МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НАКОПИТЕЛЯ ЭНЕРГИИ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ НАГРУЗОЧНЫМ ДИАГРАММАМ

ЦЕЛЬ. Разработать методику расчета основных параметров (мощность и обменная энергоёмкость) накопителя энергии по результатам анализа экспериментальных нагрузочных диаграмм с учетом его назначения. Проиллюстрировать эффективность методики на конкретных практических примерах. МЕТОДЫ. При выполнении работы использовались методы математического моделирования (с использованием ПК MATLAB Simulink) и пассивного натурного эксперимента в энергосистеме (для получения нагрузочных диаграмм). Частотный анализ экспериментальных нагрузочных диаграмм проводился методом быстрого преобразования Фурье. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Предложен алгоритм и разработана процедура выбора основных параметров накопителя энергии, основывающаяся на гармоническом анализе нагрузочной диаграммы. В зависимости от назначения накопителя разрабатывается соответствующая стратегия его использования. В статье рассматриваются два примера применения накопителя энергии. Для каждого из них на основе анализа результатов натурных экспериментов определены амплитудно-частотные характеристики нагрузочных диаграмм и по разработанной процедуре выполнен выбор параметров накопителя. ВЫВОДЫ. Предложенная в статье методика позволяет на основании анализа экспериментальной нагрузочной диаграммы выделять нежелательные частоты колебаний мощности нагрузки и производить выбор параметров накопителя энергии для их подавления. Нежелательными могут быть любые отклонения мощности от заданного значения, диапазон частот или отдельные частоты. Выбранный по описанной в статье методике накопитель энергии обладает достаточной мощностью и энергоемкостью для достижения поставленной цели.

накопитель энергии, основные параметры накопителя, нагрузочная диаграмма, амплитудно-частотная характеристика, автономная электростанция, изолированная система электроснабжения, резко-переменная нагрузка, низкочастотные колебания режимных параметров

1. Концепция развития рынка систем хранения электроэнергии в Российской Федерации [Электронный ресурс]. Министерство энергетики Российской Федерации. URL: https://minenergo.gov.ru/system/download-pdf/9013/74739 (05.03.2018).

2. Бердников Р.Н., Фортов В.Е., Шакарян Ю.Г., Деньщиков К.К. Гибридный накопитель энергии для ЕНЭС на базе аккумуляторов и суперконденсаторов // Энергия единой сети. 2013. № 1. С. 40-51.

3. Zobaa A.F. Energy storage technologies and applications. Rijeka, Croatia: Intech, 2013. 328 p.

4. Глускин И.З., Ефремов Д.Г., Ефремова И.Ю. Применение накопителей в энергосистеме для целей противоаварийной автоматики // Евразийский научный журнал. 2015. № 11. С. 80-86.

5. Арестова А.Ю., Горте О.И., Хмелик М.С., Кирьянова Н.Г., Гробовой А.А. Накопитель энергии как средство противоаварийного управления на примере сети электроснабжения о. Русский // Автоматизация и IT в энергетике. 2016. № 5 (82). С. 15-22.

6. Алемасов В.А., Борисов А.А., Зырянов В.М. Оценка перспектив снижения расхода топлива в судовой энергосистеме с накопителем энергии // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2011. № 2. C. 215-217.

7. Кононенко В.Ю., Вещунов О.В., Билашенко В.П., Смоленцев Д.О. Эффекты применения накопителей энергии в изолированных энергосистемах России // Арктика: экология и экономика. 2014. № 2 (14). С. 61-66.

8. Горте О.И., Зырянов В.М., Кирьянова Н.Г., Пранкевич Г.А. Метод выбора параметров накопителя энергии при резкопеременной нагрузке // Электроэнергетика глазами молодёжи - 2017: материалы VIII Междунар. молодежной науч.-практ. конф. (Самара, 02-06 октября 2017 г.); в 3 т. Самара: Изд-во Самарского государственного технического университета, 2017. Т. 3. С. 135-138.

9. Балуев Д.Ю., Зырянов В.М., Кирьянова Н.Г., Пранкевич Г.А. Применение накопителя энергии для демпфирования колебаний мощности в автономных энергосистемах // Инфраструктурные отрасли экономики: проблемы и перспективы развития: материалы XVIII Всерос. науч.-практ. конф. (Новосибирск, 12 мая - 06 июня 2017 г.). Новосибирск: Изд-во ООО «Центр развития научного сотрудничетва», 2017. С. 181-187.

10. Kiryanova N.G., Baluev D.Y., Prankevich G.A., Zyryanov V.M. Energy storage device application for load oscillations damping in isolated power systems // Advances in Engineering Research (Actual issues of mechanical engineering (AIME 2017): proceedings of the international conference. 2017. Vol. 133. P. 325-330. DOI: https://doi.org/10.2991/aime-17.2017.53.

11. Смоленцев Н.И. Накопители энергии в локальных электрических сетях // Ползуновский вестник. 2013. № 4-2. С. 176-181.

12. Климова Т.Г., Савватин М.В. Анализ влияния периодически меняющейся нагрузки на возникновение низкочастотных колебаний // Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем: сборник докладов V Междунар. науч.-техн. конф. (Сочи, 01-05 июня 2015 г.). Сочи, 2015.

13. Литкенс И.В., Пуго В.И. Колебательные свойства электрических систем. М.: Энергоатомиздат, 1988. 216 с.