Управление энергопотреблением подключенной к сети с многозонной тарификацией фотоэлектрической системы с аккумулятором для обеспечения собственных нужд локального объекта

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20998/2074-272X.2021.2.06

Ключові слова:

многозонный тариф, перераспределение энергии, степень заряда аккумулятора, ШИМ, сценарии рекомендованной нагрузки с текущей корректировкой, моделирование

Анотація

Усовершенствованы принципы управления и перераспределения энергии, накапливаемой в аккумуляторной батарее, в фотоэлектрической системе локального объекта, подключенного к сети с многозонной тарификацией при исключении генерации энергии в сеть. За счет энергии батареи в наиболее нагруженные пиковые часы и частично в дневное время система работает автономно и не зависит от возможных нарушений качества электроэнергии в сети. Предложено сценарии рекомендованного графика нагрузки в соответствии с отношением прогнозируемого значения дневной генерации энергии фотоэлектрической батареи к ее возможному максимальному значению. Предложена методика расчета рекомендованной нагрузки с текущей корректировкой по фактической генерации и степени заряда батареи, что позволяет учесть отличия фактической генерации фотоэлектрической батареи от прогнозного значения и фактической нагрузки от рекомендованной. Разработана имитационная модель энергетических процессов в системе с корректировкой значения рекомендованной нагрузки. Работоспособность предложенных решений подтверждена моделированием в Маtlab и на экспериментальной установке на базе стандартного гибридного инвертора. Полученные решения являются основой для проектирования новых и модернизации существующих фотоэлектрических систем локальных объектов с использованием программно-технических комплексов управления электропотреблением.

Біографії авторів

A. A. Shavelkin, Київський національний університет технологій та дизайну, Україна

Д.т.н., професор

J. Gerlici, University of Žilina, Slovak Republic

Professor, Dr. Ing.

I. O. Shvedchykova, Київський національний університет технологій та дизайну, Україна

Д.т.н., професор

K. Kravchenko, University of Žilina, Slovak Republic

PhD

Посилання

Pro vnesennia zmin do deiakykh zakoniv Ukrainy shchodo udoskonalennia umov pidtrymky vyrobnytstva elektrychnoi enerhii z alternatyvnykh dzherel enerhii: Zakon Ukrainy vid 21 lypnia 2020 r. № 810-ІХ [On amendments to some laws of Ukraine regarding the improvement of conditions for supporting the production of electrical energy from alternative energy sources: Law of Ukraine of July 21, 2020 No. 810-ІХ]. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/810-20#Text (Accessed 15.08.2020). (Ukr).

Rao B.H., Selvan M.P. Prosumer participation in a transactive energy marketplace: a game-theoretic approach. 2020 IEEE International Power and Renewable Energy Conference, Karunagappally, India, 2020, pp. 1-6. doi: https://doi.org/10.1109/iprecon49514.2020.9315274.

Moira L. Nicolson, Michael J. Fell, Gesche M. Huebner. Consumer demand for time of use electricity tariffs: A systematized review of the empirical evidence. Renewable and Sustainable Energy Reviews, December 2018, vol. 97, pp. 276-289. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.08.040.

Shavelkin A., Shvedchykova І. Management of generation and redistribution electric power in grid-tied photovoltaic system of local object. Technical electrodynamics, 2020, no. 4, рр. 55-59. doi: https://doi.org/10.15407/techned2020.04.055.

El-Hendawi M., Gabbar H.A., El-Saady G., Ibrahim E.-N. A. Optimal operation and battery management in a grid-connected microgrid. Journal of International Council on Electrical Engineering, 2018, vol. 8, no. 1, 195-206. doi: https://doi.org/10.1080/22348972.2018.1528662.

Hybrid Grid Inverter Growatt Hybrid 10000 HY. Available at: https://alfa.solar/ru/gibridnyj-setevoj-invertor-growatt-hybrid-10000-hy-id494.html (Accessed 15.08.2020). (Rus).

Conext SW. Hybrid Inverter. Available at: https://www.se.com/ww/en/product-range-presentation/61645-conext-sw/ (Accessed 15.08.2020).

ABB solar inverters. Product manual REACT-3.6/4.6-TL (from 3.6 to 4.6 kW). Available at: https://www.x-win.it/wp-content/uploads/2017/03/REACT-3.6_4.6-TL-Product-manual-EN-RevBM0000025BG.pdf (Accessed 15.08.2020).

Shvedchykova I.O., Kravchenko O.P., Romanchenko J.A., Kozakov E.V. Development of a database for predicting the solar generation in the software and technical complex for the management of electrical supply of the local object. Scientific papers of Donetsk National Technical University. Series: Electrical and Power Engineering, 2020, no. 1 (22), pp. 55-61. (Ukr). doi: https://doi.org/10.31474/2074-2630-2020-1-55-61.

Kaplun V., Shtepa V., Makarevych S. Neuro-network model for providing electricity generation by renewable sources in energy management system of local object. Power Engineering: Economics, Technique, Ecology, 2019, no. 2, pp. 27-39. (Ukr). doi: https://doi.org/10.20535/1813-5420.2.2019.190002.

Naderipour A., Abdul-Malek Z., Zahedi Vahid M., Mirzaei Seifabad Z., Hajivand M., Arabi-Nowdeh S. Optimal, Reliable and Cost-Effective Framework of Photovoltaic-Wind-Battery Energy System Design Considering Outage Concept Using Grey Wolf Optimizer Algorithm – Case Study for Iran. IEEE Access, 2019, vol. 7, pp. 182611-182623. doi: https://doi.org/10.1109/access.2019.2958964.

Forecast. Solar. Available at: https://forecast.solar/ (Accessed 15.08.2020).

Traore A., Taylor A., Zohdy M., Peng F. Modeling and Simulation of a Hybrid Energy Storage System for Residential Grid-Tied Solar Microgrid Systems. Journal of Power and Energy Engineering, 2017, vol. 5, no. 5, pp. 28-39. doi: https://doi.org/10.4236/jpee.2017.55003.

Barelli L., Bidini G., Bonucci F., Castellini L., Castellini S., Ottaviano A., Pelosi D., Zuccari A. Dynamic Analysis of a Hybrid Energy Storage System (H-ESS) Coupled to a Photovoltaic (PV) Plant. Energies, Feb. 2018, vol. 11, no. 2, p. 396. doi: https://doi.org/10.3390/en11020396.

Shavolkin O., Shvedchykova I., Demishonkova S. Simulation model of the photovoltaic system with a storage battery for a local object connected to a grid with multi-zone tariffication. 2020 IEEE 7th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), Kyiv, Ukraine, 2020, pp. 368-372. doi: https://doi.org/10.1109/ess50319.2020.9160112.

Lawder M.T., Suthar B., Northrop P.W.C., De S., Hoff C.M., Leitermann O., Crow M.L., Santhanagopalan S., Subramanian V.R. Battery Energy Storage System (BESS) and Battery Management System (BMS) for Grid-Scale Applications. Proceedings of the IEEE, Jun. 2014, vol. 102, no. 6, pp. 1014-1030. doi: https://doi.org/10.1109/jproc.2014.2317451.

DG12-100 (12V100Ah). Available at: https://www.ritarpower.com/products/176.html (Accessed 15.08.2020).

Photovoltaic geographical information system. Available at: https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html#SA (Accessed 15.08.2020).

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-04-10

Як цитувати

Shavelkin, A. A. ., Gerlici, J. ., Shvedchykova, I. O., Kravchenko, K. ., & Kruhliak, H. V. . (2021). Управление энергопотреблением подключенной к сети с многозонной тарификацией фотоэлектрической системы с аккумулятором для обеспечения собственных нужд локального объекта. Електротехніка і Електромеханіка, (2), 36–42. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2021.2.06

Номер

Розділ

Силова електроніка