

П.С.Циган, orcid.org/0000-0001-7072-4133, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В.В.Панченко, orcid.org/0000-0003-4822-7151, Український державний університет залізничного транспорту, м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023, (1): 099 - 106

https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-1/099

Abstract:

Мета. Встановлення закономірностей зміни впливу показників якості електричної енергії, викликаних режимами роботи інверторів фотоелектричних станцій (ФЕС), на режими роботи обладнання розподільчих електричних мереж для підвищення їх енергоефективності шляхом зниження втрат електроенергії.

Методика. Для вирішення наукових задач використані: метод гармонійного аналізу (інтегралу Фур’є); розкладання спектру струму за амплітудно-частотною складовою з використанням апаратно-програмних платформ Mdaq-14 і програмного забезпечення LabVIEW; метод кореляційного аналізу даних для визначення залежності струму вищих гармонік від завантаження мережевого інвертора; математичне й фізичне моделювання при розробці способу підвищення енергоефективності роботи мережевих інверторів ФЕС.

Результати. Проведені дослідження показників електромагнітної сумісності інверторів мережевих фотоелектричних станцій у стаціонарних і динамічних режимах роботи дозволили встановити характерні закономірності зміни спектру та амплітуд вищих гармонійних складових залежно від рівня завантаження перетворювача. Експериментально встановлені гіперболічні залежності зміни коефіцієнтів викривлення синусоїдальності сигналу гармонійної складової від рівня завантаження інвертора. Розроблено спосіб зниження рівнів електромагнітних завад, що спричиняється перетворювачами фотоелектричних станцій шляхом реалізації схемотехнічного рішення та алгоритму довантаження мережевих інверторів у нестаціонарних режимах з метою покращення їх електромагнітної сумісності й підвищення енергоефективності роботи розподільчих електричних мереж із відповідними децентралізованими джерелами.

Наукова новизна. Полягає у встановленні закономірностей впливу параметрів режимів роботи перетворювачів фотоелектричних станцій на показники електромагнітної сумісності в їх системі електропостачання, у тому числі – з урахуванням спеціальних схемотехнічних рішень, що дозволяє підвищити енергетичну ефективність режимів розподільчих електричних мереж.

Практична значимість. Спосіб зниження рівнів електромагнітних завад, що створюються перетворювачами фотоелектричних станцій шляхом реалізації запропонованого схемотехнічного рішення та алгоритму довантаження мережевих інверторів у нестаціонарних режимах є універсальним і може бути застосований для будь-якої фотоелектричної станції. Це сприятиме зниженню втрат електричної енергії та електромагнітного збитку для обладнання від дії вищих гармонічних складових. Урахування встановлених закономірностей впливу вищих гармонік дозволить ураховувати вплив відповідних показників на додатковий нагрів ізоляції елементів системи електропостачання та оцінити відповідний електромагнітний збиток, надати рекомендації для врахування в методах розрахунку режимів і вибору обладнання ФЕС.

Ключові слова: розподільчі мережі, фотоелектричні станції, мережеві інвертори, якість електричної енергії, енергоефективність

References.

1. Installed power capacity of IPS of Ukraine (2022). Retrieved from https://ua.energy.

2. Clarifications on the limitation of generation of SPP and WPP from January 1, 2020 (2020). Retrieved from https://ua.energy/zagalni-novyny/roz-yasnennya-shhodo-obmezhennya-generatsiyi-ves-ta-ses-7-sichnya-2020-roku/.

3. Lutsenko, I. M., Koshelenko, E. V., & Tsyhan, P. S. (2017). Enhancement of accuracy of selection and efficiency of use of distributional networks power transformers. Visnyk of KrNU, 5/2017, 14-20.

4. Mazurenko, L. I., Jura, O. V., Shikhnenko, M. O., Bilyk, O. A., & Dynnik, L. M. (2019). Grid inverter control in power systems with internal DC bus. Science-scientific and technical progress in hydropower. Retrieved from https://uhe.gov.ua/sites/default/files/2019-12/15.pdf.

5. Zhezhelenko, I. V., & Saravas, V. E. (2018). Peculiarities of modes of power supply systems with renewable sources of electricity. University science, thesis. acc. international scientific and technical conference, (1), 276-277. Retrieved from http://eir.pstu.edu/bitstream/handle/123456789/18217/%d0%a3_%d0%ba%d0%b0%d1%8f%20%d0%bd%d0%b0%d1%83%d0%ba%d0%b0_%d0%a2_1_2018_p276-277.pdf?sequence=1.

6. Saravas, V. E., & Zhezhelenko, I. V. (2019). Study of the functioning system of electric power plants based on augmented reality technology. University science – 2019: theses add. International scientific and technical Conference, (1), 239-241. Retrieved from http://eir.pstu.edu/bitstream/handle/123456789/22870/%d0%a3%d0%bd.%d0%bd.2019%d1%82.1_p239-241.pdf?sequence=1.

7. Molokanova, V., Maliienko, A., Petrenko, V., & Lutsenko, I. (2022). Problems and concept of electric vehicles energy networks. IEEE 8 ^th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), 36-41. https://doi: 10.1109/ESS57819.2022.9969346.

8. Lutsenko, І. М., & Tsygan, P. S. (2017). Technical and economic aspects of the use of electric vehicles in the electric networks of Ukraine. Visnyk of KrNU, 6/2017, 21-30.

9. Yang, X., Liu, X., Li, J., & Zhang, B. (2021). Current PI Control of the Single-Phase Grid Inverter. Mathematical Problems in Engineering, 1-9. https://doi.org/10.1155/2021/7074771.

10. Amin, Md. R., & Zulkifli, S. A. (2017). Phase-frequency controlled in virtual synchronous converter for low-voltage microgrid-inverter synchronization. International Journal of Renewable Energy Research 7(3), 1125-1137.

11. Wang, B., Zhang, X., Song, Ch., & Cao, R. (2019). Research on the filters for dual-inverter fed open-end winding transformer topology in photovoltaic grid-tied applications. Energies, 12(12), 2338. https://doi.org/10.3390/en12122338.

12. Sun, Yu., Yan, X., Yuan, Ch., Tang, X., Malekian, R., Guo, Ch., & Li, Zh. (2019). The application of hybrid photovoltaic system on the ocean-goin ship: engineering practice and experimental research. Journal of Marine Engineering & Technology, 18(1), 56-66. https://doi.org/10.1080/20464177.2018.1493025.

13. Albuquerque, F. L., Moraes, A. J., Guimarães, G. C., Sanhueza, S. M. R., & Vaz, A. R. (2010). Photovoltaic solar system connected to the electric power grid operating as active power generator and reactive power compensator. Solar Energy, 84(7), 1310-1317. https://doi.org/10.1016/j.solener.2010.04.011.

14. Tameghe, Th., Andy, T., René, W., & Innocent, K. (2012). Control of grid-side inverter for isolated wind-diesel power plants using variable speed squirrel cage induction generator. IECON Proceedings (Industrial Electronics Conference). https://doi.org/10.1109/IECON.2012.638 9197.

15. Hou, T., Zhang, Ch.-Ya., & Niu, H.-X. (2021). Quasi-Z source inverter control of PV grid-connected based on fuzzy PCI. Journal of Electronic Science and Technology, 19(3), 100021. https://doi.org/10.1016/j.jnlest.2020.100021.

• < Попередня
• Наступна >