CC BY
97
Оригинальная статья I Original article УДК 621.311
DOI: http:IIdx.doi.orgI10.21285I1814-3520-2018-12-169-184
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ГИБРИДНОГО АВТОНОМНОГО ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА БАЗЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ И ДИЗЕЛЯ
© Г.Г. Константинов1, В.В. Криворотова2, Н.П. Слюнкин3, Д.С. Федосов4
1,3,4Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Российская Федерация, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83. 2Иркутский государственный университет путей сообщения, 664074, Российская Федерация, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15.
РЕЗЮМЕ: Разработка и исследование гибридного автономного источника электроэнергии на базе фотоэлектрической солнечной электростанции и дизеля. Для достижения цели использовались методы математического и компьютерного моделирования, экспериментальные исследования на практических установках. Предложены модели солнечной станции в программной среде MATLAB Simulink: математическая и компьютерная. Проведено сравнение результатов исследования на моделях и на практической установке, показавшее совпадение полученных результатов. Разработана компьютерная модель гибридного автономного источника электроэнергии на базе фотоэлектрической солнечной электростанции и дизель-генератора. Проведенные исследования разработанной модели показали, что она работает корректно и может применяться для проектирования гибридных фотоэлектрических солнечных электростанций для конкретных районов и нагрузок.
Ключевые слова: фотоэлектрическая солнечная электростанция, гибридные автономные источники электроэнергии, математическое и компьютерное моделирование, дизель-генератор
Информация о статье: Дата поступления 28 октября 2018 г.; дата принятия к печати 30 ноября 2018 г.; дата онлайн-размещения 28 декабря 2018 г.
Для цитирования: Константинов Г.Г, Криворотова В.В., Слюнкин Н.П., Федосов Д.С. Разработка и исследование гибридного автономного источника электроэнергии на базе фотоэлектрической солнечной электростанции и дизеля. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018;22(12):169—184. DOI: 10.21285/1814-3520-2018-12-169-184
DEVELOPMENT AND STUDY OF HYBRID STAND-ALONE ELECTRIC POWER SOURCE BASED ON SOLAR PHOTOVOLTAIC POWER STATION AND DIESEL GENERATOR
Gennadiy G. Konstantinov, Viktoria V. Krivorotova, Nikolay P. Slyunkin, Denis S. Fedosov
Irkutsk National Research Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk 664074, Russian Federation
Константинов Геннадий Григорьевич, кандидат технических наук, профессор кафедры электропривода и электрического транспорта, e-mail: kgg40@mail.ru
Gennadiy G. Konstantinov, Cand. Sci. (Eng.), Professor of the Department of Electric Drive and Electric Transport, e-mail: kgg40@mail.ru
2Криворотова Виктория Викторовна, доцент кафедры электроэнергетики транспорта, e-mail: vvk_xapga@mail.ru Viktoria V. Krivorotova, Cand. Sci. (Physics and Mathematics), Associate Professor of the Department of Transport Electrical Engineering, e-mail: vvk_xapga@mail.ru
3Слюнкин Николай Павлович, магистрант, e-mail: n_i_k_i_t_a@list.ru Nikolay P. Slyunkin, Master Degree Student, e-mail: n_i_k_i_t_a@list.ru
4Федосов Денис Сергеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры электрических станций, сетей и систем, e-mail: fedosov_ds@istu.edu
Denis S. Fedosov, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Electric Stations, Networks and Systems, e-mail: fedosov_ds@istu.edu
Irkutsk State Transport University,
15 Chernyshevsky St., Irkutsk 664074, Russian Federation
ABSTRACT: The purpose of the paper is development and study of a hybrid stand-alone electric power source based on a solar photovoltaic power station and a diesel generator. The purpose is achieved through the application of the following methods of mathematical and computer modeling and experimental studies on pilot installations. A mathematical model and a computer model of a solar station are proposed in MATLAB Simulink environment. Conducted comparison of study results on the models and on the pilot installation shows coincidence of the results obtained. The computer model of a hybrid stand-alone electric power source has been developed on the basis of a solar photovoltaic power station and a diesel generator. Carried-out studies of the developed model have demonstrated its correct operation that suggests its application for designing of hybrid solar photovoltaic power stations for specific areas and loads.
Keywords: solar photovoltaic power station, hybrid stand-alone power sources, mathematical and computer modeling, diesel generator
Information about the article: Received October 28, 2018; accepted for publication November 30, 2018; available online December 28, 2018.
For citation: Konstantinov G.G., Krivorotova V. V., Slyunkin N.P., Fedosov D.S. Development and study of hybrid standalone electric power source based on solar photovoltaic power station and diesel generator. Vestnik Irkutskogo gosudar-stvennogo tehnicheskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2018; 22(12):pp. 169-184. (In Russ.) DOI: 10.21285/1814-3520-2018-12-169-184
Введение
Для удаленных территорий нашей страны, которые экономически не выгодно подключать к единой энергосистеме для электроснабжения промышленных и сельскохозяйственных потребителей, является актуальным применение возобновляемых источников электроэнергии, использующих, например, потенциал солнца и ветра.
Главными целями и задачами в данной работе являются:
- разработка математических моделей электрооборудования ФСЭС;
- разработка компьютерных моделей элементов оборудования ФСЭС;
- исследование и сравнение характеристик физической и компьютерной моделей фотоэлектрического модуля;
- разработка компьютерной модели солнечной электростанции;
- исследование внешних характеристик солнечной электростанции и сравнение их с традиционными источниками электрической энергии;
- разработка компьютерной модели гибридного автономного источника электроэнергии на базе фотоэлектрической солнечной электростанции и дизеля.
Разработка математических моделей электрооборудования фотоэлектрической электростанции
Актуальность создания математической модели фотоэлектрической электростанции (ФСЭС) обусловлена необходимостью изучения поведения фотоэлектрических элементов в различных режимах работы, а также расчетов параметров и проектирования фотоэлектрических элементов [1-4]. На основе математической модели представляется возможным построение вольт-амперной характеристики (ВАХ) фотоэлектрического элемента, на основе которой можно сделать вывод о режиме работы фотоэлектрической электростанции при различных изменениях входных параметров [5-9].
Практическая ценность заключается в том, что на основе математической модели можно реализовать компьютерное моделирование фотоэлектрической солнечной электростанции.
На рис. 1 представлена схема замещения солнечного элемента.
Поток света
(фотоны) Light stream (photons)
1нагр / 1load
+
U / V
Рис. 1. Схема замещения солнечного элемента Fig. 1. Solar cell equivalent circuit
Данная схема описывается следующими уравнениями [10]:
1H 1Ф 1 Д ,
(1)
где 1ф - ток фотонов, зависящий от плотности потока излучения; 1д - ток, протекающий через идеализированный р-п переход; 1н - ток нагрузки.
(V )
1Д = /0 • (e Рт -1),
(2)
где 1о - обратный ток насыщения; V - выходное напряжение; фт - тепловой потенциал, равный контактной разности потенциалов на границе р-п перехода при отсутствии внешнего напряжения:
Рт
к • T
(3)
где к - постоянная Больцмана; е - заряд электрона; Тс - температура окружающей среды.
На основании данных уравнений не представляется возможным построение точных ВАХ солнечного элемента. Поэтому необходимо ввести несколько дополнительных элементов в схему замещения, представленную на рис. 1.
На рис. 2 представлена эквивалентная схема замещения солнечного элемента.
Rn / Rs
U / V
Рис. 2. Эквивалентная схема замещения солнечного элемента Fig. 2. Equivalent circuit for solar cell replacing
e
Для определения выходного тока солнечного элемента необходимо подставить выражения (2) и (3) в выражение (1):
IH = 1Ф - Io-(e
e- ( V+IH-Rn ) \ A-k-Tr
-1)-V + IH-Rn
R
(4)
Ш
где А - фактор идеализации (эмпирический показатель, принимающий значения от 1 до 5) [10]; Нп - последовательное сопротивление солнечного элемента; Нш - шунтирующее сопротивление солнечного элемента. Поскольку шунтирующее сопротивление Нш гораздо больше, чем последовательное сопротивление Нп, то последнее слагаемое в уравнении (4) становится незначительным по сравнению с суммой начальных составляющих, следовательно, последним слагаемым можно пренебречь, тогда выражение (4) преобразуется в
ih = 1ф - v(e
( e-(V+Ih-Rn ) )
A-k-T
C
1).
(5)
Rш.
На рис. 3 представлена эквивалентная схема замещения солнечного элемента без учета
Rn / RS
U / V
Рис. 3. Эквивалентная схема замещения солнечного элемента без учета Rш Fig. 3. Equivalent circuit for solar cell replacing without regard for Rш
Выходное напряжение V солнечного элемента является функцией фототока 1н, что в основном определяется током нагрузки в зависимости от уровня солнечной инсоляции и температуры окружающей среды. С учетом (5), выходное напряжение определяется как:
V = A'k'Tc - in( 1ф + Io IН ) - R^ .
I
(6)
H
Выражение (6) дает напряжение единичного фотоэлемента, которое затем умножается на количество ячеек, соединенных последовательно. Переменная величина температуры окружающей среды Тс влияет на выходное напряжение и фототок ячейки. Эти эффекты выражены через температурные коэффициенты выходного напряжения Ctv и фототока Cti:
Ctv = 1 + ßT-(Tc - Tn ) ;
(7)
Сп = 1 + ^ • (Тп - Тс ), (8)
где Рт = 0,004 и ут = 0,06 - температурные коэффициенты; Тп - температура поверхности панели.
Если температура окружающей среды не изменяется существенно в дневное время, уровень солнечной инсоляции изменяется в зависимости от количества солнечного света и облачности. Изменение уровня солнечной инсоляции вызывает изменение рабочей температуры фототока в ячейке, которая влияет на величину выходного напряжения. Таким образом, изменения уровня солнечной инсоляции, влияющей на величину фототока и рабочей температуры, можно описать через 2 константы Сву и Св/.
С8У = 1 + рт-а8 • (Бх -Зс); (9)
Сп = 1+-1 • (Зх - ), (10)
Зс
где вс - значение уровня солнечной инсоляции; вх - уровень солнечной инсоляции для расчетного момента времени.
Изменение температуры ЛТс, обусловленное изменением уровня солнечной инсоляции, определяется
АТс = а3 • (Зх - Бс), (11)
где а3 = 0,03 - отклонение изменения рабочей температуры в ячейке, обусловленного изменением уровня солнечной инсоляции [10, 11 -13].
Используя поправочные коэффициенты С™, Си, Сву и Св/, можно получать значения напряжения Увх и фототока /фх ячейки для соответствующей температуры Тх и уровня солнечной инсоляции вх:
Усх = Сту • СЗУ-Ус; (12)
!фх = ст1 • с81 • ^ф . (13)
Общий вид вольт-амперной характеристики (ВАХ) солнечного элемента представлен на
рис. 4.
Разработанная математическая модель фотоэлектрической солнечной станции [7, 13, 14] позволяет исследовать и анализировать работу солнечных панелей, строить схемы замещения, а также снять вольт-амперную характеристику. Данная математическая модель далее использовалась для разработки компьютерной модели фотоэлектрической солнечной станции, позволяющей проводить (на ней) исследования различных режимов ее работы.
AU, B / V ,V
Рис. 4. Вольт-амперная характеристика солнечного элемента: Uxx - напряжение холостого хода; 1кз - ток короткого замыкания; ином - напряжение в точке максимальной мощности;
^ом - ток в точке максимальной мощности Fig. 4. Volt-ampere characteristic of the solar cell: Uhh - no load voltage; Isc - short-circuit current;
Unom - voltage in the point of maximum power; Inom -current in the point of maximum power
Разработка компьютерных моделей элементов оборудования фотоэлектрической станции
Актуальность создания компьютерной модели фотоэлектрической станции обусловлена необходимостью изучения поведения фотоэлектрических элементов в различных режимах работы и выполнения расчетов параметров и проектирования фотоэлектрических элементов. На основе компьютерной модели представляется возможным снятие характеристик фотоэлектрического элемента, на основе которых можно сделать вывод о режиме работы фотоэлектрической станции при различных изменениях входных параметров. Компьютерная модель позволяет описать объект или явление во всех режимах работы и при различных условиях. Составлению фотоэлектрической системы, включающей в себя солнечную панель, преобразователь постоянного тока в переменный (и нагрузку), предшествовала разработка и исследование компьютерных элементов оборудования этой системы. Разработка элементов осуществлена в среде Simulink в программно-вычислительном комплексе MATLAB [12, 13].
Компьютерная модель солнечного элемента в программно-вычислительном комплексе MATLAB реализована блоком PV Array, представленном на рис. 5.
Рис. 5. Блок PV Array Fig. 5. PV Array block
На рис. 6 а, b представлены полученные по заданным параметрам вольт-амперная и энергетическая характеристики компьютерной модели солнечного элемента.
ум Энергетика
ü Power Engineering
Для проверки достоверности разработанной компьютерной модели солнечного элемента были проведены испытания солнечного элемента на физической модели с такими же параметрами.
На физической модели для снятия вольтамперной (табл. 1, рис. 6 а) и энергетической (табл. 2, рис. 6 Ь) характеристик задавалось напряжение сети, соответствующее энергетической освещенности Е, равной 400 Вт/м2, и температура поверхности фотоэлектрического модуля в пределах плюс 35°С . Энергетическая освещенность и температура поверхности фотоэлектрического модуля поддерживались во время эксперимента постоянными.
Таблица 1
Вольт-амперная характеристика физической модели фотоэлектрического модуля U =
Table 1
Volt-ampere characteristic of the physical model of the photovoltaic module U = f(I)
I, о.е. 0 0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 6 0, 8 1
U, о.е. 1 0,985 0,98 0,975 0,955 0,94 0,905 0,9
a b
Рис. 6. Вольт-амперная (а) и энергетическая характеристика (b) компьютерной модели солнечного элемента Fig. 6. Volt-ampere (a) and energy characteristic (b) of the solar cell computer model
Таблица 2
Энергетическая характеристика физической модели фотоэлектрического модуля P = f(U)
Table 2
Energy characteristic of the physical model of the photovoltaic module P = Щ
Р, о.е. 0 0,19 0,29 0,43 0,57 0,71 0,9 1
U, о.е. 1 0,985 0,98 0,975 0,955 0,94 0,905 0,9
Сравнение результатов проведенных исследований позволяет сделать вывод, что компьютерная модель солнечного элемента соответствует физической модели (расхождение в па-
раметрах, менее 10%) и может быть использована для дальнейшего исследования характеристик солнечного элемента и для построения компьютерной модели альтернативного источника энергии на базе фотоэлектрической солнечной электростанции и дизеля.
a b
Рис. 7. Вольт-амперная характеристика U = f(I) (а) и энергетическая характеристика P = f(U) (b) физической модели фотоэлектрического модуля Fig. 7. Volt-ampere characteristic U = f (I) (a) and the energy characteristic P = f (U) (b) of the photovoltaic module physical model
Компьютерная модель фотоэлектрической электростанции
Компьютерная модель фотоэлектрической электростанции представлена на рис. 8. Разработанная модель содержит элементы: солнечную панель блок PV Array, преобразователь постоянного тока в переменный, представленный блоком Universal Bridge, а также нагрузку.
Voltage Measurement
RMS1
То Workspacel
Three-Phase Series RLC Load
Рис. 8. Компьютерная модель фотоэлектрической электростанции Fig. 8. Computer model of a photovoltaic power station
На рис. 9 приведены осциллограммы изменения напряжения и тока в сети. На рис. 10 приведены осциллограммы выходного сигнала инвертора.
U, B / V ,V 1000
/V /i
/ \ Л r \ F t M\ .г-l/l / 4 А ; \ / * \ Л / \ / Ч А. X) / \ Д. /V /
Г .1 w\ 'У у ' ' V -у Л V ; * S." V ) / у V N / yj V N / /
w
500 0
-500
-1000 0 0.01
I, A/1, A 2
0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07
0.08
0.09 0.1
t, c /1, s
/А/у ¿О . Л А ^ ' ч Ч/~\ Л / ; у V » \ А / : х Y\ /\ t ' V V /\
» 15\ V Ч1 V /Д у • \ ^ ' V V v .♦ХУ' X * ' ч. V У \ \ / ^ f V V S
V v
0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08
Рис. 9. Напряжение и ток в сети Fig. 9. Voltage and current in the network
0.09 0.1
t, c / t, s
U, B / V ,V
800 600 400 200 О -200 -400 -600
ïi
M
Éà
à
TP
ff
О 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1
t, С / t, s
Рис. 10. Выходной сигнал инвертора Fig. 10. Output signal of the inverter
В приведенной схеме необходимо учитывать емкостную составляющую нагрузки либо использовать фильтр для компенсации гармонических составляющих. Напряжение и ток сети без компенсации представлены на рис. 11.
U, B / V ,V 10001-
-1000 ----------
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1
Рис. 11. Напряжение и ток в сети без компенсации Fig. 11. Voltage and current in the compensation-free network
На компьютерной модели (рис. 8) проведено исследование влияния величины и характера нагрузки на выходное напряжение фотоэлектрической солнечной станции. С этой целью были сняты внешние характеристики и проведено сравнение их с видом внешних характеристик электромашинных источников электрической энергии.
Затем выполняется построение внешних характеристик, полученных для разных по величине и характеру нагрузок (рис. 12).
I, о.е. /1, pu
Рис. 12. Внешние характеристики солнечной электростанции при разных по величине и характеру нагрузках Fig. 12. External characteristics of a solar power station at loads different by magnitude and nature
На рис.13 приведены внешние характеристики электромашинного источника электрической энергии (синхронного трехфазного генератора).
Рис. 13. Внешние характеристики синхронного трехфазного генератора при разных по величине и характеру нагрузках: 1 - активная нагрузка; 2 - активно-индуктивная нагрузка;
3 - активно-емкостная нагрузка Fig. 13. External characteristics of a synchronous three-phase generator at loads different in magnitude and nature: 1 - active load; 2 - active-inductive load; 3 - resistive-capacitive load
Сравнение характеристик на этих рисунках подтверждает вывод о том, что компьютерная модель фотоэлектрической станции отражает достоверно влияние на выходное напряжение различных по величине и характеру нагрузок и может быть в дальнейшем использована для создания компьютерной модели гибридного автономного источника энергии на базе фотоэлектрической солнечной электростанции и дизеля.
Компьютерная модель гибридного автономного источника электроэнергии на базе фотоэлектрической солнечной электростанции и дизеля
Для бесперебойного электроснабжения удаленных потребителей целесообразно применять гибридные автономные источники энергии, например, на базе фотоэлектрической солнечной электростанции и дизеля.
Ниже представлена разработанная компьютерная модель гибридного автономного источника электроэнергии на базе фотоэлектрической солнечной электростанции и дизель-генератора. Такая компоновка позволяет бесперебойно обеспечивать потребителей электрической энергией, а также значительно уменьшать ее стоимость. Для ее создания необходимо было дополнить разработанную компьютерную модель фотоэлектрической станции компьютерными моделями дизель-генератора.
Компьютерная модель дизель-генератора
Дизель-генератор в программно-вычислительном комплексе MATLAB реализован через блок Synchronous Machine pu Fundamental, представленный на рис. 14.
Для моделирования источника механической мощности используется блок Hydraulic Turbine and Governor, представленный на рис. 15.
В результате этих дополнений компьютерная модель гибридного автономного источника электроэнергии на базе фотоэлектрической солнечной электростанции и дизеля приняла следующий вид (рис. 16).
Рис. 14. Блок Synchronous Machine pu Fundamental Fig. 14. Synchronous Machine pu Fundamental block
Рис. 15. Блок Hydraulic Turbine and Governor Fig. 15. Hydraulic Turbine and Governor block
Рис. 16. Компьютерная модель гибридного автономного источника электроэнергии на базе фотоэлектрической солнечной электростанции и дизеля Fig. 16. Computer model of a hybrid stand-alone electric power source based on a solar photovoltaic power station and a diesel generator
U, B i V ,V 400
200
-200
-400
/у-лл A/"\/\ ' 4 У\ /~\ . X. л -- — _.
h \ A f\ \ A ' i £ Y y y Y * л л A Д A A Л y Y V Y /\ Д Д A УС A j
V \ J V \! ч У \ ? ï X / V 7 V V V X / X X X 4 Y / V Y Л Л Л A У / y ч Л,
J\j v„' 4./ V/ ' NX •»' —
I, Ai I, A 20
10
-10
-20
0.15
t, c i t, s
A >x A A aI X Ч V/ ЛЛАЛЛА-
j/\ A A A \ - \ ' X \ / X X \ >\ A Л !\ A / У \ У y A Л A /ч A
\ 1 \ ' 1 1 V V 7 y У y v X i 4 V V « v v v X X a л л л
' A AJx V V* v À AA/vA/v^ '\У X/ ЧУ чУ w >
0.05
0.1
0.15
t, c i t, s
Рис. 17. Осциллограмма токов и напряжений дизель-генератора Fig. 17. Oscillogram of currents and voltages of the diesel generator
На осциллограмме видно, что в момент времени 0,07с происходит подключение дизель-генератора на нагрузку и наблюдается переходный процесс. Он объясняется тем, что синхронный генератор включается в сеть на нагрузку. Осциллограмма токов и напряжений, снятая на нагрузке, представлена на рис. 18. На осциллограмме видно, что в момент времени 0,05 с пропадает напряжение на солнечной панели, отключится выключатель Q1. С момента времени 0,05 с до 0,07 с наблюдается бестоковая пауза, затем в момент времени 0,07 с включается выключатель Q2.
U,B i V,V
I, Ai I, A
40 20 О -20 -40
0.15
t, c i t, s
А'УлЛгу L. . ft /\ / 4 /\ Л, Л А Л. А А Л. А
1 ™ TT JJj № чг Л1 ™ 1ЛА.ЛАЛ- v V V v V V ' А _ А. А-/4 _
0.05
0.1
0.15
t, c i t, s
Рис. 18. Осциллограмма токов и напряжений на нагрузке Fig. 18. Oscillogram of currents and voltages on the load
Также на осциллограмме наблюдается электромеханический переходный процесс. Схема может работать в обратном порядке: дизель-генератор работает на нагрузку 10 кВт. В момент времени 0,05 с освещенность солнечной панели увеличивается с 200 В/м2до 1000 В/м2, при этом выдаваемое напряжение солнечной панели увеличивается. В этот же момент времени по уставке 100 В отключается выключатель 02. Затем по схеме АВР через 0,02 с включается
выключатель Q1 и производится подключение на заданную нагрузку солнечной панели. Осциллограммы токов и напряжений на выводах дизель-генератора и нагрузки при работе АВР в обратной последовательности представлены на рис. 19.
1000 о
-1000 50
О
-50 1000
О
-1000
U, B / V ,V
U, B / V ,V
0.05
-АД
X Л.,'
/ N A
I, A/1, a
0.1
• X.X.X« o4».. V V у V V у V v / А..Ч/« .
I, A/1, A
V V у V V V V . А..Ч.А А.» ¡ОС'
—А -В
— С
0.15
0.15
0.15
t,С / t, s
Рис. 19. Осциллограммы токов и напряжений на выводах дизель-генератора и нагрузки
Fig. 19. Oscillograms of currents and voltages on the terminals of the diesel generator and load
На осциллограммах видно, что в момент времени 0,05 с появляется напряжение на солнечной панели, отключается выключатель Q2. С момента времени 0,05 с до 0,07 с наблюдается бестоковая пауза, затем в момент времени 0,07 с включается выключатель Q1.
Для перекрытия паузы АВР могут использоваться накопители энергии.
Заключение
В статье разработаны математические и компьютерные модели элементов оборудования фотоэлектрической солнечной электростанции. Компьютерная модель разработана в программной среде MATLAB Simulink.
Разработана компьютерная модель гибридного автономного источника электроэнергии на базе фотоэлектрической солнечной электростанции и дизель-генератора. Компьютерная модель позволят исследовать влияние величины и характера нагрузки на величину выходного напряжения фотоэлектрической солнечной электростанции.
Проведено сравнение результатов исследования на моделях и на практической установке, показавшее их адекватность и возможность использования этих моделей при проектировании гибридных фотоэлектрических солнечных электростанций для конкретных районов и нагрузок.
Библиографический список
1. Lau K.Y., Yousof M.F.M., Arshad S.N.M., Anwari M., Yatim A.H.M. Performance analysis of hybrid photovoltaic/diesel energy system under Malaysian conditions // Energy, 2010. No. 35 (8). P. 3245-3255. DOI: 10.1016/j.energy.2010.04.008
2. Seeling-Hochmuth G.C. A combined optimisation concept for the design and operation strategy of hybrid-PV energy
systems // Solar Energy. 1997. № 61(2). P. 77-87. DOI: 10.1016/S0038-092X(97)00028-5
3. Dufo-Lopez R., Bernal-Agustin J.L. Design and control strategies of PV-diesel systems using genetic algorithms // Solar Energy. 2005. No. 79(1). P. 33-46. DOI: 10.1016/j.solener.2004.10.004
4. Velasco G., Casellas F., Guinjoan F., Martinez H., Pique R. Grid-PV-diesel hybrid system management application to MED-solar project scenarios // 2015 IEEE 15th International Conference on Environment and Electrical Engineering, EEEIC 2015 - Conference Proceedings. P. 713-718. DOI:10.1109/EEEIC.2015.7165252
5. Linn S., Ze Ya. A. Solar/wind/diesel hybrid energy system with battery storage for rural electrification // International Journal of Scientific Engineering and Technology Research, May 2014. Vol. 03. Issue 10. P. 2172-2176.
6. Nema P., Nema R.K., Rangnekar S. A current and future state of art development of hybrid energy system using wind and PV-solar: A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2009. No. 13(8). P. 2096-2103. DOI: 10.1016/j.rser.2008.10.006.
7. Слюнкин Н.П., Константинов Г.Г. Разработка математической модели ФСЭС // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Си-бири: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международ-ным участием (г. Иркутск, 24-28 апреля 2017 г.). Иркутск, 2017. Ч. 2. С. 359-364.
8. Константинов Г.Г., Петров А.А. Солнечная энергетика как альтернатива традиционным источникам электроэнергии // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (г. Иркутск, 24-28 апреля 2017 г.). Иркутск, 2017. Ч. 2. С. 336-340.
9. Лукутин Б.В., Суржикова О.А., Шандарова Е.Б. Возобновляемая энергетика в де-централизованном электроснабжении. М.: Энергоатомиздат, 2008. 231 с.
10. Лукутин Б.В. Возобновляемые источники энергии. Томск: Изд-во Томского поли-технического университета, 2008. 184 с.
11. Виссарионов В.И., Дерюгина Г.В., Кузнецова В.А., Малинин Н.К. Солнечная энергетика. М.: Изд. Дом МЭИ, 2008.
12. Терехин В.Б. Моделирование систем электропривода в Simulink. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. 292 с.
13. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. М.: ДМК Пресс. 2008.
14. Шарифов Б.Н., Терегулов Т.Р. Моделирование солнечной панели в программе MathLab/SIMULINK // Вестник Уфимского государственного авиационного техниче-ского университета. 2015. Т. 19. № 4 (70). С. 77-83.
References
1. Lau K.Y., Yousof M.F.M., Arshad S.N.M., Anwari M., Yatim A.H.M. Performance analysis of hybrid photovoltaic/diesel energy system under Malaysian conditions. Energy, 2010, no. 35(8), pp. 3245-3255. DOI: 10.1016/j.energy.2010.04.008
2. Seeling-Hochmuth G.C. A combined optimisation concept for the design and operation strategy of hybrid-PV energy systems. Solar Energy, 1997, no. 61(2), pp. 77-87. DOI: 10.1016/S0038-092X(97)00028-5
3. Dufo-Lopez R., Bernal-Agustin J.L. Design and control strategies of PV-diesel systems using genetic algorithms. Solar Energy, 2005, no. 79(1), pp. 33-46. DOI: 10.1016/j.solener.2004.10.004
4. Velasco G., Casellas F., Guinjoan F., Martinez H., Pique R. Grid-PV-diesel hybrid system management application to MED-solar project scenarios. 2015 IEEE 15th International Conference on Environment and Electrical Engineering, EEEIC 2015 - Conference Proceedings, pp. 713-718. DOI:10.1109/EEEIC.2015.7165252.
5. Linn S., Ze Ya.A. Solar/wind/diesel hybrid energy system with battery storage for rural electrification. International Journal of Scientific Engineering and Technology Research, May 2014, vol. 03, Issue no. 10, pp. 2172-2176.
6. Nema P., Nema R.K., Rangnekar S. A current and future state of art development of hybrid energy system using wind and PV-solar: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2009, no. 13(8), pp. 2096-2103. DOI: 10.1016/j.rser.2008.10.006.
7. Slyunkin N.P., Konstantinov G.G. Razrabotka matematicheskoj modeli FSES [Devel-opment of mathematical model of FSES]. Materialy Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem "Povyshenie effek-tivnosti proizvodstva i ispol'zovaniya energii v usloviyah Sibiri" [Proceedings of All-Russian scientific and practical Conference with international participation "Improving efficiency of energy production and use in Siberia", Irkutsk, 24-28 April 2017]. Irkutsk, 2017, part. 2, рр. 359-364. (In Russian)
8. Konstantinov G.G., Petrov A.A. Solnechnaya energetika kak al'ternativa tradicionnym istochnikam elektroenergii [Solar energy as an alternative to traditional sources of elec-tric power]. Materialy Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem "Povyshenie effektivnosti proizvodstva i ispol'zovaniya energii v usloviyah Sibiri" [Proceedings of All-Russian scientific and practical Conference with international participation "Improving efficiency of energy production and use in Siberia", Irkutsk, 24-28 April 2017]. Irkutsk, 2017, part. 2, рр. 336-340. (In Russian)
9. Lukutin B.V., Surzhikova O.A., Shandarova E.B. Vozobnovlyaemaya energetika vde-centralizovannom elektrosnabzhe-nii [Renewable energy in decentralized power supply]. Moscow: Energoatomizdat Publ., 2008, 231 р. (In Russian)
10. Lukutin B.V. Vozobnovlyaemye istochniki energii [Renewable energy source]. Tomsk: Tomsk Polytechnic University Publ., 2008, 184 p. (In Russian)
11. Vissarionov V.I., Deryugina G.V., Kuznecova V.A., Malinin N.K. Solnechnaya energetika [Solar energy]. Moscow: Dom MEI Publ., 2008. (In Russian)
12. Terekhin V.B. Modelirovanie sistem elektroprivoda v Simulink [Simulation of electric drive systems in Simulink]. Tomsk: Tomsk Polytechnic University Publ., 2010, 292 р. (In Russian)
13. Chernyh I.V. Modelirovanie elektrotekhnicheskih ustrojstv v MATLAB, SimPowerSys-tems i Simulink [Modeling of electrical devices in MATLAB, SimPowerSystems and Simulink]. Moscow: DMK Press Publ., 2008.
14. Sharifov B.N., Teregulov T.R. Research of the characteristics of the solar panel in the program MATLAB/Simulink. Vestnik Ufimskogo gosudarstvennogo aviacionnogo tehnicheskogo universiteta [Bulletin of Ufa State Aviation Technical University], 2015, vol. 19, no. 4(70), рр. 77-83. (In Russian)
Критерии авторства
Константинов Г.Г. предложил математическую модель. Слюнкин Н.П. разработал компьютерную модель. Федосов Д.С. проанализировал полученные результаты. Криворотова В.В. провела исследования на компьютерной модели. Авторы несут ответственность за плагиат.
Authorship criteria
Konstantinov G.G. has proposed a mathematical model. Slyunkin N.P. has developed a computer model. Fedosov D.S. has analyzed the results obtained. Krivorotova V.V. has conducted studies using a computer model. The authors bear the responsibility for plagiarism.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interests
The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.
