Способ стабилизации энергосетей удаленных поселков за секунду
Ученые разработали модель автономной энергосистемы с водородными накопителями, предназначенную для удаленных поселков и промышленных объектов. Эта система, благодаря комбинированному управлению, позволяет стабилизировать частоту энергосети после аварий менее чем за секунду, как сообщили в Минобрнауки РФ. Об этом сообщает ТАСС.
Исследователи из Томского политехнического университета совместно с китайскими коллегами создали модель, в которой водородные накопители служат для повышения устойчивости системы, использующей возобновляемые источники энергии. Расчеты показали, что такая сеть быстро восстанавливает параметры электроснабжения после аварий и резких изменений нагрузки, требуя для этого менее 0,7 секунды.
Автономные энергосистемы находят применение в удаленных поселках и на промышленных объектах, которые не подключены к единой энергосети. В них используются солнечные и ветровые установки, подключаемые через силовые преобразователи. При резком увеличении нагрузки или отключении источника в таких системах возникают колебания частоты и напряжения.
Разработанная система отслеживает не только отклонения частоты, но и скорость ее изменения: при быстром росте или падении частоты инвертор формирует управляющее воздействие для регулирования. Ученые сравнили три стратегии управления автономной энергосистемой: классическую, обратную и комбинированную. Наилучшей оказалась комбинированная схема с синтетической инерцией, где один инвертор формирует параметры сети, а остальные подстраивают мощность под текущую нагрузку.
Модель была протестирована при различных аварийных условиях: при отклонении нагрузки на 10-20%, внезапном отключении инвертора и изменениях характеристик электросети. Результаты показали, что перераспределение активной мощности после подключения нового инвертора занимает менее 0,7 секунды, в то время как в классическом управлении стабилизация реактивной мощности занимала до 37,9 секунды, а в обратном управлении — до 7,17 секунды.
В будущем ученые намерены разработать адаптивное управление, которое будет учитывать уровень заполнения водородного хранилища, параметры сети и состояние оборудования, а также протестировать его на лабораторных макетах. Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Hydrogen Energy (Q1, IF: 9,2).
