РАЗРАБОТКА КОНЦЕПТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПРИМЕНЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ С НАКОПИТЕЛЯМИ ЭНЕРГИИ

EVELOPMENT OF THE CONCEPT FOR THE USE OF THE COMBINED APPLICATION OF A SOLAR POWER PLANT WITH ENERGY STORAGE

Alexander Sych

master's student, AI, Department of AESP, North Caucasian Federal University,

Russia, Stavropol

АННОТАЦИЯ

В этой статье представлено новое применение солнечной электростанции с двунаправленным инвертором в качестве зарядного устройства для аккумуляторов. Показано, что комбинация солнечной электростанции и аккумуляторных батарей может быть выгодной в распределительной системе. В таких условиях инвертором можно регулировать напряжение в сети, путем зарядки/разрядки батарей, а также обеспечивать более эффективное использование активов и возврат инвестиций.

ABSTRACT

This article presents a new application of a solar power plant with a bidirectional inverter as a battery charger. It is shown that the combination of a solar power plant and storage batteries can be beneficial in a distribution system. Under such conditions, the inverter can regulate the voltage of the grid by charging/discharging the batteries, as well as provide more efficient use of assets and return on investment.

Ключевые слова: солнечная электроэнергетика, накопители энергии, инвертор.

Keywords: solar power industry, energy storage devices, inverter.

С ростом уровня внедрения возобновляемых источников энергии (таких как энергия ветра, солнца) растет и зависимость от этих ресурсов для поддержки нагрузки в современной системе распределения электроэнергии. Однако из-за прерывистого характера ветровой и солнечной энергии надежность распределенной генерации вызывает множество вопросов.

Решить эту проблему поможет применение резервного источника питания, далее резервная батарея. Солнечные электростанции, далее СЭС, могут применяться с накопителями энергии. Полная мощность двунаправленного инвертора, особенно в ночное время, может использоваться в качестве зарядного устройства.

Так, типичная СЭС неактивна в ночное время суток и мало активна в облачную погоду. Соответственно двунаправленный инвертор, используемый для преобразования постоянного тока в переменный трехфазный, потребляемого в сети, в эти промежутки времени так же остается неактивным.

На рисунке 1 указана конфигурация системы для использования инвертора СЭС в качестве зарядного устройства.

Точка, в которой солнечная ферма подключается к сети, называется точкой общего соединения.  Uc и iс представляют U и I во вторичной обмотке распределительного трансформатора, Uрс обозначает напряжения на шинах распределения нагрузки; iсп — ток, отдаваемый СЭС. Переменный ток, потребляемый/выдаваемый инвертором СЭС, и постоянный ток, протекающий через АБ, представлены iс и iбат соответственно. В данной топологии АБ подключается на стороне постоянного тока инвертора СЭС. Переключатель «S1» на рисунке 1 используется для отключения фотоэлектрических панелей, чаще всего в ночное время, либо в неясную, облачную погоду, и для зарядки аккумуляторных батарей от основной сети.

Процесс зарядки аккумулятора может быть включен в алгоритм отслеживания точки максимальной мощности (в зарубежной литературе MPPT). Контроллеры точки максимальной мощности играют важную роль в системе с СЭС и накопителями энергиями, потому что благодаря их управлению участком сети, путем включения/отключения «S1» и «S2» и будет производиться заряд/разряд АБ, в различных режимах работы сети.

Рисунок 1. Использование двунаправленного инвертора СЭС в качестве конфигурации системы зарядного устройства.

Преимущества, предлагаемые с установкой АБ на стороне постоянного тока инвертора СЭС:

– Более эффективное использование инвертора СЭС 24/7/365 с различными вариантами перераспределения мощности;

– Сохраненная энергия может быть для использования в часы максимального потребления, либо в качестве аварийного резерва;

– Повышение надежности распределительной системы;

– Возможность использования конфигурации системы в качестве источника бесперебойного питания.

Список литературы:

1. V. Khadkikar, Member, IEEE, Rajiv K. Varma, Member, IEEE and Ravi Seethapathy, Senior Member. Grid voltage regulation utilizing storage batteries in PV solar — Wind plant based distributed generation system // IEEE Electrical Power & Energy Conference (EPEC), 22-23 Oct. 2009
2. Г.В. Малинин, А.В. Серебрянников. Слежение за точкой максимальной мощности солнечной батареи // сб. статей. – Вестник Чувашского университета. 2016. №3