Оцінювання балансової надійності відновлюваних джерел електроенергії у розподільних мережах з урахуванням типових графіків генерування та споживання

Abstract

Дослідженно місце централізованих джерел у забезпеченні балансу електроенергії в розподільних мережах з розосередженим генеруванням. Запропоновано метод оцінювання графіка недовідпуску електроенергії споживачам, що зумовлений раптовими відмовами елементів електричних мереж (ЕМ), основного обладнання розосереджених джерел енергії (РДЕ), а також невідповідністю, з природних причин, графіків генерування РДЕ, заявленим. З урахуванням перерахованих факторів, використовуючи методи теорії ймовірності та принцип декомпозиції, отримано вираз для оцінювання недовідпуску електроенергії у розподільній мережі з РДЕ. Враховуються імовірності виходу з ладу окремих елементів ЕМ, а також відмови розосереджених джерел та невідповідність їх графіків генерування для заданого моменту часу. Експериментально встановлено, що, використовуючи значення потужностей генерування та споживання, а також схем електропостачання для певних моментів часу t, можна достатньо адекватно оцінювати графік недовідпуску електроенергії споживачам, коефіцієнт балансової надійності, а також графік необхідного резерву потужності централізованого джерела для забезпечення балансової надійності ЕМ, тобто електропостачання споживачів та функціонування РДЕ.

Исследована роль централизованных источников в обеспечении баланса электроэнергии в распределительных сетях с рассредоточенным генерированием. Предложен метод оценки графика недоотпуска электроэнергии потребителям, обусловленного внезапными отказами элементов ЭС (электрической сети), основного оборудования РИЭ (распределённые источники энергии), а также несоответствием, по естественным причинам, графиков генерирования РИЭ, заявленным.

Предложен комбинированный метод который, в отличие от известных, учитывает суточный график нагрузки и изменения схемы транспортировки электроэнергии в зависимости от режимов работы рассредоточенных источников. Экспериментально установлено, что предложенный подход позволяет повысить адекватность оценки балансовой надежности благодаря комбинированию методов оценки надежности и периодическому уточнению исходных данных с помощью геоинформационных систем.

Наличие РИЭ в системе электроснабжения имеет как положительные так и отрицательные последствия. Среди положительных следует отметить уменьшение недоотпуска электроэнергии в течение суток. К негативным относится необходимость их резервирования централизованными источниками энергии, поскольку РИЭ без средств накопления энергии не могут обеспечить заявленный график выдачи мощности из-за зависимости от погодных условий. Результаты расчетов по характерным графиками нагрузки/генерирования указывают на необходимость держать в резерве мощность, которая покрывала до 40 % суммарного электропотребления.

С учетом перечисленных факторов, используя методы теории вероятности и принцип декомпозиции, получено выражение для оценки недоотпуска электроэнергии в распределительной сети с РИЭ. Учитываются вероятности выхода из строя отдельных элементов ЭС, а также отказа рассредоточенных источников и несоответствие их графиков генерации для заданного момента времени.

Экспериментально установлено, что, используя значения мощностей генерации и потребления, а также схем электроснабжения для определенных моментов времени t, можно достаточно адекватно оценивать график недоотпуска электроэнергии потребителям, коэффициент балансовой надежности, а также график необходимого резерва мощности централизованного источника для обеспечения балансовой надежности ЭС, то есть электроснабжения потребителей и функционирования РИЭ.

The article focuses on the location of centralized sources in providing a balance of power in distributive networks with distributed generation. The method of estimating the timetable of non-consumption of electricity to consumers is proposed, which is caused by sudden failures of the ES (electrical system) elements, the main equipment of the DES (dispersed energy sources), as well as the discrepancy, from the natural causes, schedules generated by the DES, declared.

The article suggests a combined method that, unlike known ones, takes into account the daily load schedule and changes in the electric power transmission scheme depending on the operation modes of dispersed sources. It has been experimentally established that the proposed approach makes it possible to increase the adequacy of the estimation of balance reliability by combining methods for estimating reliability and periodically refining the initial data with the help of geoinformation systems.

The presence of IDE in the electricity supply system has both positive and negative effects. Among the positive ones, it should be noted a decrease in electricity consumption during the day. Negative is the need for their reservation by centralized sources of energy, since IDEs without means of accumulation of energy cannot provide the stated schedule of power delivery due to the difficult predicted weather conditions. The results of calculations on characteristic load / generation graphs indicate the need to keep in reserve the power that would cover up to 40% of the total electricity consumption.

Considering these factors, using the probability theory methods and the decomposition principle, an expression was obtained for evaluating the lack of electricity in the distribution network with the DES. The probability of failure of individual elements of the ES, as well as the failure of dispersed sources and inconsistency of their generation schedules for a given time point are taken into account.

It has been experimentally established that using the power generating and consumption capacities, as well as power supply schemes for certain moments of time, it is possible to adequately assess the timetable for the lack of electricity for consumers, the reliability of the balance sheet, as well as the schedule of the required power reserve of the centralized source for ensuring the balance reliability of the ES, that is, consumer electricity supply and operation of the DES.