Оценка точности математической модели системы накопления энергии по результатам натурного эксперимента на газопоршневой электростанции

Page 1
background image

Page 2
background image

58

58

Оценка точности математической 
модели системы накопления 
энергии по результатам 
натурного эксперимента на 
газопоршневой электростанции

УДК 620.09:004.94

В

 

статье

 

приведена

 

оценка

 

адекватности

 

и

 

точности

 

математической

 

модели

 

системы

 

накопления

 

энергии

 (

СНЭ

по

 

результатам

 

натурного

 

эксперимента

 

в

 

автономной

 

энергосистеме

включающей

 

в

 

свой

 

состав

 

газопоршневую

 

элек

-

тростанцию

активную

 

резкопеременную

 

нагрузку

 

и

 

головной

 

промышленный

 

образец

 

СНЭ

 

номинальной

 

мощностью

 1200 

кВА

энергоемкостью

 400 

кВт∙ч

 

и

 

напряжением

 10 

кВ

 

на

 

базе

 

литий

-

ионных

 

аккумуляторных

 

батарей

Описана

 

структура

 

разработанной

 

математической

 

модели

 

СНЭ

 

для

 

расчета

 

переходных

 

процессов

Сравнение

 

результатов

 

натурных

 

испытаний

 

и

 

расчетов

 

с

 

использо

-

ванием

 

математической

 

модели

 

СНЭ

 

показало

 

их

 

качественное

 

и

 

количествен

-

ное

 

совпадение

достаточное

 

для

 

научных

 

и

 

инженерных

 

исследований

 

функ

-

ционирования

 

СНЭ

 

в

 

составе

 

энергосистем

.

Гужавина

 

В

.

В

.,

руководитель службы аналитики, методологии 

и технического развития ООО «Системы 

накопления энергии»

Нестеренко

 

Г

.

Б

.,

инженер службы аналитики, методологии 

и технического развития ООО «Системы 

накопления энергии», аспирант кафедры 

Автоматизированных электроэнергетических 

систем НГТУ

Пранкевич

 

Г

.

А

.,

инженер службы аналитики, методологии 

и технического развития ООО «Системы 

накопления энергии»

Бачурин

 

П

.

А

.,

ассистент кафедры Электроники и электро-

техники НГТУ

Гладков

 

Д

.

С

.,

магистрант кафедры Автомати зирован ных 

электро энергетических систем НГТУ

Зырянов

 

В

.

М

.

к.т.н., с.н.с., доцент кафедры Автоматизиро-

ванных электроэнергетических систем НГТУ

Ключевые

 

слова

:

математическая модель, система накопления 

энергии, система накопления электрической 

энергии, накопитель энергии, газопоршневая 

установка, экспериментальные исследования, 

автономная энергосистема, резкопеременная 

нагрузка, нагрузочная диаграмма, литий-

ионная аккумуляторная батарея

накопители электроэнергии

П

о мере своего развития электроэнергетиче-

ские  системы  становятся  все  более  слож-

ными не только по своей структуре, но и по 

функциональным  возможностям.  В  их  со-

ставе  появляются  принципиально  новые  элементы 

энергосистемы, такие как системы накопления энер-

гии (СНЭ), которые позволяют решать ряд сложных 

задач комплексно и гораздо более эффективно, чем 

это делается традиционными методами [1–5]. 

Развитие  систем  накопления  энергии  в  России 

происходит  все  более  интенсивно,  что  обусловлено 

прогрессом  в  технологиях  и  снижением  стоимости 

оборудования,  в  частности  литий-ионных  аккумуля-

торных батарей. Применение СНЭ в составе объектов 

распределенной энергетики, особенно в автономных 

энергосистемах, в настоящее время является одним 

из наиболее рентабельных направлений применения 

СНЭ в российской электроэнергетике [6, 7].

Основными  источниками  электроэнергии  на  ав-

тономных  электростанциях  нефтегазодобывающих 

предприятий являются дизельные (ДГУ), газотурбин-

ные (ГТУ) и газопоршневые установки (ГПУ), для ко-

торых режим работы при низкой загрузке приводит 

к негативным последствиям. При снижении нагрузки 

этих установок ниже 30–40% повышается износ эле-

ментов приводных двигателей, сокращается их мото-

ресурс и значительно увеличивается расход топлива 

[8]. Неравномерный график нагрузки с большими пи-

ками и глубокими провалами, характерный для добы-

вающих  предприятий,  также  увеличивает  удельный 

расход топлива и моторесурса. Более того, ГПУ при 

значительных набросах или сбросах нагрузки могут 

аварийно  отключаться  технологическими  защитами 

во избежание повреждения газопоршневого двигате-


Page 3
background image

59

59

ля. Кроме того, из-за соизмеримости мощностей ге-

нераторов и двигателей нагрузки резкие изменения 

режима  работы  последних  приводят  к  ухудшению 

качества электроэнергии и формируют потребность  

в «быстром» резерве мощности.

Применение  систем  накопления  энергии  в  изо-

лированных  энергосистемах  повышает  надежность 

и  качество  электроснабжения,  снижает  удельный 

расход  топлива,  а  также  приводит  к  снижению  по-

требности  в  резервных  генерирующих  мощностях. 

При наличии в составе энергосистемы СНЭ переход-

ные процессы протекают со значительно меньшими 

отклонениями частоты и напряжения [9].

Как  и  в  случае  с  традиционными  элементами 

энергосистем, для выбора параметров СНЭ, разра-

ботки и отработки алгоритмов управления, анализа 

целесообразности  и  эффективности  применения 

СНЭ необходимы соответствующие математические 

модели, позволяющие производить расчеты устано-

вившихся режимов и переходных процессов.

Настоящая  статья  посвящена  оценке  точности 

и  адекватности  математической  модели  СНЭ,  раз-

работанной авторами, путем сравнения результатов 

расчетов и результатов испытаний СНЭ-10-1200-400 

в составе экспериментальной энергосистемы с газо-

поршневой электростанцией и резкопеременной на-

грузкой.

ОПИСАНИЕ

 

МАТЕМАТИЧЕСКОЙ

 

МОДЕЛИ

 

СНЭ

В связи с отсутствием в электроэнергетических про-

граммно-вычислительных  комплексах  (ПВК)  стан-

дартных  моделей  СНЭ,  позволяющих  проводить 

расчеты  переходных  процессов  в  энергосистемах, 

авторами  была  разработана  соответствующая  мо-

дель  СНЭ.  Для  разработки  был  использован  ПВК 

DIgSILENT PowerFactory.

В  настоящей  работе  используется  модель  СНЭ, 

усовершенствованная  относительно  модели,  опи-

санной авторами в [10–12]. В процессе заряда и раз-

ряда учитывается коэффициент полезного действия 

СНЭ. Кроме того, учитываются саморазряд накопи-

телей  энергии  и  зависимость  располагаемой  мощ-

ности СНЭ от уровня заряда. Соответствующая за-

висимость  задается  пользователем,  что  позволяет 

использовать  модель  для  имитации  СНЭ  с  различ-

ными типами накопителей энергии.

Основное назначение расчетов с использованием 

модели — оценка правильности выбора параметров 

СНЭ, апробация алгоритмов управления СНЭ, оцен-

ка  эффективности  работы  СНЭ  в  различных  усло-

виях.  Модель  позволяет  рассчитывать  переходные 

процессы  с  учетом  управляемого  обмена  активной 

и реактивной мощностью СНЭ и энергосистемы при 

основных ограничениях, накладываемых характери-

стиками элементов СНЭ.

Модель СНЭ имеет 2 основные структуры, пере-

ключение между которыми осуществляется пользо-

вателем в зависимости от задач исследования:

1)  структура  для  расчета  электромеханических  пе-

реходных  процессов  (по  действующим  значени-

ям);

2)  структура  для  расчета  электромагнитных  пере-

ходных процессов (по мгновенным значениям).

В  основе  структуры  модели  СНЭ  для  расчета 

электромеханических  переходных  процессов  (ри-

сунок  1)  с  целью  снижения  требований  к  вычисли-

тельным  ресурсам  и  сокращения  времени  расчета 

для  моделирования  работы  преобразователя  ис-

пользуется  управляемый  источник  мощности  (блок 

статического  генератора).  Также  в  структурную 

схему  модели  входят:  блок  параметров  СНЭ;  бло-

ки  моделирования  динамических  процессов  в  СНЭ 

(блок расчета уровня заряда, блок контроля уровня 

заряда, блок ограничения активной мощности, блок 

ограничения полной мощности, блок задержки); блок 

системы управления СНЭ.

В блоке параметров задаются основные парамет-

ры  СНЭ.  Блоки,  моделирующие  функционирование 

подсистем СНЭ во времени, представляют собой на-

боры элементов и функций, позволяющие источнику 

мощности выдавать или потреблять энергию с уче-

том особенностей СНЭ. В блок системы управления 

закладываются алгоритмы, реализующие заданные 

режимы функционирования СНЭ.

Рис

. 1. 

Структура

 

модели

 

СНЭ

 

для

 

расчета

 

электромеханических

 

переходных

 

процессов

E

full

 — 

номинальная

 

энергоем

-

кость

 C

НЭ

МВт∙ч

S

full

 —  

номинальная

 

мощность

 

СНЭ

МВА

SOC

ini

 — 

начальный

 

уровень

 

заряда

 C

НЭ

о

.

е

.; 

SOC

min-max

 — 

ограничения

 

по

 

максимальному

 

и

 

минимальному

 

уровню

 

заряда

 

СНЭ

о

.

е

.; 

SOC

 — 

текущий

 

уровень

 

заряда

 

СНЭ

о

.

е

.; 

P

ref

 

и

 

Q

ref

 — 

сигналы

 

требуемых

 

мощностей

МВт

 

и

 

Мвар

P

lim1

 

и

 

Q

lim1

 — 

желаемые

 

мощности

 

с

 

учетом

 

ограничения

 

по

 

уровню

 

заряда

МВт

 

и

 

Мвар

P

lim11

 — 

желаемая

 

активная

 

мощность

 

с

 

учетом

 

ограничений

 

по

 

уровню

 

заряда

 

и

 

распо

-

лагаемой

 

мощности

МВт

P

lim2

 

и

 

Q

lim2

 — 

желаемые

 

мощности

 

с

 

учетом

 

ограничений

 

по

 

уровню

 

заряда

располагаемой

 

мощности

 

и

 

полной

 

мощности

МВт

 

и

 

Мвар

P

ext

 

и

 

Q

ext

 — 

сигналы

задающие

 

выдаваемую

 

или

 

потребляемую

 

мощ

-

ность

 

СНЭ

 

с

 

учетом

 

ограничений

МВт

 

и

 

Мвар

P

bus

 — 

активная

 

мощность

выдаваемая

 

или

 

потребляемая

 

СНЭ

МВт

E

full

S

full

SOC

ini

Параметры 

СНЭ

Система 

управления

Контроль 

уровня 

заряда

Расчет 

уровня 

заряда

Ограничение 

активной 

мощности

Ограничение 

полной 

мощности

Статический 

генератор

Задержка

SOC

min-max

SOC

P

ref

Q

ref

P

lim1

Q

lim1

P

lim11

P

lim2

Q

lim2

P

ext

Q

ext

P

bus

S

full

 5 (62) 2020


Page 4
background image

60

Структура модели СНЭ для расчета электромаг-

нитных  переходных  процессов  отличается  от  опи-

санной выше тем, что управляемый источник мощно-

сти заменяется на транзисторный преобразователь, 

управляемый  посредством  широтно-импульсной 

модуляции  (ШИМ)  с  использованием  теории  мгно-

венной мощности Хирофуми Акаги [13]. Кроме того, 

добавляется блок фазовой автоподстройки частоты, 

осуществляющий синхронизацию с энергосистемой.

Первичная  оценка  достоверности  математиче-

ской модели СНЭ проводилась путем сравнения ре-

зультатов расчета (рисунки 3, 5) с результатами на-

турного  эксперимента  (рисунки  2,  4),  проведенного 

в Новосибирске в автономной энергосистеме, вклю-

чающей СНЭ мощностью 100 кВА и энергоемкостью 

153 кВт∙ч с аккумуляторами LT-LYP300AH, дизель-ге-

нераторную установку ЭДД-100 мощностью 100 кВт 

и  коммутируемую  нагрузку  максимальной  мощно-

стью 89 кВт [14].

Сравнение расчетов на модели с натурными ис-

пытаниями  показало,  что  разработанная  модель 

СНЭ  обеспечивает  качественное  и  количественное 

соответствие реальной СНЭ.

СРАВНЕНИЕ

 

РЕЗУЛЬТАТОВ

 

ИСПЫТАНИЙ

 

И

 

РАСЧЕТОВ

 

ПО

 

МАТЕМАТИЧЕСКОЙ

 

МОДЕЛИ

1. 

Описание

 

испытаний

 

СНЭ

-10-1200-

400 

при

 

совместной

 

работе

 

с

 

ГПУ

 

в

 

экспериментальной

 

энергосистеме

В мае 2019 года в Новосибирске проведены ис-

пытания системы накопления энергии СНЭ-10-1200-

400  при  совместной  работе  с  ГПУ  в  составе  экс-

периментальной  энергосистемы.  Цель  испытаний 

заключалась  в  подтверждении  работоспособности 

СНЭ  в  соответствии  с  требованиями  технического 

задания. СНЭ должна была эффективно сглаживать 

набросы и сбросы мощности нагрузки, получающей 

НАКОПИТЕЛИ 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Рис

. 2. 

Эксперимент

переходный

 

процесс

 

при

 

работе

 

СНЭ

 

в

 

режиме

 

ограничения

 

скорости

 

изменения

 

мощности

 

ДГУ

Рис

. 4. 

Эксперимент

переходный

 

процесс

 

при

 

ограниче

-

нии

 

минимума

 

и

 

максимума

 

мощности

 

ДГУ

Рис

. 3. 

Расчет

переходный

 

процесс

 

при

 

работе

 

СНЭ

 

в

 

ре

-

жиме

 

ограничения

 

скорости

 

изменения

 

мощности

 

ДГУ

Рис

. 5. 

Расчет

переходный

 

процесс

 

при

 

ограничении

 

минимума

 

и

 

максимума

 

мощности

 

ДГУ

90
60
30

90
60
30

90
60
30

90
60
30

90

60

30

90

60

30

90
60
30

90
60
30

1

1

1

1

5

5

5

5

3

3

3

3

7

7

7

7

2

2

2

2

6

6

6

6

4

4

4

4

Мощно

сть, кВ

т

Мощно

сть, кВ

т

Мощно

сть, кВ

т

Мощно

сть, кВ

т

Время, с

Время, с

Время, с

Время, с

ДГУ

ДГУ

ДГУ

ДГУ

Нагрузка

Нагрузка

Нагрузка

Нагрузка

Рис

. 6. 

Принципиальная

 

схема

 

испытательной

 

экспери

-

ментальной

 

установки

ГПУ1 (1125 кВт)

R (0–1200 кВт)

Т10/0,4

СНЭ

1200 кВт

400 кВт·ч

ГПУ2 (1125 кВт)

~10 кВ

~0,4 кВ

питание от ГПУ, которые имеют достаточно серьез-

ные  ограничения  по  допустимой  динамике  измене-

ния нагрузки, а именно:

 

– при  резких  набросах/сбросах  нагрузки  более 

10–20% от номинальной мощности велика веро-

ятность  отключения  ГПУ  технологической  защи-

той; 

 

– скорость  наброса/сброса  мощности  для  того, 

чтобы  не  сработала  технологическая  защита, 

должна  составлять  не  более  1%  в  секунду  от 

номинальной мощности ГПУ;

 

– при  длительной  работе  нагрузка  ГПУ  должна 

составлять  не  менее  30–40%  от  номинальной 

мощности ГПУ [8].

Принципиальная  схема  экспериментальной 

установки  представлена  на  рисунке  6.  В  составе 

установки:

 

– две ГПУ GmbH MWM TCG 2020 V12K мощностью 

1125 кВт каждая;

 

– силовые трансформаторы и выключатели;

 

– секционированная активная нагрузка мощностью 

1200 кВт;

 

– система  накопления  энергии  СНЭ-10-1200-400 

мощностью 1200 кВА и энергоемкостью 400 кВт∙ч 


Page 5
background image

61

производства  ООО  «Системы  накопления  энер-

гии»;

 

– контрольно-измерительное  и  регистрирующее 

оборудование.

Работоспособность СНЭ испытывалась в двух ре-

жимах:

1)  ограничение скорости изменения мощности ГПУ 

во время набросов и сбросов мощности;

2)  ограничение максимальной и минимальной мощ-

ности ГПУ в разных нагрузочных циклах при раз-

личных уставках.

2. 

Создание

 

математической

 

модели

 

энергосистемы

 

Модель  экспериментальной  энергосистемы  соз-

дана  в  ПВК  PowerFactory.  Для  моделирования  СНЭ 

используется разработанная авторами модель СНЭ, 

описанная  выше.  В  модель  СНЭ  заложены  параме-

тры  накопителей  энергии,  соответствующие  литий-

железо-фосфатным аккумуляторам. В системе управ-

ления  модели  СНЭ  реализованы  те  же  алгоритмы, 

что и в системе управления СНЭ-10-1200-400. 

Использована модель ГПУ с автоматическим ре-

гулятором скорости (АРС), описанная в [15]. Параме-

тры АРС подобраны таким образом, чтобы при набо-

ре мощности график изменения скорости вращения 

был  максимально  близок  к  графику,  полученному 

при  заводских  испытаниях  ГПУ  GmbH  MWM  TCG 

2020 V12K. В качестве автоматического регулятора 

возбуждения (АРВ) использован типовой регулятор, 

имеющийся  в  библиотеке  PowerFactory:  1968  IEEE 

Type 1 Excitation System.

Модель  энергосистемы  имеет  в  своем  составе 

элемент изменяемой активной нагрузки. График на-

грузки задан в соответствии с суммарным графиком 

мощности,  потребляемой  нагрузочными  модулями 

на испытаниях СНЭ-10-1200-400.

3. 

Сравнение

 

экспериментальных

и

 

расчетных

 

результатов

 

Ограничение

 

скорости

 

изменения

 

мощности

 

ГПУ

 

во

 

время

 

набросов

 

и

 

сбросов

 

мощности

.

 Опыт, 

при котором СНЭ работала по алгоритму ограниче-

ния скорости изменения мощности нагрузки на ГПУ 

(рисунок 7), проводился при повторно-кратковремен-

ном  характере  изменения  активной  нагрузки:  дли-

тельность цикла 10 с, диапазон изменения мощности 

от 0 до 1200 кВт. Уставка алгоритма СНЭ: скорость 

изменения мощности ГПУ ≤15 кВт/c. При превыше-

нии  заданной  уставки  СНЭ  обеспечивала  плавное 

изменение  мощности  ГПУ  при  резких  изменениях 

мощности нагрузки. Время реакции СНЭ составляло 

не более 20 мс. Результаты расчета на модели СНЭ 

в том же режиме (рисунок 8) показали высокое каче-

ственное и количественное сходство с результатами 

натурного эксперимента. 

Экспериментальная  осциллограмма  при  сбросе 

мощности нагрузки с 1200 кВт до 1000 кВт представ-

лена  на  рисунке  9.  Результаты  расчета  на  модели 

представлены на рисунке 10. 

Рис

. 7. 

Эксперимент

переходный

 

процесс

 

при

 

работе

 

СНЭ

 

в

 

режиме

 

ограничения

 

скорости

 

изменения

 

мощно

-

сти

 

ГПУ

 

с

 

уставкой

 15 

кВт

/c

Рис

. 9. 

Эксперимент

переходный

 

процесс

 

при

 

сбросе

 

мощности

 

нагрузки

 

с

 1200 

кВт

 

до

 1000 

кВт

Рис

. 10. 

Расчет

переходный

 

процесс

 

при

 

сбросе

 

мощнос

-

ти

 

нагрузки

 

с

 1200 

кВт

 

до

 1000 

кВт

Рис

. 8. 

Расчет

переходный

 

процесс

 

при

 

работе

 

СНЭ

 

в

 

режиме

 

ограничения

 

скорости

 

изменения

 

мощности

 

ГПУ

 

с

 

уставкой

 15 

кВт

/c

 5 (62) 2020


Page 6
background image

62

Ограничение

 

максимальной

 

и

 

минимальной

 

мощности

 

ГПУ

 

в

 

разных

 

нагрузочных

 

циклах

 

при

 

различных

 

уставках

.

 В ходе опыта СНЭ работала 

на ограничение суммарной максимальной и мини-

мальной  мощности  двух  ГПУ  (нижняя  уставка  — 

900  кВт,  верхняя  —  1100  кВт).  При  выходе  мощ-

ности  нагрузки  за  пределы  указанных  значений 

разница между уставкой и фактической нагрузкой 

компенсировалась за счет СНЭ. На интервале от 

0 до 250 секунд мощность нагрузки изменялась от 

800 до 1200 кВт, далее — от 800 до 1000 кВт (ри-

сунок 11).

Сравнение расчета на модели СНЭ (рисунок 12) 

с экспериментальными осциллограммами в режиме 

ограничения минимума и максимума мощности ГПУ 

показало  достаточное  для  инженерных  исследова-

Рис

. 11. 

Эксперимент

переходный

 

процесс

 

при

 

ограниче

-

нии

 

минимума

 

и

 

максимума

 

мощности

 

ГПУ

Рис

. 12. 

Расчет

переходный

 

процесс

 

при

 

ограничении

 

минимума

 

и

 

максимума

 

мощности

 

ГПУ

ний качественное и количественное совпадение ре-

зультатов.

ВЫВОДЫ

Математическая  модель  СНЭ  для  расчета  переход-

ных процессов в энергосистемах разработана и реа-

лизована  в  программно-вычислительном  комплексе 

DIgSILENT PowerFactory. Модель предназначена для 

расчетов режимов, переходных процессов и анализа 

устойчивости  энергосистем,  в  составе  которых  име-

ются  СНЭ.  Также  модель  может  быть  использована 

при разработке и апробации алгоритмов управления 

СНЭ,  повышающих  управляемость  и  надежность 

энергосистем. Точность модели подтверждена путем 

сравнения результатов расчетов с осциллограммами, 

полученными в ходе испытаний СНЭ-10-1200-400 в со-

ставе  экспериментальной  энергосистемы  с  ГПУ.   

ЛИТЕРАТУРА
1.  Бердников  Р.Н.,  Фортов  В.Е.,  Ша-

карян  Ю.Г.,  Деньщиков  К.К.  Гиб-

ридный  накопитель  энергии  для 

ЕНЭС на базе аккумуляторов и су-

перконденсаторов // Энергия еди-

ной сети, 2013, № 1. С. 40–51.

2.  Zobaa A.F.  Energy  storage  techno-

logies  and  applications.  Rijeka, 

Croatia: Intech, 2013, p. 328. 

3.  Кононенко  В.Ю.,  Вещунов  О.В., 

Билашенко  В.П.,  Смоленцев  Д.О. 

Эффекты  применения  накопи-

телей  энергии  в  изолированных 

энергосистемах  России  //  Аркти-

ка:  экология  и  экономика,  2014, 

№ 2(14). С. 61–66.

4.  Li J., Xiong R., Yang Q. et al. Design/

test  of  a  hybrid  energy  storage 

system for primary frequency control 

using  a  dynamic  droop  method  in 

an isolated microgrid power system. 

Applied  Energy,  2017,  vol.  201, 

pp. 257–269.

5.  Robyns  B.,  François  B.,  Delille  G., 

Saudemont  C.  Energy  storage  in 

electric  power  grids.  UK:  ISTE  and 

John Wiley & Sons, 2015, p. 306.

6.  Чаусов  И.С.,  Бурдин  И.А.,  Ря-

пин  И.Ю.  и  др.  Рынок  систем  на-

копления  электроэнергии  в  Рос-

сии: потенциал развития. Под ред. 

Ю.А. Удальцова, Д.В. Холкина. М.: 

Центр стратегических разработок, 

2018. 69 с.

7.  Концепция развития рынка сис тем

хранения  электроэнергии.  Минис-

терство  энергетики  Российской 

Федерации. URL: https://minenergo.

gov.ru/node/9029.

8.  Илюшин П.В., Куликов А.Л., Бере-

зовский П.К. Эффективное исполь-

зование  накопителей  электриче-

ской энергии для предотвращения 

отключений  объектов  распреде-

ленной  генерации  при  кратковре-

менных отклонениях частоты // Ре-

лейная  защита  и  автоматизация, 

2019, № 4. С. 32–39.

9.  Бачурин П.А., Гладков Д.С., Зыря-

нов  В.М.,  Кучак  С.В.,  Нестеренко 

Г.Б.,  Лебедев  Д.Е.,  Решетников 

А.Н.,  Савицкий  А.М.  Испытания 

промышленного образца системы 

накопления энергии СНЭ-10-1200-

400 при совместной работе с ГПУ 

в  составе  экспериментальной 

энергосистемы  //  ЭЛЕКТРОЭНЕР-

ГИЯ.  Передача  и  распределение, 

2020, № 2(59). С. 18–24.

10. Кирьянова  Н.Г.,  Бачурин  П.А.,  Зы-

рянов В.М., Кучак С.В., Метальни-

ков Д.Г., Нестеренко Г.Б., Потапен-

ко А.М., Пранкевич Г.А. Математи-

НАКОПИТЕЛИ 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ


Page 7
background image

63

ческая модель системы накопления 

энергии в составе энергосистемы / 

Материалы  14  Междунар.  науч.-

техн.  конф.  «Актуальные  пробле-

мы  электронного  приборострое-

ния».  Новосибирск:  Изд-во  НГТУ, 

2018. Т. 7. С. 228–234. 

11. Армеев Д.В., Зырянов В.М., Кирь-

янова Н.Г., Нестеренко Г.Б., Пран-

кевич Г.А. Моделирование энерго-

систем с накопителями энергии // 

Электропитание, 2018, № 2. С. 22–33.

12. Зырянов В.М., Кирьянова Н.Г., Не-

стеренко  Г.Б.,  Пранкевич  Г.А.  Уни-

версальная  математическая  мо-

дель  системы  накопления  элек-

трической  энергии  /  Материалы 

9  Междунар.  молодеж.  науч.-техн. 

конф. «Электроэнергетика глазами 

молодежи».  Казань:  Изд-во  КГЭУ, 

2018. Т. 3. С. 127–130.

13. Akagi  H.,  Watanabe  E.H.,  Aredes 

M. Instantaneous Power Theory and 

Applications  to  Power  Conditioning. 

IEE  Press,  John  Wiley  and  Sons 

Inc., 2007, p. 389.

14. Зырянов  В.М.,  Кучак  С.В.,  Бачу-

рин П.А., Харитонов С.А., Металь-

ников  Д.Г.,  Гармаш  Т.Г.,  Вороши-

лов А.Н., Фролов Д.А. Эксперимен-

тальные  исследования  и  испыта-

ния  совместной  работы  системы 

накопления  энергии  и  ДГУ  в  со-

ставе автономной энергосистемы // 

Промышленная  энергетика,  2018, 

№ 10. С. 2–10.

15. Вагин Г.Я., Солнцев Е.Б., Мамонов 

А.М., Петров А.А. Математическая 

модель  электроагрегата  мини-

ТЭЦ  на  базе  явнополюсного  син-

хронного  генератора  //  Известия 

ТПУ.  Инжиниринг  георесурсов, 

2015, т. 326, № 8. С. 92–101.

REFERENCES
1.  Berdnikov R.N., Fortov V.E., Shakar-

jan  Ju.G.,  Denshhikov  K.K.  Hybrid 

energy  storage  for  UNEG  based 

on  batteries  and  supercapacitors. 

Energy  of  unifi ed  grid,  2013,  no.  1, 

pp. 40-51. (in Russian)

2.   Zobaa A.F. Energy storage technol-

ogies and applications. Rijeka, Croa-

tia: Intech, 2013. 328 p.

3.  Kononenko  V.Ju.,  Veshhunov  O.V., 

Bilashenko  V.P.,  Smolencev  D.O. 

Eff ects of the use of energy storage 

in isolated power systems in Russia. 

Arctic: Ecology and Economy, 2014, 

no. 2(14), pp. 61-66. (in Russian)

4.  Li  J.,  Xiong  R.,  Yang  Q.  et  al.  De-

sign/test of a hybrid energy storage 

system  for  primary  frequency  con-

trol  using  a  dynamic  droop  method 

in  an  isolated  microgrid  power  sys-

tem. Applied Energy, 2017, vol. 201, 

pp. 257-269.

5.  Robyns  B.,  François  B.,  Delille  G., 

Saudemont  C.  Energy  storage  in 

electric  power  grids.  UK:  ISTE  and 

John Wiley & Sons, 2015, 306 p.

6.  Chausov I.S., Burdin I.A., Ryapin I.Yu.

et al. Energy storage systems mar-

ket in Russia: development potential. 

Edited  by  Udalcova  Yu.A.,  Holkina 

D.V.  Moscow,  Center  for  Strategic 

Research, 2018, 69 p. (in Russian)

7.  The  concept  of  development  of  the 

market for energy storage systems. 

URL: https://minenergo.gov.ru/node/

9029.

8.  Ilyushin P.V., Kulikov A.L., Berezovs-

kiy P.K. Eff ective application of elec-

tric energy storage for prevention of 

distributed  generation  units  tripping 

due  to  short-time  frequency  devia-

tions. Relay protection and automa-

tion, 2019, no. 4, pp. 32-39. (in Rus-

sian)

9.  Bachurin P. A., Gladkov D.S., Zyry-

anov V. M., et al. Testing of industrial 

design energy storage system (ESS-

10-1200-400) and gas piston units in 

experimental  power  system.  ELEC-

TRIC  POWER.  Transmission  and 

distribution,  2020,  no.  2,  pp.18-24. 

(in Russian)

10. Kiryanova N.G., Bazhurin P.A., Zyry-

anov V.M., et al. Mathematical model 

of the energy storage system in the 

power  system.  Actual  problems  of 

electronic  instrument  engineering, 

2018, pp. 228-234. (in Russian)

11. Armeev D.V., Zyryanov V.M., et al. 

Modeling  of  energy  systems  with 

energy  storage  devices.  Power 

Supply, 2018, no. 2., pp. 22-23. (in 

Russian)

12. Kiryanova N.G., Zyryanov V.M, et al. 

Multi-operated  mathematical  model 

of electrical energy storage system. 

Power  energy  through  the  eyes  of 

youth,  2018,  pp.  127-130.  (in  Rus-

sian)

13. Akagi H., Watanabe E.H.,. Aredes M. 

Instantaneous power theory and ap-

plications to power conditioning. IEE 

Press,  John  Wiley  and  Sons  Inc., 

2007, p. 389.

14. Zyryanov V.M., Kuchak S.V., Bachu-

rin  P.A.,  Kharitonov  S.A.,  Metal’ni-

kov  D.G.,  Garmash  T.G.,  Voroshi-

lov  A.N.,  Frolov  D.A.  Experimental 

studies and tests of the joint opera-

tion  of  the  energy  storage  system 

and  the  DGU  as  a  part  of  an  au-

tonomous power system // Industrial 

power  engineering,  2018,  no.  10, 

pp. 2-10. (in Russian)

15. Vagin  G.Ya.,  Solncev  E.B.,  Mamo-

nov A.M., Petrov A.A. Mathematical 

model  of  a  mini-power  plant  based 

on a clear-pole synchronous genera-

tor. TPU News. 2015, no. 8, pp. 92-

101. (in Russian)

В

 

издательстве

 

Инфра

-

Инженерия

 

вышла

 

в

 

свет

 

новая

 

книга

 

к

.

т

.

н

В

И

Гуревича

  

объемом

 

свыше

 500 

страниц

 

под

 

интригующим

 

названием

«

Электромагнитный

 

импульс

 

высотного

 

ядерного

 

взрыва

 

и

 

защита

 

электрооборудования

 

от

 

него

»

Заказать книгу можно на сайте издательства www.infra-e.ru или по электронной почте infra-e@yandex.ru и телефону 8 (8172) 75-15-54

В  этой  необычной  книге  рассказывается  об  исто-

рии развития военных ядерных программ в СССР 

и США, роли разведки в создании ядерного оружия 

в  СССР,  обнаружении  электромагнитного  импуль-

са при ядерном взрыве (ЭМИ ЯВ), многочисленных 

испытаниях ядерных боеприпасов.

В  доступной  для  неспециалистов  в  области 

ядерной  физики  форме  описан  процесс  образо-

вания ЭМИ ЯВ при подрыве ядерного боеприпаса 

на  большой  высоте,  показано  влияние  многочис-

ленных факторов на интенсивность ЭМИ ЯВ и его 

параметры. Рас смот ре но влияние ЭМИ ЯВ на элек-

тронные компоненты и устройства, а также и на си-

ловое электрооборудование энергосистем.

Большую  часть  книги  занимает  описание  практи-

ческих (а не теоретических, как в сотнях отчетов на 

эту  тему)  средств  и  методов  защиты  электронного 

и электротехнического оборудования от ЭМИ ЯВ, ис-

пытания этого оборудования на устойчивость к ЭМИ 

ЯВ, оценки эффективности средств защиты. 

В  книге  использованы  многочисленные  доку-

менты и фотографии с грифами секретности, кото-

рые были рассекречены и стали общедоступными 

лишь недавно. По широте охвата проб лемы, новиз-

не, глубине и практической значимости описанных 

технических  решений  книга  является  фактически 

энциклопедией  ЭМИ  ЯВ  и  не  имеет  аналогов  на 

книжном рынке. 

Книга рассчитана на инженеров-электриков и энер-

гетиков разрабатывающих, проектирующих и эксплу-

атирующих  электронное  и  электротехническое  обо-

рудование,  а  также  будет  полезна  преподавателям 

вузов и студентам. Много интересного найдут в ней 

также и любители истории техники.

 5 (62) 2020


Читать онлайн

В статье приведена оценка адекватности и точности математической модели системы накопления энергии (СНЭ) по результатам натурного эксперимента в автономной энергосистеме, включающей в свой состав газопоршневую электростанцию, активную резкопеременную нагрузку и головной промышленный образец СНЭ номинальной мощностью 1200 кВА, энергоемкостью 400 кВт∙ч и напряжением 10 кВ на базе литий-ионных аккумуляторных батарей. Описана структура разработанной математической модели СНЭ для расчета переходных процессов. Сравнение результатов натурных испытаний и расчетов с использованием математической модели СНЭ показало их качественное и количественное совпадение, достаточное для научных и инженерных исследований функционирования СНЭ в составе энергосистем.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 6(69), ноябрь-декабрь 2021

Применение систем накопления электроэнергии для повышения коэффициента использования установленной мощности электростанций на базе возобновляемых источников энергии в составе электрических систем

Возобновляемая энергетика / Накопители
Булатов Р.В. Насыров Р.Р. Бурмейстер М.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 6(69), ноябрь-декабрь 2021

Нормативные проблемы разработки схем выдачи мощности электростанций на базе возобновляемых источников энергии

Возобновляемая энергетика / Накопители Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии
Дворкин Д.В. Антонов А.А. Кошкин И.Ю.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 6(69), ноябрь-декабрь 2021

Координированное управление напряжением и реактивной мощностью в сетях с ветроэнергетическими станциями

Управление сетями / Развитие сетей Возобновляемая энергетика / Накопители
Закутский В.И. Гаджиев М.Г.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 5(68), сентябрь-октябрь 2021

Использование сегментированной статической характеристики по частоте для поддержания уровня заряда системы накопления электроэнергии

Возобновляемая энергетика / Накопители
Илюшин П.В. Шавловский С.В
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»