Підвищення якості електропостачання у Energy Smart Community з джерелами розосередженої генерації

Abstract

Серед різних відновлюваних технологій енергія вітру і сонячна фотоелектрична енергія є комерційно найпривабливішою і широко застосовується. Стрімкий розвиток напрямку відновлюваної енергетики став передумовою майбутньої зміни базової стратегії функціонування енергосистем і енергоринку, створення нових форматів взаємодії в рамках «споживач – енергопостачальна компанія», які описані в понятті Energy Smart Community . Найкращим варіантом побудови Energy Smart Community є режим роботи приватних домогосподарств, в якому не тільки ефективно та економічно споживається електроенергія, а ще генерується у мережу. Вимоги підключення до мережі, зазначені стандартами, є основними настановами для проектування, управління та експлуатації сонячних фотоелектричних систем. Оскільки напруга (струм) фотоелектричних генераторів несумісні з навантаженням з погляду амплітуди та частоти, то потрібно використовувати силові перетворювачі. Система керування перетворювачем DC/AC повинна будуватися таким чином, щоби струм був синусоїдним з низь-ким THD. В роботі пропонується перетворювач на базі розробленої слідкувальної системи з релейним керуванням і примусовим формуванням споживаних і генерованих з мережі струмів синусоїдної форми за відсутності фазового зсуву між напругою й струмом. Релейне керування дозволяє реалізувати граничну швидкодію під час відпрацювання завдання. Цифровим моделюванням досліджені режими роботи запропонованого перетворювача: живлення навантаження від мережі та сонячної фотоелектричної системи (СФЕС); живлення від СФЕС та генерування енергії в мережу; генерування енергії в мережу у разі відключеного навантаження; живлення від СФЕС. В усіх режимах роботи струм синусоїдний. Про-аналізовано якість струму за допомогою гармонічного аналізу. THD 3,41 %, таке значення задовольняє вимоги стандарту якості споживаного струму. Окремі гармоніки не перевищують максимально допустимих значень.

Solar photovoltaic energy is the most commercially attractive and widely used. The rapid development of the direction of renewable energy has become a prerequisite for the future change in the basic strategy for the functioning of energy systems and the energy market, the creation of new formats of interaction within the framework of "consumer — energy supply company", which are described in the concept of Energy Smart Community. The best option for building an Energy Smart Community is a mode of operation for private households, in which not only electricity is efficiently and economically consumed, but also generated into the grid. Grid connection requirements are fundamental principles in the design, management and operation of solar photovoltaic systems. These requirements are contained in the standards. The voltage (current) of photovoltaic generators is incompatible with the load in terms of amplitude and frequency, so power converters must be used. The control system of the DC/AC converter should be designed in such a way that the current is sinusoidal with low THD. The paper proposes a converter based on the developed tracking system with relay control and forced formation of sinusoidal currents consumed and generated from the network in the absence of a phase shift between voltage and current. Relay control allows you to realize the maximum speed. By digital modeling, the operating modes of the proposed converter were investigated: power supply of the load from the network and photovoltaic system (PV-system) power supply from the PV-system and power generation into the network; generating energy to the network, with the load disconnected; power supply from PV-system In all modes of operation, the current is sinusoidal. The quality of the current is analyzed using harmonic analysis. THD is 3.41 %, which meets the current quality standard. Individual harmonics do not exceed the maximum permissible values.