Розглянута робота фотоелектричної станції (ФЕС), підключеної до розподільної мережі (РМ) через смартінвертор, який має функцію стабілізації вихідної напруги за допомогою регулювання реактивної потужності. Побудовано електричну модель системи “ФЕС – радіальна РМ – розподільна підстанція (ПС)” і виконано відповідні чисельні розрахунки системи нелінійних рівнянь у представленні потоків потужності. Проаналізовано вплив вихідної потужності інвертора на напругу спільного профобладнання, а саме: параметрів підвищувальних трансформаторів і пропускної спроможності електричних ліній. При цьому застосовувались моніторингові дані з інверторів ФЕС, що піддаються відключенню від мережі при високому рівні сонячної радіації. Виявлено, що потужності трансформаторів суттєво не впливають на перенапруги в СТІП, якщо трансформатори мають відповідну потужність. Те саме стосується і втрат видачі потужності в розподільній лінії електропередавання. Показано, що головну роль в перевищенні допустимої вихідної напруги інвертора, який підключений до розподільної мережі, відіграють електричні втрати у з'єднувальних проводах між СТІП і підвищувальним трансформатором. Отримані граничні значення довжини з'єднувальної лінії для різних типів проводів СІП, які широко застосовуються для малопотужних ФЕС, а також для різних типів мережевого обладнання РМ і ПС. Проаналізована можливість підтримки напруги у точці підключення ФЕС до РМ за допомогою модуляції реактивної потужності смартінвертором. Виконано моделювання інверторного регулювання напруги з урахуванням ролі мережевого обладнання (трансформаторів та фідерів). Отримані оцінки ступенів впливу ефекту динамічного інверторного регулювання, а також установлена залежність цього ефекту від довжини з’єднувальної лінії між СТІП і підвищувальним трансформатором. Показано, що інверторне регулювання є більш ефективним на зниженні напруги, ніж на підвищенні, а також що чим більша довжина з'єднувальної лінії, тим більше виражений регулювальний ефект.
Розглянута робота фотоелектричної станції (ФЕС), підключеної до розподільної мережі (РМ) через смартінвертор, який має функцію стабілізації вихідної напруги за допомогою регулювання реактивної потужності. Побудовано електричну модель системи “ФЕС – радіальна РМ – розподільна підстанція (ПС)” і виконано відповідні чисельні розрахунки системи нелінійних рівнянь у представленні потоків потужності. Проаналізовано вплив вихідної потужності інвертора на напругу спільного профобладнання, а саме: параметрів підвищувальних трансформаторів і пропускної спроможності електричних ліній. При цьому застосовувались моніторингові дані з інверторів ФЕС, що піддаються відключенню від мережі при високому рівні сонячної радіації. Виявлено, що потужності трансформаторів суттєво не впливають на перенапруги в СТІП, якщо трансформатори мають відповідну потужність. Те саме стосується і втрат видачі потужності в розподільній лінії електропередавання. Показано, що головну роль в перевищенні допустимої вихідної напруги інвертора, який підключений до розподільної мережі, відіграють електричні втрати у з'єднувальних проводах між СТІП і підвищувальним трансформатором. Отримані граничні значення довжини з'єднувальної лінії для різних типів проводів СІП, які широко застосовуються для малопотужних ФЕС, а також для різних типів мережевого обладнання РМ і ПС. Проаналізована можливість підтримки напруги у точці підключення ФЕС до РМ за допомогою модуляції реактивної потужності смартінвертором. Виконано моделювання інверторного регулювання напруги з урахуванням ролі мережевого обладнання (трансформаторів та фідерів). Отримані оцінки ступенів впливу ефекту динамічного інверторного регулювання, а також установлена залежність цього ефекту від довжини з’єднувальної лінії між СТІП і підвищувальним трансформатором. Показано, що інверторне регулювання є більш ефективним на зниженні напруги, ніж на підвищенні, а також що чим більша довжина з'єднувальної лінії, тим більше виражений регулювальний ефект.
У цій роботі розроблено конструкцію та програмні алгоритми автономної системи для тестування фотоелектричних модулів (ФМ) у реальних умовах експлуатації. Розвинутий метод обробки вольт-амперних характеристик (ВАХ) модулів дозволяє визначати параметри фотомодулів: фотострум, зворотний струм насичення pn-переходу, коефіцієнт неідеальності, послідовний та паралельний опори електричних втрат. Слід відзначити, що ці параметри зазвичай не надаються виробниками модулів, але вони суттєві для визначення поточного стану ФМ, їх діагностики, а також для коректного прогнозування роботи фотоелектричних станцій (ФЕС) у різних зовнішніх умовах. Автоматизована вимірювальна система сконструйована на базі мікрокомп’ютера Raspberry Pi B, у ній реалізований метод сканування ВАХ шляхом зміни резистивного навантаження. Комутація резисторів здійснюється MOSFET-транзисторами, якими керує певна програма, записана в пам’ять мікрокомп’ютера. Тривалість сканування всій ВАХ не перевищує кількох секунд, що дає можливість отримувати реальну ВАХ при змінних сонячної радіації і температурі, та проводити тестування ФМ в польових умовах на ФЕС. Параметри ФМ у рамках однодіодної схеми заміщення розраховуються за допомогою оригінального методу рішення системи нелінійних рівнянь за стійким ітераційним алгоритмом, який заснований на розкладанні нелінійних рівнянь за малими параметрами та забезпечує визначення параметрів не більш ніж за десять секунд.
Розглянуті причини підвищення напруги на виході фотоелектричної станції (ФЕС) у складі розподільної мережі, пов’язані з раптовими змінами взаємного рівня споживання в мережі й генерації станції. Вихід значення напруги змінного струму в спільної точці інверторного підключення (СТІП) за гранично допустимі значення є дуже важливим фактором, оскільки він призводить до автоматичного відключення інверторів ФЭС від розподільної мережі й перериванню постачання енергії в мережу. Для аналізу цього фактора була застосована еквівалентна схема з подвійним живленням на кінцях радіальної розподільної лінії: від підстанції й ФЕС. Схема зі зворотним потоком потужності включала такі послідовні компоненти: інвертор – з’єднувальний відрізок кабелю – підвищувальний трансформатор – розподільна лінія з еквівалентним навантаженням – трансформаторна підстанція – високовольтна мережа. Потік потужності навантаження був локалізований в певному вузлі розподільної лінії, й тому еквівалентна схема була зведена до тривузлової схеми заміщення: ФЕС – вузол споживання – ПС. В процесі моделювання були проаналізовані різні співвідношення рівнів споживання в мережі й генерації ФЕС, а також різні місця локалізації навантаження вздовж лінії. Як показують проведені розрахунки енергосистеми із подвійним живленням та змінним споживанням, вплив рівня споживання при фіксованій генерації суттєво впливає на зростання або зменшення напруги в СТІП до мережі. Раптове падіння потужності навантаження при незмінному рівні генерації ФЕС та незмінних уставках системи РПН підстанції призводить до зростання вихідної напруги інвертора – тим більшою мірою, чим більше загальний імпеданс мережевого обладнання (розподільної лінії й підвищувального трансформатора) та з’єднувального кабелю між інвертором і підвищувальним трансформатором.
Робота присвячена розробці моделі та методики розрахунку резервної фотоелектричної системи (РФЕС), призначеної для підтримки локального споживача при періодичних відключеннях від електромережі. Запропоновані метод та алгоритм розрахунку, що засновані на рівняннях балансу енергії в системі протягом доби для заданих добових профілів навантаження та сценарію відключення. Метод дозволяє розрахувати необхідні розмірні параметри РФЕС: необхідну потужність масиву фотомодулів Pinst і сумар-ну ємність акумуляторів Qinst. Змодельовані різні сценарії відключення для РФЕС, розташованої в Київській області, яка забезпечує підтримку добового навантаження 10 кВт. Отримані залежності параметрів Pinst і Qinst від характеристик сценаріїв відключень. Оцінена надійність резервного електропостачання при відхиленні енергії заряду батареї на початок доби від необхідного рівня. Представ-лений метод визначення розмірів РФЕС може бути використаний при проєктуванні систем локального резервного електропостачання житлових будинків або малих підприємств для умов воєнного стану.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.