Розосереджене генерування в задачах підвищення енергоефективності розподільних електричних мереж

Abstract

Дисертаційна робота присвячена комплексному розробленню методів і засобів підвищення енергоефективності розподільних електричних мереж з розосередженими джерелами енергії. В роботі отримано нове вирішення актуальної науково-прикладної задачі. За допомогою математичного моделювання та результатів натурних експериментів показано вплив різнотипних відновлюваних джерел енергії на режими роботи мереж різних класів напруги, зменшення втрат електроенергії та покращення її якості, а також підвищення надійності електропостачання. Такий підхід дозволяє розробити етапність впровадження заходів з підвищення ефективності функціонування електричних мереж з ВДЕ. Подальшого розвитку в роботі набув метод визначення взаємовпливу електричних мереж різних класів напруги, шляхом врахування режиму роботи відновлюваних джерел енергії в мережах нижчих класів напруги, а саме через уточнення напрямків перетікання потужності та її значення в точці приєднання до мереж вищих класів напруги. Використання математичного апарату аналізу чутливості дозволило вдосконалити метод формування енергоощадних заходів зі зменшення втрат в електричних мережах з врахуванням їх впливу на якість напруги в них, шляхом використання фотоелектричних станцій в режимі компенсації реактивної потужності. Розроблені в роботі методи і засоби оцінювання ефективності функціонування розподільних електричних мереж дозволяють комплексно оцінювати заходи з підвищення енергоефективності електричних мереж з розосередженим генеруванням

Диссертация посвящена комплексной разработке методов и средств повышения энергоэффективности распределительных электрических сетей с рассредоточенными источниками энергии. В работе получено новое решение актуальной научно-прикладной задачи. С помощью математического моделирования и результатов натурных экспериментов показано влияние разнотипных возобновляемых источников энергии на режимы работы сетей различных классов напряжения, уменьшения потерь электроэнергии и улучшения ее качества, а также повышение надежности электроснабжения. Такой подход позволяет разработать этапность внедрения мероприятий по повышению эффективности функционирования электрических сетей с ВИЭ. Дальнейшее развитие в работе получил метод определения взаимовлияния электрических сетей различных классов напряжения, путем учета режима работы возобновляемых источников энергии в сетях низших классов напряжения, а именно из-за уточнения направлений перетекания мощности и ее значение в точке присоединения к сетям высших классов напряжения. Использование математического аппарата анализа чувствительности позволило усовершенствовать метод формирования энергосберегающих мероприятий по уменьшению потерь в электрических сетях с учетом их влияния на качество напряжения в них, путем использования фотоэлектрических станций в режиме компенсации реактивной мощности. Разработанные в работе методы и средства оценки эффективности функционирования распределительных электрических сетей позволяют комплексно оценивать меры по повышению энергоэффективности электрических сетей с рассредоточенным генерированием.

Reducing electricity losses in electricity networks as part of the overall task of improving the efficiency and quality of energy production is a complex complex problem that requires a systematic approach. One of the components of this problem is the calculation and analysis of the impact of renewable energy sources (RES) on the energy efficiency of distribution electricity networks (DEN). Especially during the intensive development of RES in conditions of underfunding of distribution electricity networks. The effectiveness of calculations and analysis, as well as further planning of energy saving measures depends on information, methodological, mathematical, logistical and organizational support. To date, there are no regulatory documents that would minimize the unreasonable volume of RES implementation. This is due to the lack of generally accepted methods for determining the location and allowable capacity of connected RES. In recent years, the growing share of renewable sources in the energy balance has led to the loading of a large number of distribution lines and transformers. As a result, there is not only an increase in electricity losses, but also a decrease in the reliability of electricity supply and quality of electricity. Solving these problems requires a comprehensive approach, which includes organizational and technical energy-saving measures, as well as the development and reconstruction of electrical networks. Given the interaction of all measures and changes in electricaj netwoks, it is useful to have an overall assessment of their impact on the quality of the electrical network as a whole. That is why the dissertation work is devoted to the complex development of methods and means of improving the energy efficiency of electrical distribution networks with dispersed energy sources. A new solution of the actual scientific-applied problem is obtained in the work. Using mathematical modeling and the results of field experiments, the influence of different types of renewable energy sources on the modes of operation of networks of different voltage classes, reducing electricity losses and improving its quality, as well as increasing the reliability of power supply is shown. This approach allows to develop a phased implementation of measures to improve the efficiency of electrical networks with DEN. The method of determining the interaction of electrical networks of different voltage classes was further developed by taking into account the mode of operat of renewable energy sources in networks of lower voltage classes, namely by specifying the directions of power flow and its value at the point of connection to higher voltage classes. The use of a mathematical apparatus for sensitivity analysis has improved the method of forming energy-saving measures to reduce losses in electrical networks, taking into account their impact on the quality of voltage in them, by using photovoltaic stations in reactive power compensation mode. The methods and means of evaluation of efficiency of functioning of distributive electric networks developed in work allow to estimate comprehensively measures for increase of energy efficiency of electric networks with dispersed generation