Використання активних споживачів для балансування електроенергії в електричній мережі

Abstract

The article considers the problem of balancing power and electricity in an electric grid, in which electricity consumption and its generation by renewable energy sources (RES) are commensurable to each other. Some of the electricity consumers in the electric grid are active, which are traditionally used to level load schedules at a multi-rate tariff. The development of RES in electric grids changes the conditions of their operation and poses new tasks. Electric grids with a significant amount of RES in the balance of power and electricity have all the signs of a local electric system (LES) with characteristic problems. In particular, this concerns the instability of the generation of wind and photovoltaic power plants (WPP, PV), the creation of a system of ways and means of reserving RES for reliable and high-quality electricity supply, regulation of electricity parameters in accordance with standards, ensuring self-organization and self-recovery as necessary elements of Smart Grid technologies, etc. It is shown that, first of all, in order to compensate for the instability of RES generation, it is recommended to use the possibilities of coordination in the electric grid of electricity generation and consumption schedules by active consumers. It is advisable to use other methods and means for full balancing of the amount of electricity that remained unbalanced after such reconciliation: available maneuverable power system capacities, electrochemical storage devices, hydrogen produced in the grid. Comprehensive coordination of generation and consumption schedules in the electrical grid for balancing electricity in it is carried out using a morphometric method, which is based on the transition from the Cartesian to the polar coordinate system

В роботі розглянуто проблему балансування потужності та електроенергії в електричній мережі, в якій споживання електроенергії та її генерування відновлюваними джерелами енергії (ВДЕ) співрозмірні між собою. Частина споживачів електроенергії в електричній мережі є активними, які традиційно використовуються для вирівнювання графіків навантаження за багатоставковим тарифом. Розбудова ВДЕ в електричних мережах змінює умови їх експлуатації і ставить нові задачі. Електричні мережі зі значною кількістю ВДЕ в балансі потужності та електроенергії мають всі ознаки локальної електроенергетичної системи (ЛЕС) з характерними проблемами. Зокрема це стосується нестабільності генерування вітрових і фотоелектричних станцій (ВЕС, ФЕС), створення системи способів і засобів резервування ВДЕ для надійного і якісного електропостачання, регулювання параметрів електроенергії у відповідності до стандартів, забезпечення самоорганізації і самовідновлення як необхідних елементів Smart Grid технологій тощо. Показано, що в першу чергу для компенсації нестабільності генерування ВДЕ рекомендується використати можливості узгодження в електричній мережі графіків генерування і споживання електроенергії активними споживачами. На значення електроенергії, що залишилася незбалансованою після такого узгодження, для повного балансування доцільно використати інші способи і засоби: доступні маневрені потужності ЕЕС, електрохімічні накопичувачі, вироблений в мережі водень. Комплексне узгодження графіків генерування і споживання в електричній мережі для балансування в ній електроенергії здійснюється з використанням морфометричного апарату, в основі якого лежить перехід від декартової до полярної системи координат