CC BY
2222_
относительно статора, основанного на использовании вектора тока ротора. Получены новые уравнения идентификатора
потокосцеплений (18), исследована их устойчивость и по условиям устойчивости определён тип электропривода, в котором возможно применять предложенный
идентификатор. Для обеспечения асимптотической устойчивости идентификатора (18) в области, где нарушаются условия устойчивости (16), предложено в уравнения идентификатора ввести нелинейную функцию, (19). Устойчивость системы векторного управления и достаточная точность идентификации при использовании предложенных уравнений и функций подтверждены методом математического моделирования рекомендуемой системы электропривода по схеме АВК в различных режимах работы.
East European Scientific Journal #1(77), 2022 ЯМ!
Список литературы
1. Ботвинник М.М., Шакарян Ю.Г. Управляемая машина переменного тока, М.: Наука, 1969, 140с.
2. Малафеев С.И., Салов С.А. Патент № RU2357348C1 Датчик положения ротора электрического двигателя, 2009г.
3. Шакарян Ю.Г. Асинхронизированные синхронные машины / Ю. Г. Шакарян. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 192с.
4. Клюев О.В., Садовой О.В., Сохша Ю.В. Системи керування асинхронними вентильними каскадами. - Кам'янське: ДДТУ, 2018. 294с.
5. Пивняк Г.Г, Волков А.В. Современные частотно-регулируемые асинхронные электроприводы с широтно-импульсной модкляцией. - Дншропетровськ, Нацюнальний прничий ушверситет, 2006. - 470с.
6. Виноградов А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока/ «Ивановский государственный энергетический университет». -Иваново, 2008.-298с.
Malogulko Yu.V.
associate professor, PhD, Vinnitsa tational technical university Lastivka V.B. student
Vinnitsa national technical university THE POWER ENERGY STORAGE SYSTEMS TECHNOLOGY RESEARCH
Малогулко Юлия Владимировна
к.т.н., доцент
Винницкий национальный технический университет Ластивка Виктория Богдановна
студентка
Винницкий национальный технический университет
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СИСТЕМ НАКОПЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
DOI: 10.31618/ESSA.2782-1994.2022.1.77.230 Summary. An analysis of the existing modern technologies of power energy storage systems was carried out for further study of the issues of their placement in distribution systems, as well as their functioning under different operating modes and features of the power system.
Аннотация. Проведен анализ существующих современных технологий систем накопления электрической энергии для дальнейшего изучения вопросов их размещения в распределительных системах, а также функционирования при разных режимах работы и особенностях энергосистемы. Key words: energy storage, technology, electrical system. Ключевые слова: накопление энергии, технологии, электрическая система.
Постановка проблемы. Мировая
электроэнергетика находится в одном шаге от преобразования базового технологического принципа - соответствия уровня генерации и потребления в единый момент времени [1]. Прорывной технологией, которая позволит разделить генерацию и потребление, является накопление энергии. Эта технология полностью изменит всю систему диспетчеризации, соотношение традиционной и возобновляемой электроэнергетики и многое другое. Поэтому, необходимо исследовать современные технологии
системы накопления энергии, для извлечения наибольшей выгоды и для потребителей, и для энергосистемы, для тех, кто эти системы разрабатывает.
Системы накопления электроэнергии являются одним из самых быстрорастущих секторов электроэнергетики. За 10 лет сектор вырос в 48 раз, среднегодовые темпы роста составили 47%. По прогнозам Bloomberg NEF, к 2040 году суммарная мощность накопителей превысит 1 ТВт.
Анализ последних исследований и публикаций. В рассмотренных работах [2-3]
USUS East European Scientific Journal #1(77), 2022
исследовано применение накопителей
электрической энергии для решения некоторых задач, которые касаются нормального функционирования электроэнергетических систем (а именно: повышение пропускной способности межсистемных связей, стабилизация частоты и напряжения, улучшение статической и динамической устойчивости, противоаварийное управление). В работе [4] разработаны методы оптимального размещения накопителей в электроэнергетических системах с целью выравнивания суммарного графика нагрузки и минимизации потерь электроэнергии.
Много внимания ученые данной области исследования уделяют анализу возможностей применения накопителей как локальных буферов электрической энергии, обеспечивающих резерв мощности энергосистем.
Цель статьи. Исследование и анализ существующих современных технологий систем накопления электрической энергии для дальнейшего изучения вопросов их размещения в распределительных системах, а также функционирования при разных режимах работы и особенностях энергосистемы.
Изложение основного материала. Мировой рынок систем накопления энергии развивается стремительными темпами. Основным применением систем накопления в мировой практике является регулирование частоты и напряжения, обеспечение баланса мощности, выравнивание графика потребления и генерации электроэнергии, а также аккумулирование излишне вырабатываемой энергии возобновляемыми источниками энергии.
Если рассматривать электрическую систему, то накопление энергии в ней означает отложение потребления электрической энергии до момента позднего, чем момент ее производства, или преобразования электрической энергии в форму энергии, которая может сохраняться. Преобразование электрической энергии может быть осуществлено физическими, инерционными, химическими, водородными и другими технологиями. Системы накопления электрической энергии (СНЭЭ), по сути, это оборудование, на котором осуществляется накопление энергии.
На сегодняшний день выделяют такие наиболее распространённые СНЭЭ:
- твердотельные аккумуляторы - ряд электрохимических накопителей, в том числе современные химические аккумуляторы и конденсаторы;
- проточные аккумуляторы - аккумуляторы, в которых энергия накапливается непосредственно в растворе электролита для увеличения срока службы и мгновенного срабатывания;
- маховики - механические устройства, использующие энергию вращения для мгновенной подачи электрического тока;
- система хранения энергии на основе сжатого воздуха;
_23
- хранилище тепловой энергии -аккумулирование тепла и холода для создания энергии по требованию и ее выделение в удобное для потребителей время;
- насосная гидроаккумулирующая электростанция - создание и хранение энергии с использованием двух резервуаров с водой, расположенных на разных высотах;
- гравитационные накопители энергии -устройства, которые генерируют электричество, выпуская в случае необходимости тяжелый груз с определенной высоты;
- системы хранения энергии на основе преобразования энергии на газ (водород, биометан, синтез-газ и т.д.).
Если обобщить все вышеуказанные виды СНЭЭ, то можно применить более удобную классификацию:
- электрические;
- механические;
- магнитные;
- электрохимические;
- тепловые;
- термохимические;
- химические.
Проанализировав все существующие типы СНЭЭ, а также их область применения, было определено, что технология накопления электроэнергии позволяет:
1. Увеличить эффективность работы распределенных источников энергии на базе возобновляемых источников энергии (в связи с учетом погодных условий, когда нагрузка в сети отсутствует, применение СНЭЭ позволит увеличить объем выдаваемой мощности без модернизации схемы выдачи мощности).
2. Разделить во времени процессы производства и потребления электроэнергии (за счет накопления электроэнергии в ночное время, когда стоимость электроэнергии минимальна, и её выдачи в пиковые часы). Это позволит снизить объем резервных мощностей на углеводородном топливе, повысить эффективность работы генераторных установок электростанций, а также получить дополнительную прибыль от разности тарифов на электроэнергию.
3. Обеспечить требуемое качество электроэнергии (несинусоидальность напряжения, несимметрия напряжений в трёхфазной системе, медленные изменения напряжения, колебания напряжения, фликер, прерывания напряжения, провалы напряжения).
4. Увеличить пропускную способность сети (установка системы накопления электрической энергии позволит отложить мероприятия по модернизации электросетевых объектов).
5. Повысить динамическую устойчивость данной энергосистемы (за счет того, что в изолированных энергосистемах суммарная установленная мощность генерации на базе дизель-генераторных установок или на базе ВИЭ как правило соизмерима с мощностью нагрузки).
24
East European Scientific Journal #1(77), 2022
6. Обеспечить резервное электроснабжение особо ответственных потребителей (в т.ч. собственных нужд подстанций и электрических станций).
7. Ликвидировать проблемы, связанные с компенсацией реактивной мощности (несоответствие коэффициента мощности cosф требуемому, снижение напряжения в узлах сети).
8. Позволит сгладить пиковое потребление графика нагрузки и компенсировать резкопеременную нагрузку).
Область применения СНЭЭ приведена на рисунке 1.
Наиболее популярной технологией в электрических системах является литий-ионные батареи. По данным [5], по состоянию на начало 2019, литий-ионные батареи занимали долю в 90% на рынке СНЭЭ для электрических сетей. В настоящее время литий-ионные батареи используется абсолютно во всей домашней и портативной электронике. СНЭЭ с подсистемами накопления электрохимического типа (литий-ионная аккумуляторная батарея), предоставляют наибольшую доступную мощность, при этом требуя наибольшие капитальные затраты на единицу мощности и энергоемкости, обеспечивая средние значения КПД и срока службы.
Снижение потребляемой мощности сети
Сияема накапливает анергию е периоды ыалсго на нее спроса и вьцрет б ишпш пика пюгресления дхт ограничения предела пптресля&лай от сети :иппросщ что е там числе приводит к снижению платежей за техническое присоединение.
Z
Повышение качества эле(драонфП1и
Благодаря пофазному
травлению потоками
мощнссти и СЬБСТрОДеЙСТВИЕО СНЭЭ повышает качество электроэнергии в часта гармонического состава тока и симметрии напряжения.
Увеличение эффективности работы собственной генерации
СНЭЭ позволяет использовать генераторные установки меньшей установленной мощности,
параллельно оптимизируя их работу. что значительно снижает потребление топлива и повышает ресурс генераторных агрегатов.
Применение СНЭЭ совместно с ААЭС
Активно-адаптивные системы -новое направление развития систем электроснабжения, в которых ключевое место занимает СНЭЭ. обеспечивая баланс активней и реактивной мощности, а также резервное
электроснабже-ие нагрузки.
Совместное применение с возобновляемыми источниками энергии
СНЭЭ обеспечивает небаланс, обусловленный неравномерной выработкой алектроянерпш
генерирующими установками на базе возобновляемых источников энергии, повышал эффективность работы cni^e.v.bi генераций.
X
Компенсация реакпштш мощности
Реактивная мощность в распределительных сетях создает дополнительные потери
электроэнергии и напряжения. СНЭЭ позволяет точно и в реальном времени компенсировать
реагтиЕтто мощность,
погребляемуто нагрузкой.
Замещение «горячего» резерва
СНЭЭ в реальном времени компенсирует возникающие в системе небалансы мощности; что позволяет отказаться от установки генератора горячего резерва в автономных энергосистемах.
Рисунок 1 - Область применения СНЭЭ
Цены на литий-ионные батареи снижаются, их безопасность повышается, они хорошо себя показывают в системах, где необходимо большое количество энергии в течение короткого периода (силовые установки), и в системах, которые требуют меньшее количество энергии в течение более длительного периода. Таким образом литий-
ионные аккумуляторы подходят для хранения энергии любым потребителям — от крупных коммунальных предприятий, занимающихся передачей и распределением энергии
до индивидуальных коммерческих и жилых объектов.
USUS East European Scientific Journal #1(77), 2022
Важно отметить то, что не всегда эксплуатационные характеристики разных типов литий-ионных батарей соответствуют
поставленным задачам (это происходит, когда для больших электростанций одна модель аккумулятора может быть на 80% эффективнее, чем другая из-за способности быстро заряжаться и разряжаться). А также, в некоторых частных случаях другие технологии могут работать лучше (для управления системой заряда и хранения энергии в жилых системах, свинцово-кислотные батареи могут оказаться более эффективными). Для крупномасштабных электростанций щелочные батареи являются более экономичными, но только для коротких периодов зарядки и разрядки (быстрее одного часа).
Накопители на основе аккумуляторных батарей большой энергоемкости считаются наиболее перспективными для использования в интеллектуальных электроэнергетических
системах.
Выводы и предложения. Постоянная изменчивость производства электроэнергии возобновляемыми источниками энергии батареями приводит к тому, что системы хранения энергии становятся все более важным атрибутом систем энергообеспечения. Современные СНЭЭ — это комплексное решение, включающее в себя как накопители, так и программные решения, обеспечивающие контроль за состоянием накопителей и оптимальным распределением нагрузки.
На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что современное развитие преобразовательной и микропроцессорной техники, за счет применения интеллектуальных методов управления СНЭЭ, позволяет решать в электрических сетях много проблем как на уровне потребностей источников электроэнергии на базе возобновляемых источников энергии, так и исходя
_25
из потребностей энергосистемы. Применение СНЭЭ позволит повысить эффективность транспортировки электрической энергии и производства электроэнергии на базе возобновляемых источников, а также способствует развитию и совершенствованию технической базы электроэнергетики.
Список литературы:
1. Глускин И.З., Дмитриева Г.А., Мисриханов М.Ш., Наровлянский В.Г., Якимец И.В. Сверхпроводниковые токоограничивающие устройства и накопители энергии для электроэнергетических систем. М.: Энергоатомиздат, 2002. - 373 с.
2. Астахов Ю.Н., Веников В.А., Тер-Газарян
A.Г. Накопители энергии в электрических системах: Учеб, пособие для электроэнергетических спец. вузов. М.: Высшая школа, 1989. 157 с.
3. Новиков Н.Л. Повышение режимной надежности и управляемости объединённых энергосистем с помощью новых средств и систем управления: Дисс...докт. техн. наук. М. 2001. 503 с.
4. Курувита Араччиге Ч.У. Оптимизация размещения накопителей энергии в электрических сетях: Дисс...канд. техн. наук. М. 2000. 129 с.
5. Режим доступа: https://www.eesi.org/papers/view/energy-storage-2019.
6. Local Energy Balancing and Ancillar y Services in Low-Voltage Networks With Distributed Generation, Energy Stor age, and Active Loads Olek,
B.; Wierzbowski, M. Industrial Electronics, IEEE Transacti ons on Year: 2015, Volume: 62, Issue: 4 Pages: 2499 - 2508.
7. Режим доступа: https://dtek.com/ru/media-center/news/dtek-zapustil-pervuyu-v-ukraine-promyshlennuyu-sistemu-nakopleniya-energii/.
Markelov M.M.
postgraduate student of the department of system analysis and operation research, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology
METHOD OF AUTOMATED SCHEDULING BY USING GREEDY ALGORITHM
Маркелов М.М.
Аспирант кафедры системного анализа и исследования операций, Сибирский Государственный университет науки и технологий
имени академика М. Ф. Решетнева
МЕТОД АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СОСТАВЛЕНИЯ РАСПИСАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ЖАДНОГО АЛГОРИТМА
DOI: 10.31618/ESSA.2782-1994.2022.1.77.231 Summary. The paper proposes a method for automated scheduling. This method is based on applying a greedy algorithm to generate the first version of the employee schedule.
Аннотация. В работе предложен метод для автоматизированного составления расписания. Данный метод основан на применении жадного алгоритма для генерации первой версии расписания сотрудников. Key words: scheduling, greedy algorithm, optimization problem, process automation.
